Автоматизация технологических процессов основных химических производствСтраница 21
· расходы - Gгр, Gп , Gж ;
· температуры - ;
· давление - Ргр, Рж Рп ;
· уровень - hж
3. Сигнализация.
· существенные отклонения hж и Рп от заданий;
· резкое падение расхода технологического потока Gж , при этом формируется сигнал «В схему защиты».
4. Система защиты.
По сигналу «В схему защиты» - отключаются магистрали подачи греющего пара Gгр и отбора пара для технологических нужд.
8. Материалы к лекции №8
Автоматизация процесса выпаривания
Движущая сила процесса выпаривания.
· Движущей силой процесса выпаривания является полезная разность температур Dqполезн :
Dqполезн = qт - qр-ракип (1).
· Общая разность температур Dqобщ в процессе:
Dqобщ = qт - qр-лякип (2).
· Общая разность температур Dqобщ больше полезной разности температур Dqполезн на величину потерь SD:
Dqполезн = Dqобщ - SD (3),
· Величина потерь SD в процессе выпаривания:
SD = Dг + Dд + Dгп (4),
где - Dг потери за счет гидростатического эффекта; Dд - температурная депрессия; Dгп - потери температуры за счет гидравлических потерь в трубопроводе.
· На основании выражений (2) и (4) выражение (3) примет вид:
Dqполезн = qт - qр-лякип -( Dг + Dд + Dгп ) (5).
Температурная депрессия.
· Определение Dд на основании (1) и (5):
Dд = qр-ракип - qр-лякип (6).
· Определение Dд по диаграммам «Р - q».
Диаграмма «Р - q» для растворов и растворителей.
Рис.1.
· Из диаграммы следует, что при P=const Dд = qр-ракип - qр-лякип
· Расчетные соотношения для Dд:
- Для концентрированных растворов недиссоциирующихся веществ:
(7),
- Для концентрированных растворов диссоциирующихся веществ:
(8),
где R=8,31, дж/(моль*К);
cк - концентрация растворенного вещества в концентрированном растворе, моль/моль;
rпр-ля - теплота испарения растворителя, дж/моль;
qр-лякип - температура кипения растворителя, К;
b - константа, определяемая опытным путем.
Объект управления
Схема выпарной установки естественной циркуляции
с вынесенной греющей камерой.
1- греющая камера;
2- - выпарной аппарат;
3- брызгоулавливатель;
4- циркуляционная труба
Рис.2.
· Работа установки.
Исходный раствор подается по трубам кипятильника 1, где нагревается до температуры кипения с образованием парожидкостной смеси, которая далее поступает в выпарной аппарат (сепаратор) 2.
В сепараторе 2 парожидкостная смесь разделяется на паря растворителя и концентрированный раствор.
Пары растворителя проходят через брызгоулавливатель 3 и выводятся из процесса из верха сепаратора в виде парового потока Gп.
Выделенная брызгоулавливателем жидкая фаза из паров растворителя возвращается в кипятильник 1 по циркуляционной трубе 4.
Сконцентрированный раствор в виде потока Gк выводится из низа сепаратора.
· Показатель эффективности процесса - концентрация концентрированного раствора ск.
· Цель управления - обеспечение ск = скзд (на максимально возможном для данной установки значении).
Материальный баланс по растворенному веществу.
Уравнение динамики:
(1),
Уравнение статики :