Файл: Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов.pdf

Еслп зафиксировать мощность отдельной установки на пред­ приятии, то изменения нагрузки обычно не влияют на нее. Расход же и состав продукта на выходе этой установки не будут постоян­ ными вследствие изменения эффективности ее работы и работы кон­ туров регулирования. Изменения этих" параметров можно рассмат­ ривать как изменение нагрузки по отношению к последующей уста­ новке предприятия и т. д., если рассматривать предприятие как последовательную цепочку звеньев. Таким образом, с постоянной нагрузкой работает только одна установка предприятия, определя­ ющая нагрузку для последующих установок. Эта установка имеет установочную нагрузку (первичную), а остальные — зависящую от нее (вторичную). Некоторые производства всегда являются объек­ тами с вторичной нагрузкой, другие — с первичной.

Впроцессе производства по мере перемещения продукта из

продукта и соответствующим образом влиять на его состав. Коле­ бания расхода продукта можно уменьшить, устанавливая демпфер­ ные емкости.

Качество продукта является основным регулируемым параметром в любой установке производства. Под термином «качество» в данном случае подразумеваются различные параметры: в процессе сушки — содержание влаги в продукте; в теплообменнике — температура или энтальпия выходного потока; в ректификационной колонне — чистота дистиллята или кубового остатка; в верхней части паро­ вого котла :— давление насыщенного пара; в пароперегревателе — температура пара.

Регулирование каждой установки производства должно обеспе­ чивать изменение производительности при неизменном качестве продукта, если это будет вызвано необходимостью изменения режима работы последующей установки.

По мере того как продукт подвергается возмущениям (в про­ цессе переработки), точное регулирование становится все более необходимым. Качество и количество продукта тесно взаимосвя­ заны, что предопределяет следующие два случая, когда применение регулирования может сыграть важную роль в экономике предприятия.

1. Низкое качество регулирования обесценивает продукт. Во избежание этого процессы часто проводятпри небольших скоро­ стях или с большой кратностью рециркуляции. Система регулиро­ вания, обеспечивающая поддержание заданного качества продукта, может окупить себя путем увеличения количества продукта или снижения производственных затрат.

2. Система, обеспечивающая четкое регулирование качества про­ дукта, очень дорога, и ее применение в ряде случаев не может быть оправдано. Если известны экономические зависимости между сто­ имостью и качеством продукта, то система регулирования должна

178

обеспечить такую работу отдельной установки или всего завода в целом, при которой производственные затраты будут минимальны.

Другой тип регулируемых переменных — экономические пара­ метры (эффективность ведения процесса, потери, прибыль), пока­ зывающие, насколько хорошо управляется производство. Как пра­ вило, таких переменных в замкнутых контурах регулирования нет. Выявление этих переменных и относительная оценка их является задачей управления производством. Некоторые производственные процессы не имеют экономических переменных, многие же имеют.

для регулирования следует использовать оптимизирующую регули­ рующую систему с обратной связью. Несколько подобных систем регулирования были описаны в предыдущей главе. Однако в боль­ шинстве случаев экономические переменные непосредственно из­ мерить невозможно, так как они представляют собой довольно сложную функцию многих параметров процесса. В будущем эконо­ мическим параметрам, несомненно, будет уделено большее внимание.

Такие параметры, как уровень жидкости, вес и давление прин­ ципиально связаны с регулированием запаса. Без их регулирования невозможно сохранить материальный или энергетический балансы. Каждая производственная установка имеет хотя бы один из подоб­ ных контуров регулирования, а нередко и больше.

Параметры, определяемые прямым и косвенным методами. Для определения параметра процесса стремятся по мере возможности использовать прямое измерение. В тех случаях, когда это не удается, прибегают к косвенному методу измерения, определяя текущие значения величины, влияющей на искомый параметр. »

Как правило, при косвенном методе измерения параметры од­ новременно зависят от нескольких величин. Благодаря этому между интересующим нас параметром и величиной, измеренной прямым методом, не существует однозначной зависимости (исключение со­ ставляют бинарные системы).

Наличие неизмеряемой величины приводит к дополнительной погрешности измерения технологического параметра. Наиболее рас­ пространенный источник погрешности измерения параметров кос­ венным методом — изменение температуры среды. На температуру, измеряемую косвенным методом, в свою очередь, часто влияет дав­ ление. В табл. 7 приведены наиболее распространенные параметры, измеряемые косвенным методом, и указаны причины возникновения

цию. Если нельзя осуществить автоматическую компенсацию, то влияние температуры на измеряемый параметр должно быть учтено расчетным путем. Допустим, например, что зависимость плотности

жидкости р от содержания в пей компонента х н от температуры Т

а

В ректификационной колонне по температуре жидкости на определенной тарелке находят ее состав. Однако даже небольшое изменение давления в точке измерения может привести к непра­ вильному результату.. Наибольшие погрешности измерения наблю­ даются в вакуумных колоннах, так как изменение абсолютного давления всего лишь на несколько сантиметров водяного столба представляет собой значительное изменение давления в относитель­ ных единицах. В этом случае для уменьшения погрешности измере­ ния состава продукта принимают следующие меры:

1)регулируют давление в точке измерения температуры;

2)используют схемы измерения с компенсацией изменения дав­ ления;

3)вводят корректирующее воздействие по давлению (как в при­ веденном выше примере вводилась коррекция по температуре).

180

можно во многих отраслях производства. Можно даже рассчитатьрасходы отдельных компонентов при-смешении газов, растворов и суспензий. Аналогичный расчет можно провести также для опре­ деления количества тепла, вырабатываемого котельной, поглощае­ мого системой охлаждения, реактором или другим аппаратом.

Некоторые параметры технологического процесса характери­ зуют переменные экономического характера. Например, степень конверсии вещества в реакторе определяет изменение теплового баланса реактора в его поперечном сечении; соотношение исходного сырья и получаемого продукта определяет потери вещества; соот­ ношение энтальпий пара и расхода топлива определяет эффектив­ ность работы котельной; затраты на разделение могут быть найдены по текущим значениям массовых расходов сырья и готового продукта

очередь, не влияет на давление в сепараторе. Следовательно, для регулирования сепаратора может быть применена схема, приведен­ ная на рис. - V I I - 2 , а. Клапаны, установленные на трубопроводе (рис. V I I , 2 6 ) , в равной мере влияют на давление и на расход продукта. Таким образом, любая из двух схем регулирования вполне прием­ лема, однако в большинстве случаев правильный выбор схемы должен быть проведен с учетом свойств конкретного объекта. Ниже рас­ сматривается методика составления схемы регулирования в общем случае 1 б .

Относительный коэффициент передачи объекта. Любой объект можно представить в виде блок-схемы с несколькими входными (регулирующими) величинами и таким же количеством выходных (регулируемых) величин. Каждая выходная величина должна регу­ лироваться наиболее сильно воздействующей на нее входной величи­

181