Газды кептіру кезіндегі абсорбциялық жүйені автоматтау. Қондырғыларда температураны реттеу контурлары. Автоматты басқару жүйесінің құры

Газды кептіру кезіндегі абсорбциялық жүйені автоматтау

Қондырғыларда температураны реттеу контурлары

Автоматты басқару жүйесінің құрылымы

Сигналды түрлендірудің элементар  алгоритміне сәйкес келетін автоматты  жүйенің алгоритмдік құрылымының  бір бөлігін элементар алгоритмдік  буын деп атайды. Әрбір элементар буын бір ғана математикалық немесе логикалық операцияны орындайды. Схемада элементар буынды ішінде сигналды түрлендіруге сәйкес оператор жазылған тікбұрышпен кескіндейді. Кей кезде оператордың орнына шығыстық сигнал мен кірістік сигнал аралыгындағы байланысты керсететін график немесе өтпелі функция қисығы көрсетіледі.

Элементар буындар статикалық, динамикалық, арифметикалық және логикалық болып ажыратылады. Статикалық буынның шығыстық сигналының лездік мәні кірістік сигналдың уақыт ағымындағы өзгеруінің сипатына емес, оның тек осы мезеттегі мәніне ғана 
тәуелді болады. Статикалық буын ретінде, мысалы, екіпозициялық релені алуға болады (2.1 ,а-сурет). Суретте реленің кірістік және шығыстық сигналдарының өзгеру графигі де көрсетілген.

Автоматты басқару жүйесі құрылымы жағынан әр түрлі болуы ықтимал. Жалпы жағдайда бұл құрылымға белгілі бір ерекше қасиеттерімен және аралық әсер беру жолдарымен жіктелген автоматты жүйені түзетін дербес бөліктердің жиынтығы жатады. Автоматты басқару жүйесінің алгоритмдік, функционалдық және конструкциялық құрылымдары болады.

Автоматты басқару жүйесінің алгоритмдік  құрылымы деп, әр бөлігі ақпаратты түрлендірудегі белгілі бір алгоритмді орындауға арналған құрылымды айтады.

Динамикалық буын кірістік сигналды уақыт ағымында интегралдау және дифференциалдау операцияларына сәйкес түрлендіреді. Дииамикалық буынның шығыстық сигналының мәні кірістік сигналдың қазіргі уақыт ағымындағы ғана мәніне емес, оның алғашқы мәндеріне де, яғни кірістік сигналдың өзгеру сипатына тәуелді. Динамикалық буынның мысалы ретінде дифференциалдауыш буынды алуға болады (2.1 ,б-сурет).

Арифметикалық буын қосу, алу, көбейту, бөлу арифметикалық амалдарының біреуін іске асырады. Автоматикада, сигналдарды алгебралық қосындылайтын арифметикалық буын, қосындауыш (2.1 ,в-сурет) жиі қолданылады. Суретте сонымен бірге электрлік 
(гальваникалық) және магниттік сигналдарды да қосындылау мысалдары келтірілген.

Логикалық көбейту («ЖӘНЕ»), қосу («НЕМЕСЕ»),логикалық  терістеу («ЕМЕС») және т.б. логикалық операцияларды орындайтын буынды логикалық деп атайды. Жалпы логикалық буынның кірістік және шығыстық сигналдары дискретті болады да логикалық айнымалылар ретінде қарастырылады (2.1 ,г-сурет).

Автоматты басқару жүйесінің фунционалдық құрылымында әрбір бөлік белгілі бір қызметті атқарады. Қызмет ретінде автоматты басқарушы құрылғының ақпарат алу, оны өңдеу, т. б. осы секілді негізгі қызметін, сонымен бірге сигналды беру, оларды салыстыру, ақпаратты беру түрін өзгерту тәрізді дербес қызметін айтуға болады.

Егер автоматты басқару жүйесі құрылымының әр бөлігі жеке конструкциялық тұтастық құратын бөлік болса, ондай  құрылымды конструкциялық құрылым деп атайды.

Басқару жүйесінің құрылымын график бойынша кескіндеуді құрылымдық схема дейді. Белгілі бір ерекшеліктерімен топталған автоматты жүйе бөлігін график түрінде, ішінде бұл жүйенің оның қандай бөлігі екендігін білдіретін шартты белгісі бар төртбұрышпен кескіндейді. Автоматты жүйенің бөліктерінің арасында берілетін әсер жолын, сол әсер берілетін бағыт бойымен бағыттауыш сызықпен кескіндейді.

Автоматты басқару жүйесінің, не автоматты  құрылғының құрылымдық схемасындағы бөліктері  арасындағы берілетін әсердің бағыты мен жолын көрсететін қарапайым құрамдас бөлігін құрылымдық схеманың байланысы деп атайды.

Автоматты жүйенің құрылымдық схемасының байланысы негізгі, қосымша және кері байланыстар болып ажыратылады.

Негізгі байланыс деп автоматты басқару жүйесінің негізгі тізбегі бойындағы бөліктерінің арасындағы түзілетін байланысты айтады.

Қосымша байланыс деп негізгі тізбекке не оның қайсыбір бөлігіне қосалқы түрде әсер берілу жолын түзетін автоматты басқару жүйесінің құрылымдық схемасының байланысын айтады.

Мысал ретінде 2.2-суретте басқару  объектісінен (БО), басқарушы (БҚ), және салыстырушы (СҚ) құрылғысынан тұратын автоматты басқару жүйесінің қарапайым құрылымдық схемасы көрсетілген. Автоматты басқару жүйесінің кірісі және шығысы болады.

Кіріс деп, сырттан жүйеге не құрылғыға, оның жеке бөліктеріне тікелей әсер берілетін автоматты басқару  жүйесінің әсер тізбегінің бөлігін  айтады. 2.2-суретте әсер беру тізбегінің бір бөлігі жүйенің g(t) жоспарлау әсері берілетін кірісі де, екінші бөлігі f(t) қоздыру әсері берілетін кірісі.

Шығыс деп, автоматты жүйеде не оның элементтерінде қызмет алгоритміне  сәйкес қалыптасқан әсерді сырт жаққа  беретін автоматты басқару жүйесінің  әсер тізбегінің бөлігін айтады. 2.2-суретте X автоматты басқару жүйесінің шығысы.

Автоматты басқару жүйесінің әсер тізбегі деп ішкі және сыртқы әсерлер  берілетін жеке жолдардың жиынтығын айтады. Құрылымдық схемада әсер тізбегінің жеке жолдары тұтас және бағыттауыш сызықтармен кескінделеді. Автоматты басқару жүйесінің не оның қарастырылатын бөлігінің шартты түрде бөлінген, кірісінен шығысына қарай бағытталған әсер тізбегін жүйенің негізгі әсер тізбегі деп атайды.

Негізгі өсер тізбегі автоматты  жүйені немесе жүйе бөлігін қандай мақсат үшін пайдаланатынына қарай іріктелінеді.

Жалпы алғанда автоматты жүйенің басқарушы құрылғысы негізгі әсер тізбегіндегі фукнционалды  құрылғысынан (ФҚ), қосымша байланыс құрылғысынан (ҚБҚ) және қосымша кері байланыс құрылғысынан (ҚКБҚ) тұрады. Басқарушы құрылғы тізбегінің шығыс 
тізбегінде тұрған атқарушы тетікке (АТ) әсерін тигізеді 
ал ол өз кезегінде реттеуші орган (РО) арқылы басқарылатын объектіге (БО) әсер етеді. Басқарылатын шама өлшеуіш құрылғысымен (ОҚ) өлшенеді.

Сонымен, жалпы жағдайда автоматты  реттеу жүйенің құрылымын атқарушы тетігінде қосымша байланыс тізбегі бар, 2.3-суретте келтірілгендей функционалды схема түрінде көрсетуге болады.

Газды кептіру кезіндегі абсорбциялық жүйені автоматтау

Қондырғыларда температураны реттеу контурлары

Абсорбциялық газды кептіру  әдісі тарелкалы бағандардағы диэтиленгликольдың сұйық ертінділердің жұтылудың  таңдау бойында негізделген, осы  жүйенің ерекшелігі сатылы сипатымен  жүйе өткізіледі. Газбен сұйықтық қондырғының әр сатысында дәйекті бір-бірімен жанасады.Фазалардың жақын болуын бет көпiршiктер және ақырын ағыстардың түрiндегi сұйық үлестiретiн газдың ағынымен дамиды.Орталар қондырғының ішінде қарсы ток әдісімен қозғалады, жоғарыдан төмен қарай абсорбент, төменнен жоғары қарай – кептірілген газ.Фазалардың байланысуы нәтижесінде салмақтық алмасу (массобмен) болады : бу,су және газ абсорбент ерітіндісіне қарай өтеді. Газды кептіру дәрежесі абсорбциялық қондырғыларда абсорбер ерітіндісінің берілетін шоғырландырудың (концентрация) байланысты анықталады. Ал ерітіндінің шоғырлануы өз кезегінде қондырғының қайтымды абсорбенттің регенерация әдісін қолдануына тәуелді. Кептірілген газдың регенерациясын ДЭГ ваккум астында, терең регенерациялық ертінділерді және төменгі температурадағы нүктелерді ( —20 –дан  +30 °С-қа дейін) алуды қамтамасыз етеді.

Абсорбциялық қондырғыны кептіру  әр түрлі сыртқы әсерлерге негізделген  кәсіпшілік жағдайлардың оларды басқаруды  қажеттілік етеді. Басқарудың басты мақсаттары берілген сатыда газдың кептірілуін қамтамасыз етіп, энергетикалық және жұмсалатын қаржы шығынын азайту , жүйенің технологиялық параметрлерін және  барлық шектеулерді қанағаттандыру.

Газды өндірістерде газ кептіру  жүйесін бірнеше паралель жұмыс  жасап тұрған абсорберлерде орындап,  шығысы мен кірісі коллекторлармен  байланысқан  болуы тиіс. Пайдаланудың тәжірбиесі қондырғылардың бірдей конструктивтік  мінездемелерін көрсетеді және гидравликалық кедергілері әртүрлі. Бұл қондырғылардың бірқалыпсыз жүктемесіне және олардың  жұмысының ортақ тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Сондықтан автоматты басқару есебі  кептірілген газдың тиісті нүктелерін қолдауы ғана емес, абсорберлердің арасында газ ағынының қалыпты орналасуын қамтамасыз етуінде. Бұл есеп каскадты автоматты жүйесінде шешіліп ( сурет .21.9) , 21.2 суреттегі сұлба бойынша құрастырылып және 1е,1д және 1в бағаналары ескерілмей оның орнына 1л реттеу штуцері абсорберден кейін қондырылған. Кептірілген газдың  шығыны мен сұйық мөлшерінің өзгеруі және массалық алмасу ( фазаларының беттесу температурасы, қысым және т.б) кептірілген газдың сұйық мөлшерінің өзгерісіне алып келеді. Кептірілген газдағы сұйық мөлшерін  қалыпты ұстап тұру үшін,  абсорбент шығынын немесе оның концентрациясын немесе осы екеуін бірге өзгертіп отыру қажет. Егер абсорбер айнымалы  жұмыс тәртіпте  (газ шығыны бойынша) жасаса, онда автоматты басқару жүйесі газ шығымы – абсорбент шығымы  реттеу қатынасында құрылып, газдың сұйық мөлшерінің берілген мәндерінен ауытқуын   коррекциялық түрде реттеп отырады. Жүйе (21.9-шы сурет) төмендегiше жұмыс iстейдi.

  Газдағы сұйық мөлшерінің  қазіргі кездегі көрінісі, датчик көрсеткіш 1а арқылы  бейнелеп электропневматикалық түрлендіргіш арқылы 16 унифицированный пневматикалық сигналға түрленіп, 1в ПИ сұйық реттегіштің шығысына беріліп , екінші реттік құрылғы жүйесіне 1г «Старт» (РП3.21). 

Бір қолданбалы құрылғыдан  Екінші реттік  1г қондырғының  (тип  Г1В 17ЛЭ) бұл реттеуіштің  кірісіне пневматикалық сигнал беріліп, сұйық  шамасының берілгеніне пропорционалды болып келеді.

Газдың сұйық мөлшерінің  берілген  шамасынан ауытқуы пропорционалды-интегралдық заңдылық бойынша өзгермелі пневматикалық сигналды береді және ол реттегіштің 1ж екінші реттік құрылғының 1и қатынасына беріледі (рис. ПР3.24).

Соңғысы , 1к қолданбалы механизмге әсер етіп, сұйық мөлшерінің көрсеткіші берілген мәңге жетпегенше,  абсорбент шығымын өзгертіп отырады. Газдың шығымын өзгерткенде газдың шығымы мен абсорбент шығымының қатынасы  өзгеріске ұшырап  және реттегіш 1ж сигнал бойынша газдың көрсеткіш шығымы 5а және 5б абсорбент шығымы өзгереді.

Газ шығынының  датчигінен белгіні реттеу нобайын  енгізу арқылы ылғалдылықты реттеудің динамикалық дәлділігін арттыруға болады.

Басқару жүйесінде негізінен пневматикалық  аспаптарды ГСП қолданады. ПВ10.1Э тәрізді қосалқы аспабы 1и қол қашықтан басқаруға көшу кезінде сорғыш шығынын тіркеуге және 1д орындауыш механизмін қашықтықтан басқаруға арналған. Орындауыш механизм ретінде РРЖ (21.6 сурет) тәрізді сұйықтың реттеуішін қолданады.

Берілген сорғыштың жүктемесі  құрамына: 5а камералық диафрагма, 5б дифманометр, 5в реттеуіш, 5г қосалқы аспап, 5д реттеуіш штуцер кіретін автоматты реттеуіш жүйесі арқылы қуатталады. Берілген жүктеменің мәні орталық қысым реттегішімен (ОҚР) бекітіледі.

Сорғыштың температуралық режимі автоматты  түрде екі реттеуіш жүйесі арқылы тұрақтанады: сорғышқа кіре берістегі сорғыш температурасы және газ температурасы. Бірінші жүйе пневматикалық шығуы бар манометрлік термометрден 2а, Пи-реттеуіштен 2б және тұрады. Ал екіншісі кедергі термометрінен 3а, желдеткішті қосатын және сөндіретін 3в екі позициялық реттеуіш құрылғыдан 3б тұрады. Екі позициялық реттеуіш құрылғы ретінде екі позициялы топтамалы электронды көпір пайдаланылады.

Сорғыштағы сұйықтық деңгейі УБ-П тәрізді датчик деңнейінен 4а, ПР1.5 тәрізді пропорционалды реттеуіштен 4б және УКН тәрізді реттеуіш клапаннан тұратын жүйемен басқарылады.

Газдың айнымалы түсуі кезінде  оның сенімді кебуін қамтамасыз етуі үшін ДЭГ максималды шығынын, оның тұрақты шоғырлануын, сонымен қатар фазалардың тұрақты байланыс температурасын ұстап тұру қажет. (Максималды деген ұғым газ бойынша аппараттың максималды жүктелуі және гликольдің тұрақты шоғырлануынан  газды кептірудің берілген деңгейі қамтамасыз етілетін сорғыштың шығынын білдіреді). Мұндай басқару жүйесі газдың ылғалдылығын оның шығынына қатысты инварианттылығын қамтамасыз етеді.

Регенерация (қалпына келтіру)  автоматты басқару жүйесі. Регенерация (қалпына келтіру) автоматты басқару жүйесінің негізгі қызметі қалпына келтірілген диэтиленгликольдік  ерітіндінің шоғырлануын тұрақтандыру болып табылады.

Буландырғышта және бағанадағы тұрақты  вакуумда қалпына келтірілген ерітіндінің  шоғырлануы қайнау температурасымен аықталады. Ерітіндідегі ДЭГ-ң шоғырлануы неғұрлым көп болса, оның бір қалыпты қысымдағы қайнау температурасы соғұрлым жоғары болады. Буландырғыштағы температура мен вакуумның тұрақты мәнін ұстап тұрса, қалпына келтірілген ерітіндінің тұрақты шоғырлануы қамтамасыз етіледі.

Мұндай принциппен құралған автоматты  басқару жүйесі 21.10 суретте көрсетілген. Ерітінді температурасының тұрақтылығы  температура датчигінен /а, Пи-реттеуішінен 16 және реттеуіш клапаннан 1в тұратын  автоматты реттеу жүйесімен жүзеге асырылады. Температураның берілген мәнінен ауытқуы кезінде реттеуіш реттеуіш клапанға әсер ете отырып, буландырғышқа будың келуін келіспеушілік нөлге тең болмағанша, өзгертіп отырады. Датчик пен реттеуіш ретінде кедергінің термометрі және реттеуіш құрылғысы бар автоматты электронды көпір пайдаланылады. Пневматикалық шығу белгісі бар манометрлік термометрлер және ПР3.21 немесе ПР3.22 тәрізді «Старт» жүйесінің реттегіштер де қолданылуы мүмкін. Орындауыш механизм ретінде мембраналық реттеуіш клапандар қолданылады.

Вакуумнің тұрақтылығы вакуум датчигінен 2а, Пи-реттеуішінен 2б және клапаннан 2в құралған автоматты басқару  жүйесімен қамтамасыз етіледі. Г1В40.1Э қосалқы өзі жазатын аспапта орнатылатын, пневматикалық белгісі ПР3.21 реттеуішіне келіп түсетін ВС-П1 тәрізді вакуумметрмен өлшенеді. Вакуумның ағымдағы мәнінің берілген мәнінен ауытқуы кезінде реттеуіш вакуум-сорғыштан кейін орнатылған мембраналық реттеуіш клапанға 2ву әсер ете отырып, келіспеушілікті нөлге теңестіреді. Су буында болатын диэтиленгликольдің жоғалуын азайту үшін бағананың жоғарғы жағының температурасын автоматты түрде тұрақтандыру керек. Реттеу жүйесі температура датчигін 3а, Пи-реттеуішін 3б және мембраналық клапанды 3в қосады.

Буландырғыштағы және флегма сыйымдылығындағы сұйықтықтың деңгейі автоматты түрде аппараттардан сұйықтық шығаратын құбырлардағы сорғыштардан кейін орнатылған, 46 және 56 реттеуіш клапандардың өтетін қималарды өзгертетін, пропорционалды 4а,5а реттеуіштерімен қамтамасыз етіледі. Деңгейді реттеу үшін 2Б-П деңгейінің пневматикалық датчиктері бар ПР2.5 тәрізді «Старт» жүйесінің реттегіштері қолданылады.

Әуе тоңазытқыш шығуындағы флегма температурасы екі позициялы температура реттеуішімен 6б басқарылатын бір немесе бірнеше желдеткіштерді 6в қосу арқылы реттеледі. Температураның ағымдағы мәні келіспеу термометрімен 6а өлшенеді.