И. М. Губкина кафедра автоматизации технологических процессов Р. Л. Барашкин проектирование систем управления ректификационными колоннами учебное пособие

Рис. 7. Схема системы управления процессом ректификации:
F – входной поток, R – рефлюкс, D – дистиллят, V – поток с рибойлера,
B – кубовый остаток



комбинаций нецелесообразны с экономической точки зрения. Из анализа статики получаем две статических степени свободы, со- ответственно три динамических степени свободы (разница пяти степеней свободы и двух статических степени свободы). Динами- ческие степени свободы: уровень в конденсаторе и в колонне и давление в колонне. Две статические степени свободы использу- ются для управления параметрами качества  разделением пото- ков и фракционированием.

6. РЕГУЛИРОВАНИЕ УРОВНЯ, ДАВЛЕНИЯ, ТЕМПЕРАТУРЫ И СОСТАВА

Для управления колонной необходимо, чтобы система управ- ления отвечала следующим требованиям:

• 
  Приборы для измерения параметров ректификационной ко- лонны должны удовлетворять точности, быстродействию, чув- ствительности и надежности, заданным регламентом технологи- ческого процесса.
  
• 
  Точки расстановки датчиков должны быть выбраны с уче- том внутренних свойств объекта управления и удовлетворять требованиям по устойчивости к возмущениям в заданном диапа- зоне изменений технологических параметров.
  
• 
  Измерения технологических параметров должны позволять однозначно определять текущий режим работы колонны.
  

1. Регулирование уровня

Типичное время регулирования уровня в конденсаторе и ри- бойлере 510 минут и 20 минут соответственно. Для регулирова- ния уровня выбирают поток с наибольшим прямым воздействием на уровень. Например, предположим, что флегмовое число² равно

50. 
    На 51 единицу поступающего пара в конденсатор 50 единиц конденсата возвращается в колонну и 1 единица уходит в виде дистиллята. В этом случае для регулирования уровня в конденса- торе необходимо выбрать расход пара или расход флегмы. Если же в качестве регулирующего параметра выбрать расход дистил-
    

²F = R/D  отношение количества флегмы R, возвращаемой в колонну, к количеству отбираемого дистиллята D. Если D = 0, то колонна работает на себя, если R = 0, то колонна иссушается.
лята, то при изменении расхода пара или флегмы более чем на 2 % регулятор уровня и клапан дистиллята уйдут в насыщение и регулирование станет невозможным. На практике применяют правило 10. Например, если соотношение количества флегмы к количеству дистиллята равно или больше 10, то выбирают для регулирования уровня поток с бóльшим расходом. Типичная схе- ма системы регулирования уровня в накопителе приведена на рис. 8.

E-2 E-3 LT LC E-1 ^RD V-1