Управление технологическим процессом сгущения красного шлама на основе прогнозирующей модели осаждения с учетом влияния флокулянта

• Автор: Затуловский, Кирилл Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССА СГУЩЕНИЯ КРАСНОГО ШЛАМА
1.1 Способы получения глинозема
1.2 Производство глинозема по способу Байера
1.3 Технология промывки и сгущения красного шлама
1.4 Теоретические основы сгущения
1.5 Факторы, влияющие на сгущение
1.6 Управление процессом сгущения
1.6.1 Одноконтурное управление
1.6.2 Принципы управления по эталонной модели
1.6.3 Многоконтурное управление
1.6.4 Управление на основе прогнозирующей модели
1.7 Выводы ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2 CED МОДЕЛИРОВАНИЕ СГУСТИТЕЛЯ
2.1Г ранулометрический состав
2.2 Основные уравнения CFD модели
2.3 Фактор стесненного осаждения
2.4 Предел текучести при сжатии
2.5 Турбулентность
2.6 Параметры модели
2.7 Экспериментальные исследования
2.7.1 Цели экспериментальных исследований
2.7.2. Программа эксперимента
2.7.3 Приготовление флокулянта
2.7.4 Подготовка пульпы
2.7.5 Обработка результатов эксперимента
2.8 Определение зависимости фактической концентрации твердой фазы UO поперечному сечению сгустителя от ее усредненного значения
2.9 Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ МОДЕЛИ СГУСТИТЕЛЯ
3.1 Флокуляция твердой фазы питающей суспензии
3.2 Стесненное осаждение и уплотнение осадка
3.2.1 Принцип работы сгустителя-осветлителя
3.2.2 Теория сгущения-осаждения
3.2.3 Установившийся режим сгустителя-осветлителя
3.3 Зоная осветления
3.4 Численный метод решения
3.5 Обобщенная модель
3.5 Выводы ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Цели и задачи управления процессом сгущения
4.2 Алгоритм управления по прогнозирующей модели
4.3 Синтез регулятора с прогнозирующей моделью в Матьав
4.4 Интеграция регулятора в систему управления
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Процесс сгущения находит широкое применение в цветной металлургии, обогащении, химической промышленности и многих других отраслях. В частности, сгустители используются на переделе сгущения и промывки красного шлама при производстве глинозема. Процесс сгущения красного шлама является "узким местом" глиноземного производства по способу Байера и определяющим образом влияет на общую эффективность производства и характеристики конечного продукта. Поэтому совершенствование системы управления процессом сгущения красного шлама является актуальной научной задачей.
Возмущения по плотности и расходу автоклавной пульпы, взаимовлияние параметров процесса, протекающих в сгустителе, усложняют задачу автоматизации. Управление процессом сгущения осуществляется либо вручную, изменяя расход сгущенного продукта по результатам периодического анализа отбираемых проб, либо по малоэффективным одноконтурным алгоритмам. Такие методы не обеспечивают оперативность и оптимальность управляющих воздействий.
Создание и совершенствование моделей и систем управления процессом сгущения были и остаются актуальным предметом научных исследований многих отечественных и зарубежных ученых. Существенный вклад в разработку данных вопросов внесли такие специалисты как А.И.Лайнер, A.JI. Рутковский, С.Н. Петросянц, В.А. Растяпин и др. Хорошо известны результаты работ зарубежных авторов R. Burger, F. Concha, J. Farrow, P. Scales,
S. Usher, которые можно использовать для решения широкого круга научных задач.
Одной из таких задач, является совершенствование существующих на глиноземных заводах систем управления процессом сгущения красного шлама с целью повышения эффективности управляемого процесса. Указанная задача

Рисунок 1.18- Структурная схема MPC регулятора Оптимизатор использует текущие состояния системы и модели процесса для выбора пути изменения управляющих воздействий, который приведет к достижению поставленной задачи оптимальным способом. При оценке оптимального управляющего воздействия, оптимизатор точно учитывает ограничения, накладываемые на этот процесс.
Принцип MPC может быть реализован в нескольких различных направлениях. Например, вычисленное MPC значение управляющего значения может служить в качестве уставки для локальных контроллеров в системе DCS. В этом случае программное обеспечение MPC и DCS системы должны взаимодействовать через соответствующий интерфейс.
Процесс сгущения (осветления) является типичным примером системы с множеством нелинейно взаимосвязанных входных и выходных параметров, с различными ограничениями на управляющие воздействия. В данном случае