Создание адаптивной системы управления на стадии ректификации в производстве этилового спирта

• Автор: Брусов, Артемий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Дзержинск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение. ц
1. Современное состояние исследований по системам управления технологическим процессом ректификации в производстве этилового спирта.

1.1. Краткое описание технологического процесса ректификации. 2.

1.2. Классификация ректификационных установок.

1.3. Анализ технологического процесса ректификации как объекта управления. 4 Т

1.4. Оценка эффективности существующих систем управления.

1.5. Выводы по главе и постановка задачи исследования.

2. Экспериментальное исследование колонны ректификации в производстве этилового спирта. 5 2,
2.1. Постановка задачи идентификации динамики объекта по каналу автоматического управления качеством продукта на стадии ректификации этилового спирта. 3 Ъ

2.2. Разработка методики идентификации динамики колонны ректификации. 3 У

2.3. Экспериментальное исследование динамики колонны ректификации.
Выводы.
3. Синтез структур АСАУ, с позиции управления качеством продукта в производстве этилового спирта
3.1. Анализ методов управления нестационарным объектом с транспортным запаздыванием.
3.2. Оценка возможности применения типовых САУ для управления качеством продукта. 2.
3.3. Синтез АСАУ, минимизирующей величину критерия параметрического рассогласования эталонной модели и объекта.
3.4. Применение прямого метола Ляпунова для синтеза АСАУ качеством продукта в производстве этилового спирта.
Выводы. 9
4. Анализ адаптивных систем автоматического управления.
4.1. Особенности реализации средств имитационного моделирования АСАУ.
4.2. Выбор параметров цепей самонастройки АСАУ.
4.3. Исследование процессов самонастройки в АСАУ.
4.4. Анализ параметрической чувствительности АСАУ. i
4.5. Сравнение эффективности синтезированных АСАУ с типовыми промышленными
САУ. 2.
Выводы. У
5. Особенности реализации и применение результатов разработки АСАУ в проектах создания АСУТП БРУ. 4 4
5.1. Особенности структуры алгоритма, реализующего АСАУ. 4
5.2. Особенности настройки алгоритма АСАУ на ТП и режимы работы. Ц
5.3. Обеспечение безопасности ТП в АСАУГП БРУ.
5.4. Реализация служб реальною времени и интерфейса оператора в рамках рабочей станции при управлении ТП.
5.5. Применение результатов разработки АСАУ качеством целевою стадии ректификации производства этиловою спирта в проектах создания АСУТП БРУ
Выводы У
Основные выводы.
Перечень сокращений.
Литература


Колонны РУ в зависимости от внутренних устройств, обеспечивающих контакт между паром и жидкостью, разделяют на тарельчатые, насадочные и ротационные с вращающимися деталями . В практике ректификации этилового спирта применяются почти исключительно тарельчатые колонны и очень редко насадочные. Особенности аппаратурного оформления технологического процесса БРУ косвенного действия указаны для предприятия ОАО Петровский спиртовой комбинат 1, для которого в дальнейшем и проводились работы по созданию АСУТП и систем управления ректификацией спирта. Основным сырьем в производстве пищевого этилового спирта является зерно, содержащее крахмал рожь, пшеница, которое проходит стадии подготовки, дробления, разваривания, ферментации и сбраживания. Зрелую бражку Рис. БК, в котором ее догревают до температуры С теплом конденсации пара бражного дистиллята, отводимого из бражной колонны. Подогретую бражку из подогревателя БК направляют в сепаратор БК СБК для выделения диоксида углерода СО2. Газы из сепаратора отводят последовательно в конденсатор БК КБК и сниртоловушку для улавливания спирта. Из последней не сконденсировавшиеся азы отводят в атмосферу. Водноспиртовой конденсат направляют в коллектор бражного дистиллята, а из спиртоловушки в головную фракцию этилового спирта. Сепарированную бражку из СБК направляют на тарелку питания бражной колонны, и после выделения из нее спирта и примесей через бардорегулятор выводят барду для дальнейшей переработки и реализации. Бражную колонну обогревают непосредственно открытым вводом котельного пара па барботер в выварной камере колонны. Пар для обогрева колонны подводят от коллектора. Водноспиртовой пар из бражной колонны отводят в подогреватель бражки. Пар, несконденсированный в подогревателе бражки, направляют для конденсации в водяную секцию дефлегматора БК ДБК. Конденсат бражный дистиллят из дефлегматора, подогревателя, конденсатора, холодильника БК собирают в коллектор и подают на питательную тарелку эпюрационной колонны ЭК. Бражный дистиллят, прошедший эпюрацию и освобожденный от головных примесей, именуют эпюратом и отводят из выварной камеры ЭК на тарелки питания от низа трех параллельных ректификационных колонн I, РК2, РКЗ. Рис. Головные примеси концентрируются в верхней части ЭК, в ее дефлегматоре ДЭК и конденсаторе КЭК. Флегму из ДЭК и часть флегмы из КЭК возвращают на верхнюю тарелку ЭК для орошения колонны и концентрирования примесей. Из КЭК отбирают головную фракцию этилового спирта, которую охлаждают в холодильнике, подают для учета объема в контрольный спиртоизмеряющий аппарат или направляют в разгонную колонну КР. Учтенную головную фракцию этилового спирта отводят в спиртоприемное отделение. При работе с гидроселекцией примесей ввод гадроселекционной воды лютерной или умягченной в ЭК осуществляют на ую тарелку через ротаметр в количестве, при котором концентрация спирта в эпюратс на выходе из колонны находится в диапазоне по объему. Выделенные в процессе гидроселекции промежуточные примеси, включая компоненты сивушного масла, отбираются с ой тарелки ЭК из жидкой фазы и через ротаметр в количестве 1,,0 по отношению к спирту, содержащемуся в бражке, поступают на тарелку питания сивушной колонны СК. Эпюрат вводят на ую тарелку каждой из 3х ректификационных колонн РК1,2,3. Распределение потоков эпюрата на РК производится автоматически. Лютериую воду отводят из выварных камер РК. Из каждой РК спиртовой пар направляют в дефлегматоры ДРК 1,2,3 для конденсации, а образующуюся при конденсации флегму возвращают на верхнюю тарелку РК. Часть спиртового пара отводят из дефлегматоров в конденсаторы КРК 1,2,3. Из этих конденсаторов отбирают непастеризованный спирт и направляют его на повторную очистку в ЭК на одну из ее верхних тарелок. На шестивосьми верхних тарелках РК осуществляют пастеризацию. Из зон пастеризации с 6, 8ой или ой тарелок считая от верха колонн отбирают ректификованный спирт и охлаждают его в холодильниках ХРК 1,2,3. Количество отбираемого спирта регулируют и через контрольный спиртоизмеряющий аппарат направляют в спиртоприсмнос отделение.