Разработка функциональной схемы управления технологическими процессами в парогенераторе теплорекуперационной установки

Цель работы: закрепление навыков по разработке функциональных схем управления технологическими процессами на примере теплорекуперационной установки.

Теоретическая часть.

Теплорекуперационная установка (ТРУ) (рис. 11) предназначена для утилизации тепла пара, образующегося в процессе производства технологической продукции; в частности, химико-термомеханической массы (ХТММ). При пропарке и первоначальном запуске рафинеров образуется низкопотенциальный пар давлением 0,1 МПа, в процессе рафинирования образуется пар давлением 0,4 МПа. После рафинирования паромассовая смесь попадает в гидроциклон, где происходит сепарация пара. Однако, пар содержит химические примеси и взвешенные волокна и не может в прямом виде использоваться в дальнейшем производстве. Поэтому он подвергается терморекуперации. ТРУ включает парогенератор, подогреватель питательной воды (ПВ), оросительный конденсатор и насосы.

 

Рис. 11. Теплотехнологическая схема теплорекуперационной установки

 

На ТРУ в результате рекуперации пара ХТММ образуется чистый пар давлением 0,34 МПа и подогревается оборотная вода с температуры 35 ⁰С до температуры 70 °С.

Парогенератор предназначен для конденсации основной части пара ХТММ, образующегося в рафинерах, и приготовления соответствующего количества чистого пара из питательной воды. Парогенератор представляет собой вертикальный теплообменник с подвижной головкой, оборудованной прямотрубным пучком. Нижняя часть корпуса теплообменника служит емкостью для питательной котловой воды. Свободное межтрубное пространство теплообменника заполнено чистым паром. Отбор чистого пара из теплообменника осуществляется через канальный сепаратор.

Пар ХТММ из напорных циклонов рафинеров поступает в нижнюю часть парогенератора. Циклонный эффект, создаваемый тангенциальным входом пара и низкая скорость входящего пара, позволяют эффективно очищать пар от остаточных волокон массы.

Из нижней части парогенератора пар поступает через центральную трубу в трубный пучок испарителя. В трубах пар конденсируется, отдавая тепло питательной воде, а конденсат стекает вниз в бак. Несконденсировавшиеся газы и пролетный пар ХТММ проходят через трубный пучок в верхнюю часть испарителя и далее в подогреватель питательной воды.

Испарение чистого пара происходит из падающей пленки питательной воды, стекающей по наружной поверхности труб. Стекающая пленка создается циркулирующей питательной водой из нижнего бассейна теплообменника к верхнему сопловому бассейну. Сопловой лист распределяет воду так, что образуется однородная стекающая пленка на наружной поверхности труб. Сопловые бассейны расположены через два метра на трубном пучке для обеспечения равномерного распределения циркулирующей воды и предотвращения вибрации труб. Количество циркулирующей питательной воды в 15 раз больше количества генерируемого чистого пара. Чистый пар перед подачей в паропровод проходит сепарацию (каплеотделение). Питательная вода поступает в испаритель парогенератора через подогреватель.

Подогреватель питательной воды предназначен для окончательной конденсации пролетного пара и пара вторичного вскипания ХТММ и подогрева питательной воды до температуры испарения.

 

 

Задание

Согласно рассмотренным в Практикуме № 1 примерам построения функциональных схем управления технологическими процессами разработать функциональную схему управления технологическими процессами в парогенераторе теплорекуперационной установки с включением позиций следующих САУ и АСК:

поз.1 – САУ уровнем циркулирующей котловой воды в парогенераторе). Сигнал низкого значения уровня останавливает циркуляционный насос (I), а сигнал высокого значения уровня останавливает насос (II) питательной воды,

поз.7 – САУ уровнем конденсата в парогенераторе. Высокое значение уровня блокирует впуск пара ХТММ в парогенератор и открывает впуск этого же пара в оросительный конденсатор,

поз.3 – АСК перепада давлений между паром ХТММ и чистым паром. При превышении перепада давлений допускаемого значения включается промывка испарителя для восстановления его рабочих характеристик,

поз.4 – АСК концентрации соли циркулирующей котловой воды. При превышении концентрации соли верхнего допускаемого значения часть ПВ сливается в сток.

поз.5 – АСК давления чистого пара,

поз.6 – АСК давления пара ХТММ,

поз.8 – АСК расхода питательной воды, поступающей в подогреватель ПВ,

поз.9 – АСК температуры питательной воды, поступающей в подогреватель ПВ.

В качестве вспомогательной информации могут быть использованы передаточные функции, рассчитанные для парогенератора теплорекуперационной установки:

– передаточная функция по каналу: степень открытия клапана на трубопроводе питательной воды - уровень воды в испарителе. :

(28)

– передаточная функция по каналу: расход пара от рафинеров – уровень воды в испарителе, :

(29)

– передаточная функция по каналу: температура питательной воды – уровень воды в испарителе, :

(30)

 

Контрольные вопросы

1. Какие технологические процессы протекают в теплорекуперационной установке? Какими входными и выходными переменными они характеризуются?

2. Какие САУ и АСК необходимы для эффективной работы теплорекуперационной установки?

 

ПРАКТИКУМ № 6 (4 часа)