Автоматизація процесу випарювання

Процес випарювання

Основні принципи керування процесом випарювання розглянемо на прикладі однокорпусної випарної установки природньої циркуляції (рис. 1). Показником ефективності процесу є концентрація упареного розчину, а метою керування – підтримання певного значення цієї концентрації.

Рис. 1 - Типова схема автоматизації процесу випарювання: 1 – кип’ятильник; 2 – випарний апарат; 3 – пристрій для вимірювання температурної депресії

Якщо передбачити, що мета керування досягнута, тобто концентрація на виході з апарату постійна і відповідає заданій, то між температурою і тиском в апараті буде дотримуватись певна залежність. Тому достатньо стабілізувати тільки один з цих параметрів. У більшості випадків це – тиск в апараті, який можна регулювати зміною відбору пари з апарата.

Інтенсивність підведення тепла до кип’ятильника визначається параметрами теплоносія: витратою, температурою, тиском і ентальпією.

До найбільш сильних збурюючих впливів відносяться зміни витрати теплоносія. Це збурення компенсують встановленням стабілізуючого регулятора витрати. При цілеспрямованій зміні витрати теплоносія у об’єкт можуть вноситися і регулюючі впливи. Проте при цьому може виникнути «плівкове кипіння», що неекономічно. Зі зміною інших параметрів теплоносія в об’єкті будуть мати місце інші збурення.

Аналіз збурюючих впливів в об’єкті керування показав, що частина параметрів, визначаючих концентрацію буде змінюватися. Сильним збуренням процесу випарювання, як правило, є і «засолення» граючої камери теплообмінника. Щоб при наявності збурюючи впливів мета керування була досягнута, необхідно в якості головної регулюючої величини брати концентрацію , а регулюючий вплив вносити зміною витрати свіжого розчину.

Концентрацію у певний період визначають за різницею між температурами кипіння розчину і розчинника (за температурною депресією). Про концентрацію можна судити і за іншими непрямими параметрами: щільністю, питомою електропровідністю, показником переломлення світла чи температурою замерзання упареного розчину.

Отже, для досягнення мети керування процесом необхідно регулювати температурну депресію (зміною витрати свіжого розчину); тиск у апараті (зміною витрати парів розчинника) і витрату теплоносія.

Для підтримання матеріального балансу в апараті необхідно регулювати рівень розчину зміною витрати упареного розчину.

У процесі випарювання контролюють витрати свіжого розчину, упареного розчину, витрату парів розчинника; температури свіжого і упареного розчинів; температуру, тиск і витрату теплоносія; тиск, температуру і рівень в апараті; температурну депресію. Сигналізації належать відхилення концентрації від заданого значення і припинення подання розчину. У останньому випадку пристрій захисту повинен відключити лінію теплоносія для запобігання спування продукту і аварії.

Дайте відповіді на питання

1. Яка мета керування процесом випарювання?

2. Які параметри контролюють в процесі випарювання?