專利名稱：甘蔗糖廠無汁汽損失蒸發(fā)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甘蔗糖廠蒸發(fā)工段無汁汽損失的自動(dòng)控制方法。


圖1所示的甘蔗糖廠蒸發(fā)系統(tǒng)包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發(fā)罐1、2、3、4和濃縮罐5以及冷凝器6。清汁加熱后，依次經(jīng)過Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發(fā)罐1、2、3、4，最后進(jìn)入濃縮罐5，得到濃縮糖漿出來。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發(fā)清汁所得汁汽用于加熱清汁和煮糖工段等，濃縮罐5的自蒸發(fā)汽及汁汽進(jìn)入冷凝器6。
目前，國(guó)內(nèi)外糖廠蒸發(fā)工段的自動(dòng)控制方法都著重于穩(wěn)定操作工藝，如蒸發(fā)罐的液位控制，出汁濃度控制，入罐壓力控制。Ing Mario R.Cesca等人在Sugar Journal雜志的1989年2月刊上公開了糖廠蒸發(fā)工段的自動(dòng)控制方法，文章的題目是“Energy conservation through atomatic control in Sugar cane industry”。其蒸發(fā)系統(tǒng)及控制方法如圖2所示，在蒸發(fā)系統(tǒng)中，加入蒸發(fā)液位控制閥9、10、11、12，入汁控制閥8，入罐壓力控制閥7，蒸發(fā)液位檢測(cè)15、16、17、18、19，Ⅰ效壓力檢測(cè)14，出汁濃度檢測(cè)20，出汁控制閥13?？梢?，該蒸發(fā)系統(tǒng)的控制方法僅限于對(duì)蒸發(fā)液位、入罐壓力、末效糖漿濃度的控制，而沒有涉及到對(duì)汁汽的控制。因此，現(xiàn)有技術(shù)的控制方法雖然能在一定程度上穩(wěn)定操作工藝，但沒有解決甘蔗糖廠蒸發(fā)工段普遍存在的兩個(gè)問題，一是不能充分利用汁汽的熱能，即不能全面抽取汁汽，至使蒸發(fā)過程普遍有5～9%對(duì)蔗比的汁汽進(jìn)入冷凝器浪費(fèi)掉。二是沒有解決用汁汽波動(dòng)問題，用汁汽較多的煮糖工段通常有10～20%的用汁汽波動(dòng)，使蒸發(fā)用汽有7%波動(dòng)，影響整個(gè)操作工藝。為保證清汁處理量和出汁濃度等工藝條件符合要求，入冷凝器的汁汽量會(huì)更多，造成更大的汁汽損失，從而造成能源浪費(fèi)。
蒸發(fā)系統(tǒng)不能解決上述兩個(gè)問題的原因是蒸發(fā)系統(tǒng)不合理，未能達(dá)到全面抽取汁汽，不能做到汁汽的供需一致;傳統(tǒng)控制方法僅限于控制蒸發(fā)液位等，不能從根本上解決汁汽損失問題。
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)原有的蒸發(fā)系統(tǒng)和控制方法，在保證操作工藝穩(wěn)定的前提下，解決上述問題，即是本發(fā)明的蒸發(fā)系統(tǒng)在既能處理一定量的清汁，又能穩(wěn)定各工藝指標(biāo)(如出汁濃度、各加熱溫度等)的前提下，最大限度地抽用汁汽，克服大量抽用汁汽所引起的用汽波動(dòng)問題，使入冷凝器的汁汽降至零，從而降低能耗，確保工藝指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明為了克服用汽波動(dòng)問題，改進(jìn)原有的蒸發(fā)系統(tǒng)，增加蓄汽器，蓄汽器在造紙廠等行業(yè)使用過(見《節(jié)能》1982年第5期，第46頁(yè))，它在蒸發(fā)系統(tǒng)中的作用是，當(dāng)煮糖和加熱清汁用汁汽量減少時(shí)，汁汽有剩余，可儲(chǔ)存到蓄汽器的蓄熱罐里，當(dāng)汁汽用量增加，原汁汽供應(yīng)不足時(shí)，蓄熱罐又可自動(dòng)輸出汁汽。這樣，既可以使汁汽不致于進(jìn)入冷凝器被浪費(fèi)掉，又確保加熱清汁及煮糖用汁汽和糖漿濃度達(dá)到工藝要求。
本發(fā)明為了確保蒸發(fā)系統(tǒng)全面抽用汁汽，解決用汽波動(dòng)問題，提供一種優(yōu)化控制方法。
圖3是適用于本發(fā)明控制方法的蒸發(fā)系統(tǒng)。
圖中1到20的含義與圖2相同。清汁加熱后進(jìn)入Ⅰ效蒸發(fā)，Ⅰ效出來的汁汽用于清汁三級(jí)加熱的加熱器29和清汁二級(jí)加熱器30以及二次二級(jí)加熱器32，Ⅱ效汁汽用于煮糖工段26和用于清汁一級(jí)加熱器31，Ⅲ效汁汽用于二次一級(jí)加熱器34和一次二級(jí)加熱器35，Ⅳ效汁汽用于一次一級(jí)加熱器37，33和36是備用加熱器。28為蓄汽器。
本發(fā)明為了減少由于耗用Ⅱ效汁汽的波動(dòng)而造成汁汽入冷凝器的損失和影響操作過程，在Ⅱ效前后即Ⅰ效和Ⅲ效的汁汽管路上使用汁汽控制閥57、59，以及添加蓄汽器28和控制閥41、42?？刂崎y9、10、11、12的作用仍是使蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)液位穩(wěn)定在適宜高度，增加傳熱系數(shù)。為使各加熱器加熱溫度符合工藝要求，使用汁汽控制閥56、58、60。為使出汁濃度符合要求，結(jié)合使用入濃縮罐的清汁控制閥25和出汁濃度控制閥13。入汁控制閥8在這里能使蒸發(fā)系統(tǒng)處理清汁的能力自動(dòng)適應(yīng)處理量的要求。為對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，需要檢測(cè)一系列主要工藝，因此要設(shè)置一系列檢測(cè)點(diǎn)，包括各加熱器出入口溫度檢測(cè)點(diǎn)43～54，各流量值檢測(cè)點(diǎn)如混合汁流量檢測(cè)點(diǎn)55，清汁流量檢測(cè)點(diǎn)40，Ⅱ效汁汽入煮糖工段的流量檢測(cè)點(diǎn)27，還有Ⅰ、Ⅱ效凝縮水流量檢測(cè)點(diǎn)21、22，各蒸發(fā)罐及濃縮罐液位檢測(cè)點(diǎn)15～19，清汁箱液位檢測(cè)點(diǎn)39，冷凝器冷水出入口溫度檢測(cè)點(diǎn)23、24，出汁濃度檢測(cè)點(diǎn)20等。
圖4是本發(fā)明蒸發(fā)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)方框圖，控制器62由輸入口63、控制中心64、輸出口65組成，各種檢測(cè)信號(hào)通過輸入口送到控制中心進(jìn)行處理，然后由輸出口送到各種控制閥門或顯示屏。
為了自動(dòng)控制蒸閥系統(tǒng)，達(dá)到無汁汽損失，首先要建立一個(gè)實(shí)用的數(shù)學(xué)模型，該模型表示如下
式中B1-入Ⅰ效清汁的濃度，Bx(錘度);
B5-濃縮罐出汁濃度的設(shè)定值，Bx(錘度);
Q1-入罐清汁流量，噸/時(shí);
m-抽汁汽罐的個(gè)數(shù);
E1-i效抽汁汽量，噸/時(shí)(Ei＝∑(QjCj△Tj，其中Qj是被加熱汁的流量，j＝1時(shí)表示清汁流量，j＝2時(shí)表示混合汁流量;Cj是加熱汁的比熱;△Tj是某一加熱器在Qj流量下的溫度差;n是某效汁汽使用于加熱器的個(gè)數(shù));
i-第i效抽汁汽的位置序號(hào);
Ki-i效罐凝縮水自蒸發(fā)量系數(shù);
Fi-i效罐凝縮水流量，i＝1時(shí)為Ⅰ效;i＝2時(shí)為Ⅱ效;i＝3時(shí)為Ⅳ效;
V2-入冷凝器的汁汽熱損失，噸/時(shí);
Ri-某效蒸發(fā)水量系數(shù);
ec-末效罐自蒸發(fā)熱量損失，噸/時(shí)。
上式為蒸發(fā)站熱量損失與各種工況參量的一個(gè)關(guān)系(表達(dá))式，當(dāng)V2值降至最少值或零時(shí)，這時(shí)蒸發(fā)站既可滿足各工藝指標(biāo)，如出汁濃度、處理量、蒸發(fā)水量等指標(biāo)的要求，又能使工藝用汽量降至最少，即入冷凝器的熱量為零，蒸發(fā)過程做到無汁汽損失。因此，將上式作為控制的目標(biāo)函數(shù)。
上式各種流量值、溫度差等值是通過檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工況而取得，由于加熱器有輪洗，固△Ti值是根據(jù)加熱器的開停來決定取不同的值，因而有不同的數(shù)學(xué)模型。
Ⅰ效抽汁汽量Ei最佳設(shè)定值的計(jì)算是通過檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的工況值，結(jié)合輸入工藝指標(biāo)值，即入罐清汁濃度和出汁濃度值等，通過上式計(jì)算出來;Ⅲ效抽汁汽量E3最佳設(shè)定值的計(jì)算是在上式計(jì)算的基礎(chǔ)上，還受到二次二級(jí)加熱溫度的約束，即這溫度正常時(shí)，才投入定值控制，否則將優(yōu)先確保這工藝指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
其次，建立如圖5所示的三級(jí)控制系統(tǒng)A、B、C，每級(jí)控制系統(tǒng)分優(yōu)化控制層和調(diào)節(jié)控制層二層控制，如圖中66A和67A，66B和67B，66C和67C。
操作優(yōu)化控制層66的任務(wù)是按照一定的最優(yōu)性能指標(biāo)，如出汁濃度為67BX(錘度)，入冷凝器汁汽為零，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，如某一效開罐、停罐，加熱溫度不夠等。用上述數(shù)學(xué)模型計(jì)算出某一瞬間優(yōu)化控制層的設(shè)定值，保證生產(chǎn)過程系統(tǒng)68能跟蹤實(shí)際最優(yōu)操作的變化。操作優(yōu)化控制層的控制方法如圖6所示，首先由檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)出各蒸發(fā)過程值69，如清汁流量、混合汁流量以及各加熱器溫度等，然后根據(jù)各加熱器溫度差辨別出各加熱器開停情況70，選擇合適的模型71或72，最后進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算73，計(jì)算結(jié)果輸出到調(diào)節(jié)控制層作最優(yōu)設(shè)定值。
調(diào)節(jié)控制層67的任務(wù)是在受到外部干擾(如抽Ⅱ效汁汽量發(fā)生變化等)，內(nèi)部特性(如各效傳熱系數(shù)、入汁量等)條件發(fā)生變化情況下，通過調(diào)節(jié)控制層作用于生產(chǎn)過程系統(tǒng)68，使生產(chǎn)過程的輸出變量盡可能維持在最優(yōu)設(shè)定值(優(yōu)化控制層給出)上。調(diào)節(jié)控制層的控制方法見圖7，包括生產(chǎn)工況值的輸入74，對(duì)工況值進(jìn)行過濾75，限定優(yōu)化控制層給出的最優(yōu)設(shè)定值77，限定后的設(shè)定值的輸入78，以及設(shè)定值與工況值進(jìn)行偏差比較76，比較后進(jìn)行PID控制79，然后到輸出轉(zhuǎn)換80，并加入手動(dòng)設(shè)入81和設(shè)置新起動(dòng)的閥位位置82，到數(shù)值輸出83，最后到控制回路84。
如圖5所示，本發(fā)明蒸發(fā)系統(tǒng)的控制方法采用三級(jí)控制系統(tǒng)。即優(yōu)化控制層66分為66A、66B、66C三級(jí)，調(diào)節(jié)控制層分67A、67B、67C三級(jí)。Ⅰ效抽汁汽優(yōu)化控制系統(tǒng)為第一級(jí)，即圖5中的66A和67A，它包括圖3中的清汁二級(jí)加熱器30和控制閥57，清汁三級(jí)加熱器29和控制閥56，當(dāng)處理的清汁量一定時(shí)，清汁加熱所耗的汽量一定，但因清汁二級(jí)加熱耗用I效汁汽，清汁三級(jí)加熱耗用的是廢氣，兩者用汽量的變化會(huì)影響總耗汽量以及入冷凝器的汁汽量。這時(shí)，優(yōu)化控制層一級(jí)66A按圖6所示的控制方法工作，根據(jù)最優(yōu)性能指標(biāo)和實(shí)際生產(chǎn)情況選擇合適的教學(xué)模型計(jì)算出Ⅰ效的瞬時(shí)優(yōu)化設(shè)定值并輸出給調(diào)節(jié)控制層一級(jí)67A，67A按圖7的控制方法工作，即將優(yōu)化控制層一級(jí)66A給出的瞬時(shí)最優(yōu)設(shè)定值與過程值進(jìn)行偏差比較，發(fā)生偏差時(shí)，自動(dòng)地開大或關(guān)小閥門57使過程值跟隨最優(yōu)設(shè)定值變化，同時(shí)，通過閥門56相應(yīng)控制清汁三級(jí)加熱器29的出口溫度。
當(dāng)一級(jí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)到極限，仍未能達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)時(shí)，二級(jí)控制系統(tǒng)開始工作，即圖5中的1B、2B開始工作，它包括圖3中的二次一級(jí)加熱器34及其汁汽控制閥59，以及二次二級(jí)加熱32及其汁汽控制閥58。二次加熱分兩級(jí)，一級(jí)用Ⅲ效汁汽，二級(jí)用Ⅰ效汁汽，如圖3所示。加熱最終溫度是102℃，由于任何一級(jí)的溫差變化都會(huì)影響總蒸發(fā)水量以及熱量的回收。因此Ⅲ效也作為優(yōu)化調(diào)節(jié)參量，當(dāng)優(yōu)化控制層計(jì)算出設(shè)定值時(shí)，與過程值比較，例如，當(dāng)Ⅱ效抽汁汽量降低時(shí)，Ⅲ效抽汁汽量設(shè)定值升高，如果當(dāng)時(shí)的二次加熱出口溫度達(dá)102℃，那么，控制器就輸出信號(hào)給二次一級(jí)閥門59，使其開大，使二次一級(jí)加熱器34的出入口溫差變大，二次二級(jí)溫差降低，這樣會(huì)使總蒸發(fā)水量增加，滿足出口糖漿濃度的要求。當(dāng)二次二級(jí)溫度低于100℃時(shí)，二次一級(jí)控制閥會(huì)無條件開大10%，優(yōu)先確保出汁溫度符合工藝要求。
當(dāng)Ⅱ效汁汽波動(dòng)太大，前二級(jí)優(yōu)化未能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)時(shí)，第三級(jí)控制蓄汽器裝置28開始工作，當(dāng)Ⅰ效的汁汽量過多，而且Ⅰ、Ⅲ效的調(diào)節(jié)達(dá)極限時(shí)，會(huì)打開蓄汽器28的控制閥42，將熱量蓄存起來，避免汁汽進(jìn)入冷凝器而被浪費(fèi)。反之，Ⅰ效汁汽不足夠的，則蓄汽器的排出閥門41打開，釋放出汁汽到Ⅲ效去，起到緩沖用汽的作用。
本發(fā)明的三級(jí)優(yōu)化控制系統(tǒng)對(duì)蒸發(fā)出汁濃度是一個(gè)超前的控制，克服了傳統(tǒng)控制中的濃度滯后現(xiàn)象。當(dāng)控制系統(tǒng)檢測(cè)到罐內(nèi)清汁流量后，計(jì)算出最優(yōu)的蒸發(fā)水量，以及計(jì)算出滿足該蒸發(fā)水量時(shí)Ⅰ、Ⅲ效所需控制的抽汁汽量設(shè)定值，并實(shí)施控制，使出汁濃度在各種干擾因素影響下能穩(wěn)定地控制在正常值上。但有時(shí)會(huì)因某種不正常的干擾因素影響到出汁濃度偏離正常值。本發(fā)明采取了其它補(bǔ)償辦法，見圖3，安裝入濃縮罐的汁汽控制閥25，當(dāng)上述三級(jí)優(yōu)化控制投入后，出汁濃度仍未達(dá)到要求時(shí)，利用這閥門開大，使汁汽進(jìn)入濃縮罐，增加蒸發(fā)水量，確保出汁濃度達(dá)到要求。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明蒸發(fā)系統(tǒng)中采用蓄汽器通過本發(fā)明的控制方法調(diào)節(jié)蒸發(fā)系統(tǒng)的汁汽量，使出汁濃度更穩(wěn)定，并能大大減少汁汽的損失。
2、本發(fā)明控制方法與傳統(tǒng)控制方法的區(qū)別在于傳統(tǒng)控制方法僅對(duì)蒸發(fā)液位、出汁濃度的工藝進(jìn)行控制，而本發(fā)明控制方法利用了影響出汁濃度和耗汽量大小的關(guān)鍵性因素即Ⅰ、Ⅲ效抽汁汽量作為控制的操作條件，并利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出最優(yōu)設(shè)定值，實(shí)施最優(yōu)控制。
3、本發(fā)明在蒸發(fā)系統(tǒng)中設(shè)入未效汁汽控制閥作為補(bǔ)償控制系統(tǒng)，使出汁濃度可以優(yōu)先穩(wěn)定。
4、本發(fā)明控制方法能克服傳統(tǒng)控制方法中出汁濃度不穩(wěn)定以及控制方法滯后等現(xiàn)象。對(duì)出汁濃度實(shí)現(xiàn)超前控制，從而避免蒸發(fā)過程中由各種內(nèi)外因素引起的各種工藝指標(biāo)，如各加熱溫度、出汁濃度等偏離要求值。
5、本發(fā)明控制方法能夠使蒸發(fā)系統(tǒng)在滿足一定清汁處理量以及穩(wěn)定各工藝指標(biāo)如出汁濃度、加熱溫度等前提下，最大限度地利用汁汽，克服抽用汁汽波動(dòng)的問題，使入冷凝器的熱量降至最小，即蒸發(fā)過程無汁汽損失。
6、本發(fā)明控制方法能大大減輕蒸發(fā)系統(tǒng)操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，操作者只需在控制室監(jiān)視整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行，無需現(xiàn)場(chǎng)操作。
7、本發(fā)明控制方法能以瞬時(shí)或累積數(shù)的形式反映蒸發(fā)系統(tǒng)的各種工況、控制品質(zhì)和工藝指標(biāo)，如各效抽汁汽量、出汁濃度、液位和加熱溫度等，提供操作者或管理人員作監(jiān)控和管理之用。
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
對(duì)比實(shí)施例按對(duì)圖2蒸發(fā)系統(tǒng)的控制方法，表1是蒸發(fā)過程各工況值與理想值的比較。
表1 傳統(tǒng)蒸發(fā)過程工況值與理想值比較
第一種情況見表1工況值1，當(dāng)處理清汁量為250噸/時(shí)，Ⅱ效抽汁汽量由于煮糖用汽波動(dòng)由正常值升高至65噸/時(shí)，這時(shí)用汽量隨之也升高至95.5，由于前效抽汁汽量升高，末三效汁汽量不足，故一次二級(jí)溫度降至52℃，大大地偏離了正常值，此時(shí)，必須將Ⅰ效汽量升高至100.5噸/時(shí)，這樣入罐清汁量也應(yīng)加大至310噸/時(shí)，出汁濃度為60Bx偏離正常值，此時(shí)，入未效的計(jì)汽量損失隨之增大至5噸/時(shí)。
第二種情況，當(dāng)入罐清汁流量升高285噸/時(shí)，而Ⅱ效抽汁汽量降至47.5噸/時(shí)，入Ⅰ效的汽量保持不變，總蒸發(fā)水量會(huì)升至220噸/時(shí)，但出汁濃度仍未能滿足要求，僅有63Bx，入末效冷凝器的熱量損失增至10噸/時(shí)。
從上述實(shí)例分析可知，在傳統(tǒng)的控制方法里，由于各效抽汁汽無法加以控制，故它們各種工況值是被動(dòng)地發(fā)生變化，Ⅱ效抽汁汽是用了間歇煮糖，故常發(fā)生波動(dòng)，因而帶來用汽量、出汽濃度、入末效汁汽量的變化，難以確保出汁濃度以及其它工藝指標(biāo)，如一次二級(jí)加熱溫度和二次二級(jí)溫度等能穩(wěn)定地符合工藝要求，也不能做到蒸發(fā)過程無汁汽損失。
實(shí)施例按對(duì)本發(fā)明蒸發(fā)系統(tǒng)(見圖3)的控制方法，表2是蒸發(fā)過程各工況值與理想值的比較。
蒸發(fā)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各工況值為優(yōu)先設(shè)定值(見表2中的理想值)。
表2 蒸發(fā)過程各工況值與理想值的比較
第一種情況(對(duì)應(yīng)表2工況值)，當(dāng)煮糖耗用Ⅱ效汁汽發(fā)生波動(dòng)，減至52.5噸/時(shí)，這時(shí)，傳統(tǒng)的方法則會(huì)造成大量汁汽進(jìn)入冷凝器被浪費(fèi)掉，或者出汁濃度不能達(dá)到正常值。本發(fā)明的控制方發(fā)則可避免這種情況出現(xiàn)。本發(fā)明通過優(yōu)化控制系統(tǒng)計(jì)算出最優(yōu)的Ⅰ、Ⅲ效抽汁汽設(shè)定值，并對(duì)其進(jìn)行控制。具體做法是首先，第一級(jí)優(yōu)化控制回路使清汁加熱孔制閥57(見圖3)由原來開度50%開大至90%，其耗汽量則升至11.5噸/時(shí)。另外，第二級(jí)也開始進(jìn)入控制，二次一級(jí)控制閥59(見圖3)由原來50%開至75%，其耗汽量則升至12噸/時(shí)。這時(shí)，為確保出汁濃度，清汁三級(jí)和二次二級(jí)加熱耗汽量作相應(yīng)的降低，由原來的5.5噸/時(shí)、6.7噸/時(shí)分別降至1.5噸/時(shí)和3.7噸/時(shí)。這樣調(diào)節(jié)后，Ⅰ效的抽汁汽量升至15.2噸/時(shí)，Ⅲ效的抽汁汽量升至16.2噸/時(shí)。由于作了以上調(diào)整，總蒸發(fā)水量和入Ⅰ效的蒸汽能維持在原來正常值上，即保證了清汁處理量值為250噸/時(shí)和出汁濃度為67Bx正常值，同時(shí)又確保無汁汽進(jìn)入冷凝器造成損失。
第二種情況(對(duì)應(yīng)于表2工況值2)，當(dāng)Ⅲ效抽汁汽量降至50.5噸/時(shí)，總蒸發(fā)水量減至183噸/時(shí)。這時(shí)，首先將二次一級(jí)加熱器控制閥開大至90%，使其耗汽量升至13噸/時(shí)，二次二級(jí)耗汽量降至2.7噸/時(shí)，Ⅲ效抽汁汽量升至17.2噸/時(shí)，使總蒸發(fā)水量為195噸/時(shí)，由于差2噸/時(shí)才能達(dá)到正常值197噸/時(shí)，故蓄汽器開始進(jìn)入控制，圖3中閥門42打開，將Ⅰ效汁汽2噸/時(shí)蓄存起來，從而使出汁濃度確保在正常值67Bx上，同時(shí)使入末效的汁汽量維持零的水平。
第三種情況(對(duì)應(yīng)于表2工況值3)，當(dāng)Ⅱ效汁汽向上波動(dòng)，上升至62.5噸/時(shí)，蒸發(fā)水量會(huì)升高10噸/時(shí)。這時(shí)，將清汁二級(jí)加熱耗汽降至3.5噸/時(shí)，二次一級(jí)耗汽量降至6噸/時(shí)，則清汁三級(jí)加熱耗汽量升至9.5噸/時(shí)，二次二級(jí)加熱耗汽量升至9.7噸/時(shí)，這時(shí)，Ⅰ、Ⅲ效抽汁汽量分別降至13.2噸/時(shí)，入Ⅰ效的蒸汽量降至88.9噸/時(shí)。由于作了這樣的控制，使總蒸發(fā)水量能維持原來正常的197噸/時(shí)，故出汁濃度能保持正常值67Bx，入末效的汁汽量也維持零的水平。
第四種情況(對(duì)應(yīng)于表2工況值4)，當(dāng)Ⅰ效抽汁汽量上升至65.5噸/時(shí)，本發(fā)明采取的方法是在第二種情況調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，將蓄汽器內(nèi)的汁汽釋放出來到Ⅲ效去，使總蒸發(fā)水量維持在195噸/時(shí)，入Ⅰ效蒸汽量升至91.9噸/時(shí)，由于作了這樣的控制，出汁濃度維持在正常范圍66Bx，進(jìn)入冷凝器的汁汽也維持零的水平。
第五種情況(對(duì)應(yīng)表2工況值5)，當(dāng)Ⅱ效抽汁汽量維持65.5噸/時(shí)，而蓄汽器的汽量已用完。本發(fā)明所采取的方法是在原第四種情況的基礎(chǔ)上，使出汁閥稍開大至60%，使蒸發(fā)水量維持平衡，從而使出汁濃度維持在67Bx，入末效的汁汽量為零。
第六種情況(對(duì)應(yīng)表2工況值6)，當(dāng)二次二級(jí)加熱器積垢嚴(yán)重，耗汽量降至5.7噸/時(shí)，加熱出口溫度稍低于正常值，為100℃，本發(fā)明所采取的方法是要優(yōu)先保護(hù)這一工藝指標(biāo)達(dá)到正常值，這時(shí)，二次一級(jí)優(yōu)先控制耗汽量至10噸/時(shí)，這時(shí)蒸發(fā)水量稍高，為199噸/時(shí)，這樣既確保了二次二級(jí)加熱溫度和出汁濃度符合工藝要求，又使入冷凝器的汁汽量為零。
第七種情況(對(duì)應(yīng)表2工況值7)，當(dāng)末效傳熱系數(shù)降低太多和Ⅱ效抽汁汽量降至47.5噸/時(shí)，總蒸發(fā)水量會(huì)下降，如果各級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)該工藝作了最大限度的調(diào)整，使Ⅲ效抽汁汽量升至17.2噸/時(shí)，蓄汽器也儲(chǔ)存了4噸/時(shí)Ⅰ效汁汽，這時(shí)Ⅰ效耗蒸汽量降至87.9噸/時(shí)，總蒸發(fā)水量為193噸/時(shí)，未能滿足出汁濃度要求。本發(fā)明的控制方法是使入濃縮罐的汁汽控制閥稍打開20%，使?jié)饪s罐的汁汽量為0.8噸/時(shí)，確保出汁濃度在正常值67Bx，這是一個(gè)補(bǔ)償控制措施。
權(quán)利要求
1.一種主要由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發(fā)罐、濃縮罐、冷凝器組成的甘蔗糖廠無汁汽損失蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于該蒸發(fā)系統(tǒng)還包括蓄汽器。
2.按照權(quán)利要求1的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于Ⅰ效的抽汁汽量過多時(shí)，蓄汽器儲(chǔ)存過量汁汽，Ⅰ效汁汽不足時(shí)，蓄汽器放出汁汽，補(bǔ)充不足。
3.一種權(quán)利要求1的無汁汽損失蒸發(fā)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于采用汁汽三級(jí)優(yōu)化控制系統(tǒng)和補(bǔ)償控制系統(tǒng)，每級(jí)控制系統(tǒng)有優(yōu)化控制層和調(diào)節(jié)控制層二層控制。
4.按照權(quán)利要求3的控制方法，其特征在于優(yōu)化控制層按最優(yōu)性能指標(biāo)和生產(chǎn)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，計(jì)算出瞬時(shí)最優(yōu)設(shè)定值。
5.按照權(quán)利要求3的控制方法，其特征在于調(diào)節(jié)控制層通過瞬時(shí)最優(yōu)設(shè)定值與生產(chǎn)工況值的偏差比較控制生產(chǎn)過程，使生產(chǎn)工況值維持在優(yōu)先設(shè)定值上。
6.按照權(quán)利要求3的控制方法，其特征在于其中的三級(jí)控制系統(tǒng)中，一級(jí)控制系統(tǒng)包括清汁二級(jí)加熱器(30)及其汁汽控制閥(57)，清汁三級(jí)加熱器(29)及其汁汽控制閥(56)、二級(jí)控制系統(tǒng)包括二次一級(jí)加熱器(34)及其汁汽控制閥(59)、二次二級(jí)加熱器(32)及其汁汽控制閥(58)，三級(jí)控制系統(tǒng)包括蓄汽器(28)及其汁汽控制閥(41)、(42)。
7.按照權(quán)利要求3的控制方法，其特征在于一級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)的控制不能滿足要求時(shí)，二級(jí)控制系統(tǒng)開始工作，二級(jí)控制系統(tǒng)的工作不能滿足要求時(shí)，啟動(dòng)三級(jí)控制系統(tǒng)。
8.按照權(quán)利要求3的控制方法，其特征在于三級(jí)控制系統(tǒng)未能使出汁濃度達(dá)到正常值時(shí)，采用補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括入濃縮罐的汁汽控制閥。
全文摘要
甘蔗糖廠無汁汽損失蒸發(fā)系統(tǒng)及其控制方法，該蒸發(fā)系統(tǒng)除包括各效蒸發(fā)罐、濃縮罐、冷凝器外，還包括蓄汽器。該蒸發(fā)系統(tǒng)的控制方法采用汁汽三級(jí)優(yōu)化控制系統(tǒng)和補(bǔ)償控制系統(tǒng)，每級(jí)控制系統(tǒng)有優(yōu)化控制層和調(diào)節(jié)控制層二層控制。一級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)的控制不能滿足要求時(shí)，二級(jí)、三級(jí)控制系統(tǒng)依次開始工作。該三級(jí)控制系統(tǒng)未能使出汁濃度達(dá)到正常值時(shí)，采用補(bǔ)償控制系統(tǒng)。從而使蒸發(fā)系統(tǒng)在滿足各工藝指標(biāo)的前提下，達(dá)到無汁汽入冷凝器造成損失。
文檔編號(hào)C13B25/00GK1066885SQ9210400
公開日1992年12月9日 申請(qǐng)日期1992年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月26日
發(fā)明者梁世平, 李義達(dá), 戚立吾, 羅錦文, 岑彥楓 申請(qǐng)人:廣東省國(guó)營(yíng)順德糖廠