Lenskiy_2

Рис. 4.4. Структурная схема комбинированной системы регулирования: ОР – объект регулирования; ИП, ИПВ – измерительные преобразователи; АР – автоматический регулятор по отклонению; АРВ - автоматический регулятор по возмущению; ИУ – исполнительное устройство.

Пары дистиллята

Рис. 4.5. Схема комбинированной системы регулирования температуры верха ректификационной колонны, учитывающая изменение состава исходной смеси.

Система предназначена для регулирования температуры на контрольной тарелке укрепляющей части ректификационной колонны, которое осуществляется

22

регулятором АР, изменяющим подачу флегмы в колонну. На расход флегмы также воздействует контур регулирования по возмущению (регулятор АРВ), компенсирующий основное возмущение объекта — изменение состава сырья колонны.

В некоторых случаях применяют также каскаднокомбинированные системы регулирования, имеющие, как минимум, три контура: стабилизирующий, корректирующий и осуществляющий регулирование по возмущению (рис. 4.6).

Так при регулировании состава паров дистиллята, отводимых из верха колонны (регулятор АР) для повышения качества регулирования используют быстродействующий стабилизирующий контур регулирования расхода флегмы в колонну (регулятор AP1), а также контур регулирования по возмущению (регулятор АРВ), учитывающий изменение состава сырья, поступающего в колонну.

4.3.Следящие системы регулирования.

Кследящим системам относятся системы регулирования соотношения. Они предназначены для поддержания

23

заданного значения соотношения между расходами двух технологических потоков. Расход ведущего технологического потока может изменяться в зависимости от значения одного из регулируемых параметров, а расход ведомого потока – по заданному по технологическим соображениям соотношению между ведущим и ведомым потоками. Так, исходная смесь и экстрагент должны поступать в экстрактор в определенном соотношении, например, 1:2,5. При этом ведущей технологической величиной является подача исходной смеси, а ведомой – подача экстрагента. Это реализуется с помощью регулятора соотношения, который воздействует на расход эктрагента. Аналогично регулируют соотношения следующих расходов: топливо и воздух в процессах горения; два вещества, подаваемые в химический реактор; сырье и пар, подаваемые в трубчатые печи пиролиза углеводородов, и др.

Структурная схема системы регулирования соотношения представлена на рис. 4.7.

1

Рис. 4.7. Структурная схема системы регулирования соотношения: 1 – ведущий технологический поток; 2 – ведомый технологический поток; ИП – измерительные преобразователи; АР – автоматический регулятор; ИУ – исполнительное устройство.

Иногда используют схемы регулирования, в которых предусмотрено изменение соотношения двух расходов в зависимости от текущего значения третьей технологической величины. Например, соотношение расходов топливного газа и воздуха, подаваемых в трубчатую печь, корректируют по содержанию кислорода в дымовых газах.

24

5.Схемы автоматизации технологических установок

сиспользованием многоконтурных АСР.

5.1. Автоматизация насосов и компрессоров.

При автоматизации насосов и компрессоров многоконтурные системы регулирования используются не очень часто. Наиболее распространенный вариант – автоматизация поршневых насосов, работающих в комплекте с паровой машиной. В этом случае применяется каскадная система регулирования (рис. 5.1): регулирование давления пара, подающегося на паровую машину, с корректировкой по расходу на нагнетательной линии насоса. Использование каскадной АСР позволяет компенсировать возможные колебания давления пара.

Пар

Паровая

машина

производительности поршневых насосов с паровым приводом.

5.2. Автоматизация теплообменников.

При автоматизации теплообменной аппаратуры многоконтурные системы регулирования применяют обычно в том случае, когда происходит изменение агрегатного

25

состояния одного из материальных потоков: конденсация греющего пара в подогревателях или конденсация паров продукта в конденсаторах. В этих случаях используют каскадную систему регулирования (рис. 5.2): регулирование расхода теплоносителя с корректировкой по температуре продукта на выходе (подогреватели) или давления паров (конденсаторы).

Пар

Пары продукта

ТС

PС

FС

FС

Продукт

Рис. 5.2. Схема каскадного регулирования теплообменников: а – подогреватель; б – конденсатор.

5.3. Автоматизация массообменных процессов.

Целью автоматизации массообменных процессов является получение продукта заданного состава, то есть поддержание постоянной концентрации целевого компонента в продукте. На рис. 5.3, 5.4 приведены схемы автоматизации процесса абсорбции. В них использованы каскадные и следящие системы регулирования.

28

Для обеспечения нормального протекания процесса абсорбции задается определенное соотношение расходов исходного (жирного) газа и свежего абсорбента. При этом ведущим технологическим потоком является расход жирного газа, а ведомым – расход свежего абсорбента. При изменении расхода жирного газа, поступающего с предыдущей установки, регулятор соотношения изменяет подачу свежего абсорбента в абсорбер. Однако этого может оказаться недостаточно при изменении состава исходного газа или свежего абсорбента. Такие возмущения приведут к изменению состава целевого продукта. Для их компенсации регулятор состава насыщенного абсорбента (рис. 5.3) или обедненного газа (рис. 5.4) изменяет соотношение расходов исходного газа и свежего абсорбента. Например, при увеличении концентрации извлекаемого компонента в жирном газе увеличится концентрация этого компонента в продукте (обедненном газе или насыщенном абсорбенте), и регулятор концентрации подаст корректирующее воздействие на регулятор соотношения расходов. Последний увеличит подачу свежего абсорбента в абсорбер. При автоматизации процесса абсорбции нередко используют также каскадную систему регулирования: регулирование расхода насыщенного абсорбента с корректировкой по уровню в нижней части абсорбера. Для стабилизации остальных параметров процесса абсорбции применяются одноконтурные системы регулирования.

Следящие системы регулирования широко применяются и при автоматизации процесса экстракции. Как и в случае абсорбционной установки, при автоматизации процесса экстракции задается определенное соотношение между расходом исходной смеси (ведущий поток) и расходом экстрагента (ведомый поток). Для поддержания заданного состава целевого продукта величина соотношения может корректироваться регулятором концентрации рафината (рис. 5.6) или экстракта (рис. 5.5).