Разработка САУ параметром. Анализ качества управления существующей САУ. Температура черного щелока перед форсунками

3. Разработка САУ параметром

3.1. Анализ качества управления существующей САУ

Температура черного щелока перед форсунками является важным параметром в процессе подготовки черного щелока перед сжиганием в топке СРК.

При подогреве черного щелока в щелоковом подогревателе впрыскивающего типа осуществляется стабилизация вязкости черного щелока косвенным путем по его температуре на выходе подогревателя с помощью греющего пара. Вязкость черного щелока значительно влияет на формирование капли для сжигания. Поэтому основное требование к данной стадии заключается в формировании такого управления вязкостью черного щелока, которое позволяло бы получить максимальное значение степени восстановления сульфата натрия в сульфид натрия. Поскольку надежного автоматического контроля вязкости черного щелока в промышленных условиях эксплуатации СРК нет, приходится управлять температурой черного щелока на выходе щелокового подогревателя и по ней судить о вязкости. При повышении этой температуры вязкость уменьшается, и после форсунок мы имеем тонкое распыление щелока, при понижении – вязкость щелока увеличивается и после форсунок распыление щелока получается грубым. 

Как видно из тренда (рис.3.1.) температура черного щелока перед сжиганием выходит за рамки допустимых границ.

Рис. 3.1.  Температура черного щелока перед форсунками

Математическое ожидание m=116,023ºС, среднеквадратическое отклонение σ=11,62.

Анализ управляющего воздействия

Рис. 3.2.  Давление пара в подогреватель черного щелока

Математическое ожидание m=1,295 МПа, среднеквадратическое отклонение σ=0,055.

Анализ возмущающего воздействия

 Рис. 3.3.    Температура черного щелока на входе в подогреватель

Математическое ожидание m=111,45ºС, среднеквадратическое отклонение σ=30,83.

Рис. 3.4.   Содержание абсолютно сухого вещества в черном щелоке перед форсунками

Математическое ожидание m= 66,72%, среднеквадратическое отклонение σ= 5,26.

Как видно из трендов при регулировании температуры черного щелока значение по содержанию абсолютно сухих веществ в черном щелоке значительно варьируется при постоянной температуре щелока. Это влияет на низкую степень восстановления сульфата натрия, т.е. на потери химикатов, пара и увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу.

3.2. Выбор способа управления  и разработка структуры САУ

Существующая одноконтурная система управления температурой черного щелока перед сжиганием   справляется с задачей поддержания температуры в заданном режиме (см. п.3.2.), однако у неё есть недостатки. По лабораторным данным (см. табл. №   ) видно, что степень восстановления сульфата натрия очень низкая. Среднее значение степени восстановления сульфата за декабрь 2008 года  составляет 88,9 %, при содержании абсолютно сухого вещества в щелоке 69,4 % и плотности 1,39 г/см². Поэтому требуется произвести модернизацию существующей системы управления температурой черного щелока перед сжиганием, для увеличения степени восстановления сульфата до 95-98 %.

Для реализации такой системы управления необходимо регулировать содержание абсолютно сухого вещества в черном щелоке не только перед форсунками СРК, но и перед подогревателем смешивающего типа.

Недостатком такой системы автоматического управления в том, что не существует системы регулирования содержания а.с.в. в черном щелоке, не определены задание а.с.в. перед подогревателем и настройки регулятора.

На рисунке 3.5. представлена каскадная система регулирования температуры черного щелока

Рис. 3.5. Схема каскадной системы регулирования температурой черного щелока.

Предлагаемый способ управления температуры щелока со звеном коррекции по содержанию а.с.в. в черном щелоке перед подогревателем.

На рисунке 3.6. представлена схема управления температуры черного щелока со звеном коррекции.

Рис. 3.6.

Предлагается новый способ управления температуры черного щелока перед форсунками, который заключается в измерении текущей температуры, сравнении ее с заданным значением, и по величине рассогласования осуществляется изменение положения поворотного регулирующего клапана, установленного на линии подачи пара, дополнительно вводится коррекция величины задания регулятору по изменению содержания абсолютно сухого вещества в черном щелоке.

3.3. Выбор технических средств САУ

Для реализации разрабатываемой системы автоматического управления