6.3.2. Підвід і відбір пари

Описані до цих пір випарні апарати були незалежні від решти агрегатів, за виключенням джерела граючої пари для першої ступені. В багатьох більш сучасних установках вторинний пар із корпусів з більш низьким тиском відбирається для інших цілей, наприклад опалення. Крім того, відпрацьована пара турбін низького тиску, або сконденсована пара високого тиску використовується для нагрівання в наступних корпусах випарної установки.

Рис. 6.14. Схема регулювання витрати гріючої пари з корекцією по

витраті вторинної пари РТ- давач тиску, FC-регулятор витрати, РDC - регулятор перепаду тиску.

Така практика робить установки більш економічними і дозволяє краще збалансувати подачу пари низького тиску, але в той час вона ускладнює програму регулювання роботи випарних апаратів. Підвід чи відбір вторинної пари змінює енергетичний баланс системи і потребує обліку. На рис 6.14 показані витратоміри

що встановлені на цих лініях для корекції сигналу на подачу тепла до першого корпуса пропорційно витраті вторинної пари що відбирається або підводиться.

Розглянемо роботу 4 корпусного випарного апарату, в якому деяка кількість вторинної пари з першого корпуса відбирається для інших цілей. Згідно табл. 6.1 сумарна кількість вторинної пари, що відводиться з випарного апарату, повинна бути в 3.52 більше кількості гріючої пари, що підводиться в перший корпус, і менше ніж 2.71 рази більше кількості вторинної пари, яка відбирається з першого корпусу. Тоді, відібрана витрата повинна бути помножена на коефіцієнт 2.71/3.52=0.77 до віднімання її від сигналу свіжої гріючої пари. Аналогічно сумарна кількість гріючої пари і вторинної пари із другого корпуса повинна бути помножена коефіцієнт 1.85/3.52=0.53 до його сумування з сигналом витрати свіжої гріючої пари. Поправка на абсолютний тиск, напевно, не потрібна, оскільки ці витрати звичайно набагато нижчі витрат свіжої пари і виявляють менший вплив на сумарне пароутворення.

Облік стає більш складним, якщо корпус підключений до колектора з низьким тиском, який дозволяє і відбір і підвід пари по одній і тій самій лінії. При цьому стає потрібне встановлення витратоміра з середньою точкою. При встановленні діафрагмового витратоміра з середньої точкою можна очікувати прийнятної точності, але лінеаризація його вихідного сигналу не може бути втілена простим застосуванням блоку добування кореня.

Рис. 6.15. Схема лінеаризації сигналу діафрагмового витратоміра з середньою точкою за допомогою спеціального перетворювача

При нульовій витраті вихідний сигнал давана перепаду тиску буде знаходитись в середині шкали. В цьому випадку блок добування квадратного кореня повинен бути обладнаним характеристикою, що показана на рис. 6.15. При нульовій витраті вихідний сигнал такого перетворювача також буде знаходитись в середній точці шкали, і буде потребувати компенсуючого зміщення цієї точки в суматорі.

23. Керування процесами дистиляції

Дистиляція (від лат. distillatio - стікання краплинами) - розділення рідких сумішей на фракції, що відрізняються за складом. Базується на відмінностях за складом рідини та пари, що виділяється із цієї рідини. Здійснюється частковим випаровування рідини і наступною конденсацією виділеної пари. Ентропія - це величина, що введена в термодинаміку, для визначення кількості не зворотно розсіяної енергії, тобто енергії, що не може бути використана для виконання роботи.

Дистиляція є класичним прикладом процесу, в якому енергія використовується для приведення системи у впорядкований стан. Зазвичай кінцеві продукти дистиляційних колон знаходяться в тому ж фізичному стані, що і початкова сировина, і мають той же сумарний енерговміст. Отже, енергія, що використовується в процесі, лишень проходить через систему, чим збільшує її ентропію³, щоб знизити ентропію кінцевих продуктів.

Існує ряд відомих методів, котрі застосовуються для визначення ефективності більшості процесів, що відбуваються, наприклад в котлах, компресорах, машинах і т. д. Ці методи лише частково, тобто неявно, можуть бути застосовані до процесу дистиляції, в якому енергію витрачають для досягнення впорядкованості, а не для отримання іншого виду енергії. Ентропійний аналіз, що застосовується в даному розділі, визначає міру ефективності та вказує способи її підвищення.

Значна енергія може бути заощаджена шляхом більш якісного регулювання процесів, що пригнічує коливальні режими і забезпечує функціонування у встановлених межах. Існують також способи економії енергії, що відносяться до пристроїв підведення і відведення тепла з колони. Мінімізація робочого тиску в колоні може значно підвищити її ефективність. Проте для реалізації планів економії енергії і виключення небезпеки затоплення або перевищення тиску необхідне ретельне регулювання процесу.

На нових установках з метою зниження споживання палива використовують теплові насоси і об'єднані системи підведення тепла. Такі технічні рішення ще більше потребують контролю через наявну внутрісистемну взаємодію установок, що конкурують між собою у споживанні енергії. Нові технічні рішення унаочнюються декількома прикладами для виявлення способів регулювання, які можуть бути використані як для економії енергії, так і для полегшення експлуатації установки.

Основним призначенням процесу дистиляції є отримання кінцевого продукту достатньо високої якості, що задовольняє умовам подальшої обробки цього продукту. Продукти ж, які йдуть на продаж, повинні задовольняти комплексу гарантійних умов, обумовлених в контракті з покупцем або встановлених деякими органами влади, наприклад федеральним урядом.

Коли кінцевий продукт перестане відповідати висунутим вимогам, на нього накладають деякі види штрафних санкцій відповідно до діючого порядку у виробничій або ринковій практиці. Продукт може бути проданий, як матеріал нижчого ґатунку, якщо на нього є ринковий попит. Санкції можуть бути достатньо жорсткими, якщо врахувати, що вартість виробництва продукту, що не задовольняє встановленим вимогам, може бути ледь нижче вартості продукту, що повністю відповідає цим вимогам, а продавати його доведеться за значно нижчою ціною, ніж якісний продукт.

Інший підхід до проблеми стандартизації продукту - спрямування нестандартного матеріалу в збірний бак, де він може бути змішаний з продуктом підвищеної чистоти, як результат отримаємо суміш, що відповідає висунутим вимогам. Проте змішування є незворотнім процесом, на який витрачається додаткова енергія. Виробництво надчистого продукту вимагає більше енергії, ніж її можна заощадити при виготовленні кінцевого продукту недостатньої чистоти. При змішуванні двох продуктів з метою задоволення встановлених вимог завжди витрачатиметься більше енергії, ніж при безпосередньому отриманні продукту необхідної якості.