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 еригового 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.моль1л и задаваясь различными концентрациями добавляемого реагента Ь в моль1л, получаем соответствующие значения текущей концентрации водородных ионов [Н+]. Величина pH определяется из известного выражения pH = = — ЙН+] 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