Автоматизация процесса получения сернистого ангидрида при производстве серной кислоты (стр. 4 из 5)

измерений, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний.

Термоэлектрические манометры состоят из электрического преобразователя (термопары) действие которого основано на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термопары от температуры рабочего спая, если температура свободного спая постоянна, и вторичного прибора. При увеличении разности температур между рабочим и свободным спаями термопары величина ТЭДС возрастает. Наибольшее распространение получили следующие типы термоэлектрических преобразователей.

Таблица термоэлектрических преобразователей и их характеристики

Тип преобразователя	Пределы измерений
Платинородий – платина	ТПР	300 – 1600 С
Платинородий – платина	ТПП	0 – 1300 С
Хромель – алюм.	ТХА	- 50 - +1100 С
Хромель – капелевые	ТХК	-50 - + 600 С
Вольфрам – рений – вольфрамрениевые	ТВР	До 1800 С
- // - при кратковременном применении	До 2500 С

Для измерения ТЭДС в качестве вторичных приборов обычно применяют потенциометры или милливольтметры. В комплексе с ними термоэлектрические термометры позволяют измерять и регистрировать температуру с высокой точностью и передавать информацию на расстояние.

Термометры сопротивления состоят из термопреобразователя сопротивления, действие которого основано на использовании зависимости электрического сопротивления проводников или полупроводников от температуры и вторичного прибора. Изготавливаются металлические и полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы).

Таблица термометров сопротивления и их характеристики.

Градуировка	Предел измерений
ТСП гр.20	0 – 650
ТСП гр.21 и гр.22	- 220 - + 500
ТСМ гр.23 и гр.24	- 50 - + 180

В качестве вторичных приборов в комплексе с термометрами сопротивления обычно применяют мосты и логометры.

Полупроводниковые термометры сопротивления изготавливаются из окислов различных металлов с добавками и используются для измерения температур в пределах от – 90 до + 180 С. В отличие от металлических термопар в этих в этих термопарах происходит экспотенциальное уменьшение сопротивления при увеличении температуры, благодаря чему они обладают высокой чувствительностью. Однако их градуировка индивидуальна. Их используют в качестве чувствительных элементов различных автоматических устройств.

Действие пирометров излучения основано на измерении интенсивности излучения нагретых тел при изменении температуры. К ним относятся: оптические пирометры (предел измерений от 700 до 6000 С); пирометры полного излучения (от 100 до 2500 С); пирометры спектрального излучения (цветовые) – от 1400 до 2800 С.

При измерении пирометрами частичного или полного излучения необходимо вводить поправку по неполному излучению тела, температура которого измеряется (погрешность 0,5 – 2,5%).

В химических производствах наибольшее распространение получили термометры расширения, термоэлектрические термометры и термометры сопротивления, они обладают большей точностью и меньшим временем запаздывания.

Для измерения температуры газо – воздушной смеси на выходе из печи обжига серы наиболее оптимальным вариантом измерения является термоэлектрический преобразователь (термопара «ТХА 8». Выбор обусловлен значением измеряемого диапазона (600 – 1055 С), т.к. для термоэлектрических преобразователей верхний предел диапазона измерений значительно выше (600 – 2500 С).

3.2.Получение математического описания объекта.

Математический объект можно описать несколькими методами – аналитический, экспериментальный, и аналитически – экспериментальный.

Аналитический метод – заключается в составлении математического описания объекта, при котором находят управление статики и динамики на основе теоретического синтеза физических и химических процессов, протекающих объектах, и с учётом конструкции аппаратуры и характеристики перерабатываемых веществ. При выводе этих уравнений используются фундаментальные законы сохранения вещества и энергии, закономерность процессов химических превращений, переноса теплоты и массы. Аналитический метод позволяет прогнозировать работу объектов в статическом и динамическом режимах, однако возникают трудности с решением и анализом составляемых уравнений и требует специальных численных значений коэффициентов этих уравнений. Точность математического описания объектов (реакций) в большей степени зависит от сведений упрощающих допущению.

Экспериментальный метод – состоит в определении характеристик реального объекта путём постановки специального эксперимента. Метод достаточно прост, позволяет достаточно просто определить свойства конкретного объекта. Вместе с тем он требует оснащение изучаемого объекта экспериментальной аппаратурой и проведения специальных исследований. Этот метод не позволяет распространить на другие однотипные объекты результаты исследования, полученные экспериментальным методом.

Экспериментально – аналитический метод – является комбинацией аналитического и экспериментального способов определения свойств объектов, этот метод учитывает их преимущество и недостатки.

В инженерской практике свойства промышленных объектов найденные аналитическим методом используется редко. Объясняется это большими теоретическими расчетами, а так же а так же неопределенным выбором базисных параметров и возмущающих воздействий технологических процессов. Наиболее предпочтительным в этом вопросе является экспериментальный метод определения свойств объекта. С этой целью технологический объект оснащают аппаратурой для нанесения ступенчатого входного возмущения и определения его ответной реакции во времени.

Синтез кривой разгона и ее аппроксимация.

Методика снятия кривой разгона предусматривает: клонирование и подготовку эксперимента, проведения его с целью определения временных характеристик.

Снятия временных характеристик проводят на реальном объекте, оснащенном аппаратурой в соответствии со схемой приведенной на рисунке.

Структурная схема систем разгона кривой объекта.

1 – ПО – пульт оператора.

2 – МУ – магнитный усилитель.

3 – Дв – двигатель.

4 – Г – генератор.

5 – ВП 1 – вторичный прибор тахометр электрический.

6 – ЛТ – ленточный транспортир.

7 – ОБ – исследуемый объект – печь обжига серы «КС - 200».

8 – Д – датчик – термопара.

9 – ВП – вторичный прибор «КСП - 3»

Х – расход серы, подаваемой ленточным транспортёром в печь обжига серы.

У – значение температуры сернистого ангидрида на выходе из печи.

При подготовке к эксперименту было учтено быстродействие элементов исполнительной арматуры.

Вначале обжига разогревают дизельным топливом до температуры 800 С. Затем загружают серу ленточным транспортёром (поз. 24). Дальнейший нагрев печи производится за счет выделения тепла горячей серы, а форсунки для распыления дизтоплива гасятся. Для снятия разгонной кривой объекта необходимо привести объект в равновесное состояние, когда температура достигнет значения в пределах 950 – 970 С, тахометр, установленный на

двигателе постоянного тока, показывает 300 об/мин. Затем нужно вывести систему из равновесия, то есть нанести ей управляющее воздействие. Для этого на пульте оператора изменяется задание для магнитного усилителя (с 300 об/мин до 350 об/мин). Одновременно с этой операцией засекаем время и начинаем фиксировать значение температуры газо - воздушной среды через равные промежутки времени, пока температура не установится (970 – 1055 С). Полученные результаты измерений заносятся в таблицу.

Таблица режимных значений температуры газа – воздушной среды на выходе из печи обжига серы

t С	120	180	240	300	360	420	480	540	600	660	720	780
Н моб (t)	0	0,007	0,036	0,079	0,132	0,194	0,252	0,31	0,374	0,415	0,476	0,523
t С	840	900	960	1020	1080	1140	1200	1260	1320	1380	1440	1500
Н моб (t)	0,569	0,61	0,646	0,671	0,712	0,74	0,812	0,789	0,855	0,829	0,847	0,852
t С	1560	1620	1680	1740	1800	1860	1920	1980	2040	2100	2160	2220
Н моб (t)	0,875	0,889	0,902	0,911	0,922	0,929	0,936	0,943	0,949	0,954	0,959	0,963
t С	2280	2340	2400	2460	2520	2580	2640	2700	2760	2820	2880	2940
Н моб (t)	0,966	0,97	0,973	0,976	0,978	0,981	0,983	0.985	0,986	0,987	0,987	0,988

По этим отнормированным значениям строим график кривой разгона объекта

Чтобы получить мат описание объекта, кривую разгона аппроксимируют. Целью аппроксимации являются получения численных значения коэффициентов передаточной функции, и ее вид, описывающий исследуемый объект.