ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамическая модель трубчатой пиролизной печи из "Математическое моделирование и оптимизация пиролизных установок" При автоматической оптимизации промышленных пиролизных печей важную задачу представляет оснащение их локальными системами регулирования режимных параметров. При этом наиболее трудно регулировать тепловой режим пиролиза. На практике часто бывает сложно добиться хорошего качества регулирования температуры процесса в одной определяющей точке — на выходе из пирозмеевика системы регулирования температуры по длине радиантной секции оказываются неустойчивыми. [c.67] Оптимальную структуру систем автоматической стабилизации режимных параметров процесса на пиролизных печах и параметры настройки регуляторов этих систем целесообразно определять с использованием динамических моделей [57, 135, 1361, при разработке которых печи рассматриваются как объекты многосвязного регулирования. Динамические модели пиролизных печей представлены в этих работах в виде передаточных функций по различным каналам объекта учитывается также наличие перекрестных связей в радиантной и конвективной камерах. [c.68] Р и кг/ч — соответственно расход сырья и водяного пара в змеевик , м /ч — расход топлива в горелки и Т , °С — соответственно температуры стенки змеевика и пи -рогаза на выходе из печи Q, кДж/ч — тепло, подводимое в конвекционную камеру с ды мовыми газами — радиантная секция змеевика 2—конвекционная секция змеевика 3. — горелки. [c.68] Авторами проведены исследования и разработана математическая модель динамики процессов передачи тепла в пиролизной печи эта модель может быть использована для различных конструкций объектов. Для однопоточной печи, схема которой приведена на рис. 111-6, структурная схема такой модели представлена на рис. [c.68] Изменение температуры реакционной смеси за счет подвода тепла с водяным паром, сырьем а также с самим потоком смеси ввиду малого времени пребывания (менее 1 с) происходит практически мгновенно, поэтому в модели этот процесс представлен усилительными звеньями ( ц— 1в). [c.70] Параметры передаточных функций элементарных звеньев модели определялись по имеющемуся экспериментальному материалу, полученному на промышленных и полупромышленных пиролизных печах различных конструкций. Эти параметры зависят от конструкции конкретной печи и могут изменяться в процессе ее эксплуатации в зависимости от закоксованности змеевика, состояния обогревающих горелок, состава сырья и топлива и т. д. Возможный диапазон изменения параметров элементарных звеньев динамических моделей промышленных печей пиролиза приводится в табл. П1,1—П1,3. [c.70] Д1—ДЗО—делители БПЗ — блоки постоянного запаздывания. [c.72] По мере закоксованности змеевика уменьшаются коэффициенты усиления звеньев Wg—Wl о а их постоянные времени (а также чистое запаздывание —т ) растут. [c.75] Исследование разработанной модели выполнялось на аналоговой вычислительной машине МН-14. Схема набора модели представлена на рис. П1-8. [c.75] Анализ кривых разгона, полученных на модели по различным каналам (рис. П1-9), показывает, что она удовлетворительно описывает реальный объект. [c.75] Изменение расходов сырья, пара и топлива в печь приводит к деформации температурных профилей потока смеси Т(х) и стенки труб по длине змеевика (рис. ПЫО). Характер этой деформации и вид температурных профилей, получаемых в установившемся режиме, соответствует экспериментальным результатам. При снижении подачи топлива в зону горелок, обогревающую начальный участок змеевика, и повышении его расхода в зону, обогревающую конечный участок, температурный профиль смеси Т х) становится более крутым, т. е. перепад температур между и увеличивается. Крутизна профиля Т х) возрастает также при увеличении подачи холодного пара в начало радиантной секции змеевика. [c.75] Таким образом, разработанная динамическая модель удовлетворительно отображает печь пиролиза как объект с распределенными параметрами. Эта модель может быть использована для исследования динамики существующих и проектируемых печей, а также для разработки систем автоматической стабилизации их теплового режима и определения параметров настройки их регуляторов. В каждом конкретном случае необходимо предварительно определить значения параметров передаточных функций элементарных звеньев модели. При незначительном усовершенствовании в модели могут быть учтены дополнительные параметры, характеризующие тепловой режим аппарата, например температуры дымовых газов в различных точках конвективной или радиантной камеры, температура свода печи и т. д. При необходимости более детального исследования объекта, возникающей в период проектирования, в модели может быть увеличено число зон обогревающих горелок и число точек измерения температур стенки и потока. Для многопоточных пиролизных печей модель динамики составляется на основе описанной модели путем объединения моделей соответствующего числа змеевиков и добавления необходимых перекрестных связей. [c.75] Вернуться к основной статье