Новости

Регулювання якості кінцевого продукту в системах випарювання

Работа добавлена:






Регулювання якості кінцевого продукту в системах випарювання на http://mirrorref.ru

  1. Регулювання якості кінцевого продукту в системах випарювання.

Точний контроль якості кінцевого продукту є складовою частиною будь-якої програми економії енергії. Продукти, які йдуть на продаж, або навіть ті, які просто надходять в іншу частину тієї ж самої установки, повинні відповідати граничним заданим вимогам.

Щоб виключити можливі втрати, пов'язані з отриманням кінцевого продукту, який не відповідає встановленим вимогам, більшість операторів намагаються здійснювати регулювання з великим запасом. Чим більше цей запас, тим менше вірогідність виходу якісних характеристик продукції за допустимі межі внаслідок можливих порушень нормальних умов роботи. Величина запасу безпосередньо пов'язана зі зміною якості продукції. Якщо зазвичай допускаються відхилення якостіх%, то оператор, як правило, встановлює позитивну межу регулювання + х% або ще більш високу у порівнянні з вимогами.

6.2.1. Чутливість до збурень

Проблему регулювання найкраще можна представити за оцінкою чутливості якості кінцевого продукту до змін кількості тепла, що підводиться, а також до змін витрат і складу вихідного розчину.

6.2.2. Одноконтурне регулювання

Найбільш поширена схема регулювання випарних апаратів складається з ряду одиночних контурів регулювання (рис. 6.8).

Продуктивність фактично визначається витратою гріючої пари - з її збільшенням буде знижуватися рівень розчину в усіх корпусах, що змусить регулятори рівня подавати більшу кількість вихідного розчину.

Рис. 6.8. Система одноконтурного регулювання випарних апаратівFC -регулятор витрати;PDT -прилад для вимірювання перепаду тиску;LC -регулятор рівня;QC -регулятор якості кінцевого продукту;QT -прилад для вимірювання концентрації продукту.

Якість кінцевого продукту як прямо, так і побічно залежить від його виходу. Якщо вихід кінцевого продукту знизиться, то при постійній витраті гріючої пари концентрація твердої речовини в останньому корпусі почне негайно зростати. Однак підвищення рівня випаровуваного розчину в останньому корпусі буде, крім того, призводити до зниження виходу випарного розчину з передостаннього корпусу. Такий вплив унаслідок спрацьовування регуляторів рівня буде послідовно передаватися і на інші корпуси. При зниженні витрат продуктів з цих розташованих вище корпусів у них починає змінюватися концентрація розчиненої твердої речовини. Зрештою розчин з підвищеною концентрацією із розташованих вище по потоку корпусів досягає останнього корпусу, посилюючи його початкову реакцію.

6.2.3. Регулювання за збуренням

Роботу випарних апаратів, призначених для обробки мінімальних кількостей рідкого розчину, неможливо задовільно регулювати за допомогою неузгоджених одиночних контурів. Зміни витрат гріючої пари і вихідного розчину, а також його складу викликають надто великі втрати цінного кінцевого продукту. З метою зведення до мінімуму порушень якості кінцевого продукту випарних апаратів такого типу створена система регулювання за збуренням, яка узгоджує зміни кількості тепла, що підводиться, витрат вихідного розчину і його складу. Ця система базується на звичайних балансах маси і енергії.

6.2.4. Зворотній зв'язок з показником якості кінцевого продукту

Розрахунки, що виконуються системою регулювання по збуренню і засновані на змінах витрати і густини вихідного розчину, а також кількості підведеного тепла, навряд чи мають точність вищу за Оскільки похибка

такого порядку може викликати відхилення якості кінцевого продукту до тому однієї системи регулювання по збуренню недостатньо, необхідна також

система зі зворотнім зв'язком. Це не свідчить, що система без зворотного зв'язку не ефективна. Без нього регулятор якості кінцевого продукту повинен виконувати всі коректуючі дії по відновленню рівноваги режиму роботи випарного апарату в випадку його порушення. Але при наявності системи регулювання по збуренню зворотній зв'язок необхідний лише в тій мірі, щоб скоректувати похибку системи без зворотного зв'язку. Якщо розрахунки в ній мають точністьто вихідний

сигнал регулятора в зворотному зв'язку повинен відповідати не повній величині збурення, а лишевід збурення. І якщо система регулювання по збуренню

зменшує зміну вихідної величини регулятора в колі зворотного зв'язку в 50 раз, то його вхідна величина, тобто відхилення якості кінцевого продукту, буде зменшуватись в ті ж 50 раз.

6.2.5 Налагоджувальні системи

При створенні перших випарних апаратів малої продуктивності зустрічались великі складності регулювання якості кінцевого продукту. Звичайні неузгоджені одиночні контури були неспроможні здійснювати задовільне регулювання внаслідок переважаючого впливу інерційності процесу.

Відсутність рециркуляції позбавляло ці випарні апарати стабілізуючої властивості.

Для відновлення цієї властивості додали до них налагоджувальні системи, збільшивши тим самим капітальні та експлуатаційні затрати. В систему був доданий рециркуляційний насос, додаткове тепло до якого подається гріючим паром (рис 6.11). Якість кінцевого продукту швидко змінюється при підводі гріючої пари до налагоджувального підігрівача, ніж під дією гріючої пари, що потрапляє в перший корпус. Однак з економічних причин діапазон регулювання налагоджувальним підігрівачем повинен бути жорстко обмежений.

При використанні в цих випарних апаратах системи регулювання по збуренню роль налагоджувальних нагрівачів послаблюється. Фактично регулювання без зворотного зв'язку зазвичай задовольняється і без налагоджувального нагрівана, припускаючи його відключення і економію гріючої пари. Однак дякуючи налагоджувальному регулюванню якість деяких кінцевих продуктів може суттєво поліпшитись. В цих випадках для більш ефективної роботи налагоджувальний клапан повинен діяти згідно з іншими органами управління. Система, що виконує функцію налагодження, представлена на рис 6.12.

Рис. 6.11. Схема випарного апарата з нагрівачем для полегшення регулювання якості кінцевого продуктуFE- давач витрати;FC-регулятор витрати;LC- регулятор рівня

На рис. 6.11 показано налагоджувальна дія, прикладена до нагрівача, але вона може також бути прикладена і до вихідного розчину, невелика кількість вихідного розчину може вводитись в останній корпус з метою оперативного регулювання концентрації кінцевого продукту. Цей спосіб настільки ж неефективний, як і використання налагоджувального нагрівача, в тому плані, що наявність регулюючого потоку вихідного розчину характерно лише для однокорпусного випарювання. При використанні регулювання по збуренню в більшості випарних апаратах такий регулюючий потік вихідного розчину не потрібний.

22.Регулювання параметрів пари у системі випарювання

Системи періодичного регулювання

Будь-яка система, що працює на водяній парі, має дуже обмежену можливість акумулювати енергію. Якщо витрати водяної пари, що потрапляє в колектор і виходить з нього, повністю не залежать від тиску в ньому, то тиск в парозбірнику не саморегулюється, і можна очікувати, що він змінюється у відповідності з кожною зміною навантаження. Загальноприйнятою практикою регулювання тиску в парозбірнику є підвід пари більш високого тиску. Однак це не тільки мало ефективно через велику вартість пари підвищеного тиску, але також і внаслідок того, що даний спосіб не дозволяє коректувати умову надлишку пари. Припустимо, що в середньому підвід гріючої пари низького тиску дорівнює необхідному. Різких знижень тиску можна запобігти шляхом подачі пари більш високого тиску. Однак ця дія викличе виникнення певного надлишку пари низького тиску, що потребує його скиду чи конденсації.

Найкраще рішення цієї проблеми - допустити коливання тиску в колекторі в певних межах, завдяки чому знижується подача пари підвищеного тиску і скидання пари низького тиску. Однак, ці коливання можуть серйозно порушити роботу користувачів пари, а в тому числі і випарних апаратів. В цьому випадку можна передбачити захист шляхом регулювання витрати граючої пари. Зміна тиску, що впливає на витрату пари буде негайно враховуватись регулятором витрати. Але градуювання витратоміра також залежить від тиску, то необхідно вводити відповідну компенсацію (рис. 3.9, 3.10).

В багатьох випадках навіть регулювання витрати з компенсацією по тиску виявляється недостатнім. Якщо зменшиться кількість пари, що подається користувачам, і має таке регулювання, то всі клапани виявляться відкритими, й вони будуть конкурувати в отриманні решти пари. Нажаль, це буде той самиймомент, коли ні один користувач не зможе бути задоволений. Тим з них, котрі мають не скомпенсоване регулювання витрати, доведеться витримати основне навантаження порушення режиму роботи, але навіть деякі клапани, що мають таке регулювання, будуть приведені в повністю відкритий стан. В результаті чого в випарному апараті буде припинений контроль якості кінцевого продукту, що призведе або до повної втрати високоякісного продукту, або до переводу його в продукт більш низького сорту.

Існує більш прийнятне рішення цієї проблеми. Випарний апарат, який немає в середньому обмежень по продуктивності, може демпфірувати коливання параметрів граючої пари що підводиться, в своєму баці первинного розчину. На рис. 6.13 зображений випарний апарат, в якому рівень розчину, що знаходиться в живильному баці, регулюється завданням витрати граючої пари. Сигнал дійсної кількості тепла що підводиться до випарного апарату, що визначається за результатами вимірювання витратоміром з компенсацією по тиску, конвертується системою регулювання по збуренню в сигнал витрати первинного розчину, що відповідає заданій якості кінцевого продукту. Ця частина системи регулювання показана в нижній половині рис 6.10.

Коли кількість пари що надходить понизиться до рівня, при якому регулювання витрати робиться неможливим, то система автоматично зменшить витрату первинного розчину. Зниження витрати первинного розчину викличе підйом його рівня в живильному баці. Після того як пари знову стане достатньо, підвищений рівень розчину вимагатиме більш високого, в порівнянні з попереднім завданням витрати пари, а також збільшиться витрата первинного розчину. Для виходу на потрібний рівень продуктивності, усереднений на інтервалі, що рівний сталій часу живильного баку, потрібно буде лише підвести достатню кількість гріючого пару.

Аби максимально збільшити здатність живильного баку демпфірувати коливання параметрів, гріючого пару що підводиться, регулятор рівня повинен бути налаштований на малу величину, наприклад 20%. В стаціонарному режимі рівень розчину в баку буде знаходитись на відмітці 20%, а решта 80% ємкості будуть вільні для прийому тої кількості розчину, що перевищує експлуатаційні можливості випарного апарату. Якщо притік первинного розчину швидко зростає, або якщо пари що є в наявності не вистачає, то регулятор рівня з ПІ дією буде змінювати завдання витрати пари в бік її збільшення до максимального значення. Це максимальне значення повинно відповідати продуктивності випарного апарату при підтримці потрібного рівня якості кінцевого продукту. Після відновлення подачі пари регулятор рівня може потребувати максимальної витрати пари до тих пір доки рівень не повернеться до відмітки 20%. Це буде значити повернення

системи до її первинної продуктивності і її готовність до подолання наступних порушень режиму роботи.

Рис. 6.13. Схема регулювання рівня первинного розчину

LT-рівнемір,LC - регулятор рівня, РТ-давач тиску, РDC - регулятор перепаду тиску,FT- перетворювач витрати,FC-регулятор витрати

Зона пропорційності регулятора рівня повинна дорівнювати значенню величини що регулюється, наприклад 20%. Тоді різке зниження рівня може бути враховано еквівалентним зниженням кількості тепла що підводиться і первинного розчину. В цьому випадку подача тепла припиниться ще до того, як бак повністю спорожніє.

Деякі нові моделі випарних апаратів будуть обладнанні компресорами вторинного пару, що приводиться в дію гріючою парою, тобто будуть мати паротурбінний привід. Тоді парові турбіни, що приводять в дію компресори, будуть як правило скидати відпрацьований пар в колектори граючої пари низького тиску, які мають звичайні випарні апарати. Оптимальний баланс між виконаною роботою і затраченим теплом буде досягатися в тих випадках, коли шляхом регулювання витрати пари що поступає в турбіни тиск в колекторі буде підтримуватися на практично максимальному рівні. В гл.З описані колектори, в яких тиск регулювався підводом пари до турбогенераторів з використанням електропостачання для демпфірування коливань попиту на гріючий пар низького тиску. При наявності випарних апаратів з компресорами вторинного пару для

демпфірування коливань попиту на пар низького тиску, може бути використана ємність живильного баку, як це було описано вище. Проте, як показано на рис. 3.8, для досягнення максимальної ефективності системи, тиск в колекторі низького тиску потрібно підтримувати на мінімальному рівні шляхом вибору положення регулюючих органів найбільш відкритих клапанів споживачів.

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.

Регулювання якості кінцевого продукту в системах випарювання на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Реферат КОМПЛЕКСНА ПІДГОТОВКА ВИРОБНИЦТВА ДО ЗМІНИ ПРОДУКТУ (ТЕХНОЛОГІЇ)

2. Реферат Життєвий цикл продукту та пояснити його вживання та обмеження

3. Реферат Залежність величини валового регіонального продукту від обсягу інвестицій в основний капітал

4. Реферат Принципи менеджменту якості

5. Реферат Методи забезпечення якості обслуговування

6. Реферат Контроль якості зварювальних з’єднань

7. Реферат Поняття якості послуг в готельному господарстві

8. Реферат ФОРМУВАННЯ ЯКОСТІ І ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КОНКУРЕНТОСПРОМОЖНОСТІ ПРОДУКЦІЇ

9. Реферат Економічна оцінка поліпшення якості використання вагонів і локомотивів

10. Реферат ВИВЧЕННЯ СТАНУ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ЯКОСТІ АТЗТ «УКРАЇНА»