15.2.5. Інформаційна схема низу колони.

Інформаційна схема низу колони

як многозв’язного об'єкта по h_k, або h_k, C_k .

15.3. Математичний опис верху колони.

15.3.1.Структурна схема дефлегматора із флегмовою ємністю.

Рис.5.

15.3.2.Матеріальний баланс по всій речовині.

• Рівняння динаміки:

(7)

де _фл - щільність флегми , кг/м³ ;

S_фл - перетин флегмової ємності , м² ;

h_фл - рівень флегми , м;

G_yn, G_фл, G_дист - масові витрати, кг/с.

• Рівняння статики:

G_yn = G_фл + G_дист (8)

• На підставі (7) і (8) можна вважати:

h_фл=f(G_yn, G_фл, G_д )

• Кращий керуючий вплив G_дист .

15.3.3.Матеріальний баланс по цільовому компоненту.

• Рівняння динаміки:

(9)

• Рівняння статики: 124

G_yn C_yn = G_дист C_{x n+1} + G_фл C_{x n+1} (10)

• На підставі (9) і (10) можна вважати:

C_дист=f(G_yn, G_фл, G_д )

• Кращий керуючий вплив G_фл .

15.3.4.Тепловий баланс верху колони ( _в = _н).

Структурна схема n-ої тарілки

Рис.6.

• Рівняння динаміки:

(11)

• Рівняння статики:

G_yn-1*C_pyn-1 *_yn-1 + G_фл*C_рфл *_фл =

G_yn *C_pyn *_в + G_xn *C_pxn *_в (12)

• Позначення:

• М_xn - маса парової фази нагорі колони;

• C_pyn, C_py,n-1, C_рфл, C_pxn - питомі теплоємності парової й рідкої фази на n-ої тарілці;

• G_yn-1, G_yn, G_xn - витрати парової й рідкої фази на n-ої тарілці.

• На підставі (11) і (12) можна вважати:

• Кращий керуючий вплив G_фл .

15.3.5. Баланс по паровій фазі.

Структурна схема конденсатора без флегмової ємності.

• Рівняння динаміки:

(13)

• Рівняння статики:

(14)

• Особливості:

• Рішення рівняння динаміки для p_в дає вираз для інтегральної ланки.

• Якщо врахувати вираження G_yn = f (p_в ), то ланка виходить аперіодичним 1 порядку.

• G_yк = f (G_хл ), можна одержати на підставі теплового балансу конденсатора:

. (15)

• На підставі (13), (14) і (15) можна прийняти:P_в =f(G_хл).

15.3.6. Інформаційна схема верху колони.

Інформаційна схема верху колони як многосвязного об'єкта по _в й p_в

Інформаційна схема верху колони як многосвязного об'єкта по hфл й _в

Інформаційна схема колони як многосвязного об'єкта по в й н.

15.4. Математичний опис підігрівача потоку живлення.

15.4.1.Тепловий баланс.

• Рівняння динаміки.

(16)

• Рівняння статики.

G_т C_рт _т^вх - G_т C_рт _т^вых = G_п C_pп _n⁰ - G_п C_pп _n , (17)

• Позначення:

• _т ^вх ,_т ^вых , _n ⁰ ,_n – температури потоків теплоносія й живлення на вході й виході з теплообмінника;

• V_n - об'єм потоку живлення в трубах теплообмінника;

• C_pп, С_рт - питомі теплоємності потоків живлення й теплоносія;

• G_т, G_п - масові витрати теплоносія й живлення, кг/ч.

• На підставі (16) і (17) можна вважати:

.

• Кращий керуючий вплив G_т.

15.4.2.Інформаційна схема підігрівача потоку живлення як об'єкта управління _п^{0 .}

15.5. Типова схема автоматизації процесу ректифікації.

15.6.Типове рішення автоматизації

процесу ректифікації.

1. Регулювання.

• Регулювання θ_в=f(c_д) по подачі флегми - непряме регулювання показника ефективності процесу c_д.

• Регулювання P_в по подачі хладоагента G_хл - забезпечує матеріальний баланс по паровій фазі.

• Регулювання h_фл по відборі флегми G_фл - забезпечує матеріальний баланс по рідкій фазі верху колони.

• Регулювання h_к по відборі кубового продукту G_к - забезпечує матеріальний баланс по рідкій фазі низу колони.

• Стабілізація витрати живлення G_п - забезпечує:

• матеріальний баланс по всій речовині,

• зняття найбільш істотних обурювань,

• задане положення робочої області колони;

• стабілізацію продуктивності установки.

• Стабілізація витрати пари, що гріє, Gгр - забезпечує:

• тепловий баланс установки;

• стабілізацію G_y0 .

• Регулювання θ_п⁰ по подачі G_т забезпечує:

• задане положення робочої лінії;

• ефективність процесу поділу;

• тепловий баланс

2. Контроль.

• Температури й витрати всіх вихідних потоків.

• Температури - θ_в, θ_н, θ_кв, θ_кн, θ_п0.

• Тиск - Р_в, Рн.

• Рівень - h_фл, h_к.

• Концентрації - с_д або с_к.

3. Сигналізація.

• істотні відхилення h_фл, h_к, θ_у від завдань:

• підвищення ;

різке зниження або припинення подачі потоку живлення .

11. Схема автоматизації реакторних процесів