· 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 :