ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет настроечных параметров и устойчивости САР из "Автоматизация процессов очистки сточных вод химической промышленности" Основной целью преобразования статической характеристики объекта при использовании электропроводности или фактора pH в качестве параметра регулирования является ее линеаризация. Линейность зависимости сигнала на входе регулятора от содержания обезвреживаемого компонента в сточной воде, как уже говорилось выше, обеспечивает р = onst и, следовательно, сохранение оптимального режима работы САР во всем диапазоне колебаний исходных концентраций. [c.64] Практически линеаризация статической характеристики осуществляется путем включения между выходом объекта и входом регулятора функционального звена, преобразующего регулируемый параметр. Характеристика этого звена, т. е. зависимость выходного сигнала от входного, должна служить зеркальным отображением статической характеристики процесса (рис. 24), полученной экспериментально или расчетным путем. [c.65] Кривая заменяется кусочно-линейной функцией с числом участков, выбранным в соответствии с необходимой степенью точности. Проекции участков кривой на ось ординат определяют длину -шунтируемых отрезков обмотки. Проекции участков кривой на ось абсцисс служат мерой падения напряжения на зашунтированных отрезках обмотки. [c.66] Большинство спроектированных ранее очистных сооружений состояло из двух последовательных узлов смесителя и реакционной камеры. Исследования, проведенные в свое время авторами на ряде очистных станций, позволили дать оценку такой схеме при наличии системы регулирования. Во многих случаях, и в первую очередь при нейтрализации сточных вод, участие в технологическом процессе реакционной камеры со временем пребывания воды 20 мин и выше оказалось нецелесообразным, так как реакция почти или полностью завершается уже в смесителе. Более того, наличие камер иногда отрицательно влияет на ход технологического процесса, поскольку в них происходит интенсивное осаждение продуктов реакции. С позиций автоматического регулирования, реакционные камеры являются нежелательным звеном, обладающим излишней инерционностью. [c.66] По этим причинам смесители рассматриваются здесь в качестве реакторов и во многих описанных ниже САР играют роль объектов регулирования. [c.66] В практике очистки сточных вод находят применение вертикальные (вихревые) и лотковые (ершовые, перегородчатые) смесители. [c.66] Первые следует отнести к известным в химической технологии кубовым реакторам, обладающим сосредоточенной емкостью. Системы авторегулирования с такими реакторами устойчивы даже при значительных возмущениях, благодаря их хорошим динамическим характеристикам (т/Го 1). [c.66] Вторая группа занимает промежуточное положение между кубовыми реакторами и реакторами идеального вытеснения (трубчатыми). Их широкое распространение объясняется простотой конструкции, низкой стоимостью и удобством применения для самотечных систем очистки. Как объект регулирования они весьма сложны, поскольку представляют собой распределенную емкость и имеют незначительную постоянную времени (т/Го 1). [c.66] Основным способом улучшения регулировочных свойств ершового смесителя-реактора является увеличение его емкости. В главе VI приводится пример расчета ершового смесителя для работы в САР процесса нейтрализации сточных вод. [c.67] Весьма важным фактором улучшения динамики объекта регулирования служит предельное сокращение транспортного запаздывания, что достигается правильной установкой датчиков и регулирующих органов. При невозможности установки дозатора в непосредственной близости от реактора следует применять способы принудительной транспортировки реагента, как это осуществлено в системах, описанных в следующей главе. [c.67] Статическая характеристика наиболее распространенного процесса обработки промышленных стоков химических заводов — нейтрализации серной кислоты известью — может быть получена расчетным путем. Метод расчета разработан во ВНИИ Водгео Манусовой и Лурье. [c.67] По приведенным уравнениям нельзя определить значения pH, соответствующие введенным количествам гидроокиси кальция, так как обе реакции протекают одновременно. [c.67] Рассмотрим систему трех уравнений. [c.67] Здесь /Сг — константа диссоциации. [c.68] Установив исходную концентрацию серной кислоты в растворе а в люль/л и задаваясь различными концентрациями добавляемого реагента Ь в моль1л, получаем соответствующие значения текущей концентрации водородных ионов [Н+]. Величина pH определяется из известного выражения pH = = — g(H+] в предположении, что коэффициент активности а равен единице. [c.68] С помощью полученных данных на графике строится кислотная ветвь идеализированной статической характеристики. [c.68] Точки на щелочной ветви статической характеристики наносятся после преобразования подсчитанных значений [Н+] в соответствующие значения pH. [c.68] При отсутствии в реальной сточной воде побочных веществ, вступающих в реакцию с нейтрализующим реагентом, или при их незначительной концентрации полученная описанным способом кривая потенциометрического титрования вполне может служить статической характеристикой регулируемого объекта и использоваться для расчета САР. [c.68] Применение в составе очистных сооружений ершовых и перегородчатых смесителей создает значительные трудности в аналитическом расчете САР, так как в литературе отсутствуют сведения о динамических свойствах подобных устройств. [c.69] Во ВНИИ Водгео проведена работа по составлению дифференциального уравнения и передаточной функции ершового смесителя, рассматриваемого как объект автоматического регулирования процесса нейтрализации сточных вод [33]. Приводимый ниже вывод уравнения является первой попыткой математического описания реактора такого промежуточного типа. Он может представить интерес также и в смежных отраслях техники. [c.69] Вернуться к основной статье