Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Информация о текущих значениях амплитуды и частоты выводится на экран монитора, заносится в банк данных в виде протокола и при необходимости выводится по команде с монитора АРМ на принтер. В случае остановки вибропривода без команды оператора на экране монитора появляется сообщение «аварийная остановка». В системе автоматического управления предусмотрен переход на ручное управление. Оно осуществляется через блок 6 модуля МУГ. После перехода на ручное управление схема автоматики отключается. Это необходимо делать при проведении пуско-наладочных работ технологических аппаратов. Таким образом, система позволяет осуществлять контроль и регулирование основных гидродинамических параметров как в автоматическом режиме, так и дистанционно «вручную». В экстракционных процессах количество извлекаемого вещества зависит от многих параметров, среди которых межфазная поверхность занимает особое место, так как она наиболее сильно влияет на количественные и качественные показатели экстракции. Межфазная поверхность является функцией среднего диаметра капель и задержкидисперсной фазы в рабочей зоне аппарата. Если эти два параметра стабильны, то и межфазная поверхность будет постоянной. Следовательно, задача заключается в том, чтобы удерживать в заданных пределах средний диаметр капель и задержку дисперсной фазы. В данной работе эта задача решается с помощью так называемого каплемера, принцип действия которого описан в работах [3, 4]. В настоящее время каплемер усовершенствован за счет применения современных средств автоматики. Мы не будем рассматривать здесь его устройство и принцип работы, так как этот материал является темой отдельной статьи, которую авторы предложили журналу «Автоматизация и современные технологии» осенью 2014 г. Связь каплемера с гидравлическим виброприводом осуществляет блок 5, встроенный в МУГ. Сигналы, поступающие от каплемера в блок 5, передаются в модуль “ADAM-5080”, а затем в ПЛК, где осуществляется их обработка, и определяются средний диаметр капель, задержка дисперсной фазы и межфазная поверхность. Полученная информация протоколируется и заносится в банк данных, а текущие значения межфазной поверхности и среднего диаметра выводятся на экранмонитора АРМ. В вибрационных колоннах размер капель можно поддерживать на заданном уровне путем изменения интенсивности вибрации насадки. Средний диаметр капли, оптимальный с точки зрения массопередачи, и интенсивность вибрации, при которойэтотдиаметрполучается, известныуже на стадиипроектированиякаквеличины, входящие в состависходныхданных. Находят их, как правило, экспериментально на пилотных установках, используя в опытах реальные физико-химические системы. При этом процесс массообмена проводят в установившемся режиме. Однако в реальных условиях в результате воздействия на процесс внешних возмущений изменяются номинальные значения таких параметров, как плотность, вязкость и межфазное натяжение, что приводит к отклонению среднего диаметра капель от заданного, а вслед за этим изменяется и поверхность массообмена. Причемопасно не толькоуменьшение поверхности, но и ееувеличение, так какэто можетпривести к захлебыванию аппарата. Наличие управляемого гидравлического вибропривода позволяет устранять подобные ситуации. Как показали наши исследования, влияние амплитуды на величину диаметра капель и влияние частоты проявляются по-разному. На какой параметр вибрации воздействовать и на какую величину его изменять, решает программа системы управления, используя информацию, поступающую от каплемера и других датчиков, контролирующих технологические параметры. В зависимости от принятого решения на выходе управляющих модулей формируются выходные сигналы, которые поступают или на электрогидравлический преобразователь ПЭГ, или на электропривод редукционного клапана. В первом случае изменяется амплитуда, во втором— частота. Конечным итогомтакого регулирования является высокая степень стабильности величины среднего диаметра капель, в результате чего сохраняется максимально возможная производительность аппарата, несмотря на постоянно возникающие возмущения, которые всегда имеют место в реальномтехнологическом процессе. Эксплуатация автоматизированного гидравлического вибропривода осуществлялась в цеховых условиях гидрометаллургических производств в Казахстане на Ульбинском металлургическом заводе (г. Усть-Каменогорск), на Иртышском химико-металлургическом заводе (п. Первомайский, Казахстан), на заводе «Силмет» (бывший Сланцехимический завод в г. Силламяэ, Эстония), на ЛОЗ ВАМИ в Санкт-Петербурге и других предприятиях. На перечисленных заводах в 1970-1980-х гг. проводились работы по внедрению вибрационных экстракторов, разработанных сотрудникамиИХТРЭМС, среди которых был один из авторов этой статьи. Все аппараты были оснащены гидравлическими виброприводами. К сожалению, в настоящее время большинство заводов, где работали гидрометаллургические производства, прекратили своюдеятельность или перепрофилировались на другие процессы. Длительный период эксплуатации вышеназванных аппаратов позволяет объективно оценить технические возможности гидравлических виброприводов. Прежде всего, следует отметить надежность механизма. Несмотря на жесткие условия, в которых эксплуатировались виброприводы, особенно в период их испытаний на пилотной установке, не было ни одного отказа по гидромеханике. Это объясняется тем, что подвижные элементы постоянно смазываются рабочей жидкостью, в качестве которой применяется минеральное масло. В результате износ подвижных элементов становится незначительным, хотя они соприкасаютсяс агрессивной средой. На рис. 3 показандействующий гидравлический вибропривод, установленный на колонне диаметром 0,3 м и проработавший в общей сложности более 5 лет. Полностью оправдала себя система автоматического управления, которая может использоваться в качестве нижнего и среднего уровней автоматизации в масштабе цеховой АСУ ТП. Вибропривод, активным звеном которого является небольшой по габаритам и массе гидроцилиндр, представляет собой высокопотенциальное устройство, благодаря чему агрегат в целом становится унифицированным звеном для аппаратов разной производительности, в том числе и для крупнотоннажных. С помощью этого устройства можно за короткое время и без материальных затрат выходить на оптимальный режим работы аппарата, если в качестве критерия оптимальности выбрана производительность или качество продукции. 364