[go: up one dir, main page]

RU2449215C1 - Temperature control method of steam-air mixture in scalding chamber at manufacture of round and ring-shaped cracknels - Google Patents

Temperature control method of steam-air mixture in scalding chamber at manufacture of round and ring-shaped cracknels Download PDF

Info

Publication number
RU2449215C1
RU2449215C1 RU2010140757/06A RU2010140757A RU2449215C1 RU 2449215 C1 RU2449215 C1 RU 2449215C1 RU 2010140757/06 A RU2010140757/06 A RU 2010140757/06A RU 2010140757 A RU2010140757 A RU 2010140757A RU 2449215 C1 RU2449215 C1 RU 2449215C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
steam generator
current
temperature
steam
Prior art date
Application number
RU2010140757/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Суздальцев (RU)
Анатолий Иванович Суздальцев
Наталья Анатольевна Сафронова (RU)
Наталья Анатольевна Сафронова
Павел Евгеньевич Сафронов (RU)
Павел Евгеньевич Сафронов
Валерий Олегович Андреев (RU)
Валерий Олегович Андреев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority to RU2010140757/06A priority Critical patent/RU2449215C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2449215C1 publication Critical patent/RU2449215C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: to scalding chamber with moving round and ring-shaped cracknels there supplied is steam-air mixture from electric steam generator; temperature of mixture is measured in scalding chamber; deviation from the specified temperature is determined and depending on difference and difference sign of temperature there increased or decreased is water supply to steam generator; at that, electric steam generator is used with three electrodes installed inside it, to which three-phase alternating current voltage is supplied; at that, there set in advance is relationship between current flowing through electrodes and steam generator water level, using it for control of amount of supplied water to steam generator during steam formation.
EFFECT: enlarging functional capabilities and improving reliability of temperature control system of steam-air mixture.
5 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемый способ управления температурой паровоздушной смеси в камере ошпаривания относится к области автоматизации процессов производства изделий, пищевой промышленности, предназначен для поддержания температуры пара в заданных пределах в камере ошпаривания при изготовлении бараночно-сушечных изделий и может быть использован в других областях и, в частности, в технологических процессах, в которых производится сушка движущихся изделий с использованием горячих воздушных и паровоздушных смесей.The proposed method for controlling the temperature of the steam-air mixture in the scalding chamber relates to the field of automation of production processes of products, the food industry, is intended to maintain the steam temperature within the specified limits in the scalding chamber in the manufacture of ram-and-dried products and can be used in other areas and, in particular, in technological processes in which moving products are dried using hot air and steam-air mixtures.

Известны способы управления температурой паровоздушной смеси при сушке капиллярно-пористых материалов, например способы сушки макаронных изделий при их движении с постоянной скоростью и жестким ступенчатым изменением температуры по времени путем изменения подачи топлива в парогенератор (итальянские фирмы «Брайбанти» и «Паван», швейцарская фирма «Бюлер») и способы сушки макаронных изделий путем изменения скорости движения изделий в зависимости от температуры сушильного агента (патент RU на изобретение №2186500, выданный 10.08.2002. Бюл. №22). Данные способы постепенно доводят изделия до заданной влажности, например от 30 до 12 процентов.Known methods for controlling the temperature of the vapor-air mixture when drying capillary-porous materials, for example, methods of drying pasta when they move at a constant speed and a rigid stepwise change in temperature over time by changing the fuel supply to the steam generator (Italian company "Bryanti" and "Pavan", a Swiss company “Buhler”) and methods of drying pasta by changing the speed of movement of products depending on the temperature of the drying agent (RU patent for invention No. 2186500, issued August 10, 2002. Bull. No. 22). These methods gradually bring the product to a predetermined humidity, for example from 30 to 12 percent.

Существенным недостатком первых из указанных способов является то, что в процессе сушки нельзя прямо измерить влажность изделия, а экспресс-контроль после выхода из сушильного агрегата требует достаточно много времени, поэтому для реального процесса становится невозможным откорректировать время сушки для массы изделий, находящихся в сушильном агрегате или уже вышедших из него, то есть эта масса фактически является браком. Второй из указанных способов неприменим для поточного производства, так как необходимо корректировать скорость перемещения изделий не только в сушильном агрегате, но и всей производственной цепочки, что неприемлемо из-за потери производительности.A significant drawback of the first of these methods is that during the drying process it is not possible to directly measure the humidity of the product, and express control after leaving the drying unit requires a lot of time, therefore, for a real process, it becomes impossible to adjust the drying time for the mass of products in the drying unit or already out of it, that is, this mass is actually a marriage. The second of these methods is not applicable for in-line production, since it is necessary to adjust the speed of movement of products not only in the drying unit, but also in the entire production chain, which is unacceptable due to loss of productivity.

В камере ошпаривания при производстве бараночно-сушечных изделий перед выпечкой требуется небольшое удаление влажности (подсушивание), которое осуществляется горячим паром заданной температуры, которая поддерживается за счет регулирования уровня воды в парогенераторах и регулирования объема подаваемого топлива (газа или электроэнергии как наиболее распространенные). Специфика операции такова, что пар не возвращается в парогенератор из камеры, а удаляется в атмосферу, то есть система является разомкнутой.In the scalding chamber during the production of ram-dried products before baking, a slight moisture removal (drying) is required, which is carried out by hot steam at a given temperature, which is maintained by regulating the water level in the steam generators and regulating the amount of supplied fuel (gas or electricity as the most common). The specifics of the operation is such that the steam does not return to the steam generator from the chamber, but is removed to the atmosphere, that is, the system is open.

Известен способ регулирования выходной мощности электродного парогенератора в составе подогреваемой системы с возвратом конденсата (замкнутая система), реализованная в патенте RU №2140609, МПК F22B 1/30, F24H 1/20, опубл. 27.10.1999 г. Однако в нем отсутствует контроль температуры пара в системе и уровня воды в самом парогенераторе, то есть функции управления ограничены.A known method of controlling the output power of an electrode steam generator as part of a heated condensate return system (closed system), implemented in patent RU No. 2140609, IPC F22B 1/30, F24H 1/20, publ. 10/27/1999, however, it lacks control of the temperature of the steam in the system and the water level in the steam generator itself, that is, the control functions are limited.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ с электрическим электродным парогенератором, основная реализация которого описана в патенте RU №90167 на полезную модель (опубликован 27.12.2009. Бюл. №36). Он может быть принят за прототип.Closest to the proposed method is a method with an electric electrode steam generator, the main implementation of which is described in patent RU No. 90167 for utility model (published on 12/27/2009. Bull. No. 36). It can be taken as a prototype.

Сущность способа управления выходным параметром электрического электродного парогенератора при использовании его с камерой ошпаривания заключается в том, что контроль верхнего уровня воды осуществляют стержень-датчиком, при замыкании которого через воду на корпус обесточивают электромагнитный клапан подачи воды и электронасосный агрегат, а включение их в работу осуществляют через время, задаваемое реле времени.The essence of the method for controlling the output parameter of the electric electrode steam generator when using it with a scalding chamber is that the upper level of the water is controlled by a rod-sensor, upon closing of which the water supply electromagnetic valve and the electric pump unit are de-energized through water to the housing, and they are turned on after the time set by the time relay.

Указанный способ применительно к камере ошпаривания при производстве бараночно-сушечных изделий имеет следующие недостатки:The specified method in relation to the scalding chamber in the manufacture of sheep-dried products has the following disadvantages:

- так как в водяном паре содержатся различные солевые и другие химические компоненты, то стержень-датчик обрастает соответствующим налетом, отчего изменяется его электрическое сопротивление, приводящее к несвоевременному отключению насоса и электромагнитного клапана, и с течением времени указанное приводит к потере функционирования системы контроля верхнего уровня воды в парогенераторе и к остановке его работы для замены стержня-датчика на новый, то есть такой способ недостаточно надежен при функционировании;- since the water vapor contains various salt and other chemical components, the sensor rod is overgrown with a corresponding coating, which causes its electrical resistance to change, which leads to untimely shutdown of the pump and the electromagnetic valve, and over time this leads to the loss of the functioning of the upper level control system water in the steam generator and to stop its operation to replace the sensor rod with a new one, that is, such a method is not sufficiently reliable during operation;

- при размыкании электрической цепи «стержень-датчик - вода - корпус» включают реле времени, по истечении заданного времени работы которого включают насос и электромагнитный клапан и начинается подкачка воды, т.е. фактически нижний уровень воды не контролируется. В этот момент времени нижний уровень воды может быть еще не достигнут или уже пройден, но в том и другом случаях это приводит к отклонению давления пара на выходе из котла от заданного, что в отдельных применениях недопустимо, то есть функциональные возможности способа парообразования ограничены;- when the electric circuit "rod-sensor - water - housing" is opened, the time relay is turned on, after which the set operating time has elapsed, the pump and the electromagnetic valve are turned on and water is pumped, i.e. in fact, the lower water level is not controlled. At this point in time, the lower water level may not have been reached or has already been passed, but in both cases, this leads to a deviation of the steam pressure at the outlet of the boiler from the set one, which is unacceptable in some applications, that is, the functionality of the steam generation method is limited;

- при регулировании температуры паровоздушной смеси в камере ошпаривания при производстве бараночно-сушечных изделий указанным способом каждые две недели останавливают производство, разбирают систему, заменяют датчики уровня воды в парогенераторе и вновь запускают систему в работу. Такие остановки, во-первых, снижают производительность всего процесса и, во-вторых, требуют дополнительных затрат на переоборудование системы;- when adjusting the temperature of the steam-air mixture in the scalding chamber during the production of ram-and-dried products in this way, stop production every two weeks, disassemble the system, replace the water level sensors in the steam generator and restart the system. Such stops, firstly, reduce the performance of the entire process and, secondly, require additional costs for the re-equipment of the system;

- постепенный выход регулятора из зоны регулирования подачи воды приводит в этот период к рассогласованию измеренной температуры пара в камере ошпаривания с заданным уровнем воды в парогенераторе, что ведет к браку изделий на последующей операции их выпечки и к дополнительному перерасходу материальных и топливно-энергетических ресурсов.- a gradual exit of the regulator from the water supply control zone during this period leads to a mismatch of the measured steam temperature in the scalding chamber with a given water level in the steam generator, which leads to the rejection of products in the subsequent operation of their baking and to an additional cost overrun of material and fuel and energy resources.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности системы регулирования температуры паровоздушной смеси, в снижении брака бараночно-сушечных изделий, в сокращении сроков ремонтно-профилактических работ при заданной производительности.The technical problem solved by the invention is to expand the functionality and increase the reliability of the temperature control system of the steam-air mixture, to reduce the marriage of ram-dried products, to reduce the time of repair and maintenance work at a given performance.

Решение технической задачи заключается в том, что в способе управления температурой паровоздушной смеси в камере ошпаривания при производстве бараночно-сушечных изделий, заключающемся в том, что в камеру ошпаривания с движущимися бараночно-сушечными изделиями подают паровоздушную смесь от электрического электродного парогенератора, измеряют температуру смеси в камере ошпаривания, определяют отклонение от заданной температуры и в зависимости от разности и знака разности температуры увеличивают или уменьшают подачу воды в парогенератор, в качестве парогенератора используют электрический парогенератор с установленными внутри него тремя электродами, на которые подают напряжение переменного трехфазного тока, при этом предварительно устанавливают зависимость между протекающим через электроды током и уровнем воды в парогенераторе, запоминают полученные значения тока в виде уставок и используют их для регулирования количества поступающей воды в парогенератор в процессе парообразования, причем выбор той или иной уставки в соответствующий момент времени осуществляют в зависимости от разности и знака разности между измеренной и заданной температурами паровоздушной смеси в камере ошпаривания.The solution to the technical problem lies in the fact that in the method of controlling the temperature of the steam-air mixture in the scalding chamber in the production of the ram-dried products, which consists in the fact that the vapor-air mixture from the electric electrode steam generator is fed into the scalding chamber with the moving ram-drying products, the temperature of the mixture is measured in the scalding chamber, determine the deviation from the set temperature and depending on the difference and the sign of the temperature difference increase or decrease the water supply to the steam generator torus, an electric steam generator is used as a steam generator with three electrodes installed inside it, to which an alternating three-phase current voltage is applied, the relationship between the current flowing through the electrodes and the water level in the steam generator is preliminarily set, the obtained current values are stored in the form of settings and used for regulation of the amount of incoming water to the steam generator in the process of vaporization, and the choice of one or another setting at the appropriate time m, depending on the difference and the sign of the difference between the measured and preset temperatures of steam-air mixture in the scalding chamber.

Зависимость между протекающим через электроды током и уровнем воды в парогенераторе определяют из выражения:The relationship between the current flowing through the electrodes and the water level in the steam generator is determined from the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где U - значение напряжения переменного тока, подаваемого на электроды;where U is the value of the AC voltage supplied to the electrodes;

Rэ - электрическое сопротивление электродов;R e - electrical resistance of the electrodes;

L - расстояние между электродами парогенератора;L is the distance between the electrodes of the steam generator;

l - ширина электрода;l is the width of the electrode;

hн, hв - значения уровня воды соответственно у нижней и верхней границ уровня относительно нижних концов электродов;h n , h in - the values of the water level, respectively, at the lower and upper boundaries of the level relative to the lower ends of the electrodes;

ρо - удельное электрическое сопротивление воды;ρ about - electrical resistivity of water;

Iн - значение тока через электроды для нижнего уровня воды в соответствующей уставке;I n - the value of the current through the electrodes for the lower water level in the corresponding setting;

Iв - значение тока через электроды для верхнего уровня воды в соответствующей уставке.I в - current value through electrodes for the upper water level in the corresponding setting.

Регулирование подачи воды в парогенератор осуществляют циклически включением электромагнитного клапана подачи воды при достижении измеряемой в электродах величины тока, заданного для нижнего уровня воды в соответствующей уставке, и выключением электромагнитного клапана подачи воды при достижении измеряемой в электродах величины тока, заданного для верхнего уровня воды в соответствующей уставке.The water supply to the steam generator is regulated cyclically by turning on the electromagnetic water supply valve when the current measured in the electrodes reaches the current set for the lower water level in the corresponding setting, and turning off the water supply electromagnetic valve when the current measured in the electrodes reaches the current set for the upper water level in the corresponding set point.

Выбор той или иной уставки с соответствующими токами для верхнего и нижнего уровней воды в процессе парообразования осуществляют в зависимости от величины и знака отклонения температуры в камере ошпаривания в соответствии с выражением:The choice of a particular setting with the corresponding currents for the upper and lower water levels during the process of vaporization is carried out depending on the magnitude and sign of the temperature deviation in the scalding chamber in accordance with the expression:

Figure 00000003
Figure 00000003

гдеWhere

Y(t) - текущая уставка со своим верхним и нижним значениями тока;Y (t) - current setting with its upper and lower current values;

Y(t)+ - новая уставка с более высокими верхним и нижним значениями тока;Y (t) + - new setpoint with higher upper and lower current values;

Y(t)- - новая уставка с более низкими верхним и нижним значениями тока;Y (t) - - new setting with lower upper and lower current values;

Тко, Тз, ΔТ, ΔТз - соответственно измеренное значение температуры в камере ошпаривания, заданное значение температуры, разность между ними и заданное значение разности;T to , T z , ΔT, ΔT z - respectively, the measured temperature value in the scalding chamber, the set temperature value, the difference between them and the set difference value;

sign(ΔT) - знак разности между измеренным значением температуры паровоздушной смеси в камере ошпаривания и заданным значением.sign (ΔT) - sign of the difference between the measured value of the temperature of the vapor-air mixture in the scalding chamber and the set value.

Электроды выполняют в виде прямоугольных пластин и располагают их в радиальных плоскостях относительно центральной оси корпуса парогенератора, при этом плоскости располагают под углом 120 угловых градусов относительно друг друга.The electrodes are made in the form of rectangular plates and they are placed in radial planes relative to the central axis of the steam generator housing, while the planes are placed at an angle of 120 angular degrees relative to each other.

Сущность предлагаемого способа управления температурой паровоздушной смеси в камере ошпаривания поясняется чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3), при этом на фиг.1 приведена структурная схема системы управления, на фиг.2 - сечение В-В парогенератора 1 на фиг.1, на фиг.3 - структурная схема алгоритма управления температурой паровоздушной смеси в системе управления фиг.1.The essence of the proposed method for controlling the temperature of the steam-air mixture in the scalding chamber is illustrated by drawings (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3), while Fig. 1 is a structural diagram of a control system, Fig. 2 is a section BB of a steam generator 1 on figure 1, figure 3 is a structural diagram of an algorithm for controlling the temperature of the vapor-air mixture in the control system of figure 1.

На фигурах приняты следующие обозначения:The following notation is used in the figures:

1 - корпус парогенератора с герметично установленной крышкой;1 - the case of the steam generator with a sealed lid;

2 - вода;2 - water;

3 - электроды;3 - electrodes;

4 - измеритель тока;4 - current meter;

5 - электромагнитный пускатель напряжения;5 - electromagnetic voltage starter;

6 - камера ошпаривания;6 - scalding chamber;

7 - контроллер управления насосом и электромагнитным клапаном;7 - controller for controlling the pump and the solenoid valve;

8 - насос;8 - pump;

9 - электромагнитный клапан;9 - the electromagnetic valve;

10, 11 - цепи питания соответственно насосом и электромагнитным клапаном;10, 11 - power circuits, respectively, of the pump and the solenoid valve;

12 - предохранительный клапан;12 - safety valve;

13 - реле давления с электрическим контактом mn;13 - pressure switch with electrical contact mn;

14 - вентиль для выпуска пара;14 - valve for the release of steam;

15 - сливной вентиль;15 - drain valve;

16 - обратный клапан; hв, hн, hзн - соответственно верхний, нижний и заданный начальный уровни воды в котле;16 - check valve; h in , h n , h zn - respectively, the upper, lower and predetermined initial water levels in the boiler;

17 - датчик измерения температуры в камере ошпаривания;17 - sensor for measuring the temperature in the scalding chamber;

Y1, Y2, … YN - токовые уставки со своими нижними Iн1, Iн2, … IнN и верхними Iв1, Iв2, … IвN значениями токов;Y 1 , Y 2 , ... Y N - current settings with their lower In 1 , In 2 , ... In N and upper I 1 , I 2 , ... In N current values;

Ii - ток, измеренный в электродах парогенератора;I i is the current measured in the electrodes of the steam generator;

Тко, Тз, ΔТз - соответственно измеренное значение температуры в камере ошпаривания, заданное значение и заданное значение разности между ними;T to , T z , ΔT z - respectively, the measured temperature in the scalding chamber, the set value and the set value of the difference between them;

Э1, Э2, Э3 - электроды электродного парогенератора (фиг.2);E 1 , E 2 , E 3 - electrodes of the electrode steam generator (figure 2);

L - расстояние между электродами;L is the distance between the electrodes;

α=120° - угол между электродами;α = 120 ° - the angle between the electrodes;

l, l0 - ширина и толщина электродов соответственно;l, l 0 - width and thickness of the electrodes, respectively;

r0 - радиус основания цилиндрического столба воды, ограниченного внутренними торцами электродов;r 0 is the radius of the base of the cylindrical column of water bounded by the inner ends of the electrodes;

r1 - радиус основания цилиндрического столба воды, ограниченного внешними торцами электродов;r 1 is the radius of the base of the cylindrical column of water bounded by the outer ends of the electrodes;

r2 - радиус основания цилиндрического корпуса парогенератора;r 2 is the radius of the base of the cylindrical body of the steam generator;

Rв - область протекания электрического тока в воде;R in - the area of the flow of electric current in water;

А112 - операции в алгоритме управления температурой паровоздушной смеси в камере ошпаривания (фиг.3), реализуемые в контроллере 7 системы управления фиг.1;And 1 -A 12 - operations in the algorithm for controlling the temperature of the vapor-air mixture in the scalding chamber (Fig.3), implemented in the controller 7 of the control system of Fig.1;

А1 - ввод в контроллер группы токовых уставок со своими нижними и верхними значениями токов Iн, Iв и значений заданных температур Тз и ΔТз;And 1 - entering into the controller a group of current settings with its lower and upper values of the currents I n , I in and the values of the set temperatures T s and ΔT s ;

А2 - выбор текущей уставки Y(t) со своим верхним и нижним значениями токов;And 2 - selection of the current setting Y (t) with its upper and lower current values;

А3 - включение насоса и электромагнитного клапана подачи воды;And 3 - inclusion of the pump and the electromagnetic valve of water supply;

А4 - сравнение текущего значения тока Ii через электроды с верхним значением тока Iв текущей уставки, если равны, то операция A5;A 4 is a comparison of the current value of the current I i through the electrodes with the upper value of the current I in the current setting, if they are equal, then operation A 5 ;

A5 - выключение насоса и электромагнитного клапана подачи воды;A 5 - turn off the pump and the solenoid valve for water supply;

А6 - ожидание равенства измеренного тока Ii с нижним значением тока Iн текущей уставки, если равны, то выполняется операция A7;And 6 - the expectation of the equality of the measured current I i with the lower current value I n the current setting, if they are equal, then operation A 7 is performed;

A7 - измерение температуры пара Тко в камере ошпаривания;A 7 - measurement of the temperature of the steam T ko in the scalding chamber;

A8 - вычисление разности ΔT=Ткоз;A 8 - calculation of the difference ΔT = T to -T s ;

А9 - сравнение вычисленной разности с заданной ΔТз, если |ΔТ|≤ΔТз, то переход на операцию А3, если нет, то выполняется операция A10;A 9 is a comparison of the calculated difference with a given ΔT s , if | ΔT | ≤ΔT s , then go to step A 3 , if not, then step A 10 is performed;

A10 - определение знака разности температур sign(ΔT); если он отрицательный, то выполняется операция A11, в противном случае операция А12 и возврат на операцию А3;A 10 - determination of the sign of the temperature difference sign (ΔT); if it is negative, then operation A 11 is performed, otherwise operation A 12 and return to operation A 3 ;

А11 - выбор уставки Y(t)+ на единицу больше текущей;A 11 - selection of the setpoint Y (t) + one more than the current;

А12 - выбор уставки Y(t)- на единицу меньше текущей.And 12 - selection of the setting Y (t) - one less than the current.

Сущность способа заключается в следующем. В контроллер 7 (фиг.1) перед началом работы вводят исходные данные: токовые уставки Y1, Y2, … Yn со своими значениями токов Iн, Iв и температур Т3, ΔTз (операция А1 на фиг.3). Затем включают напряжение ~380 V, которое через электромагнитный пускатель 5 и блок 4 поступает на электроды 3, установленные в корпусе парогенератора 1. Контроллер 7 осуществляет выбор токовой уставки (например, Y(ti)) со своими значениями токов Iнi и Iвi (операция А2 на фиг.3), включает в работу насос 8 через цепь питания 10 и открывает электромагнитный клапан подачи воды 9 через цепь управления 11. В корпус парогенератора 1 начинает поступать вода через обратный клапан 16, отчего изменяется уровень воды в направлении hв, увеличивая ток, протекающий через электроды 3. В этот период происходит измерение тока в измерителе 4 и сравнение с заданным Iвi в уставке (операция А4 на фиг.3). При достижении тока Iвi, что означает достижение уровня hвi, контроллер 7 выключает из работы насос 8 и электромагнитный клапан подачи воды 9 (операция A5 на фиг.3). За счет протекания электрического тока через электроды в области проводящей воды Rв (фиг.2) вода нагревается и испаряется, уменьшаясь в объеме в направлении hн, отчего уменьшается ток, проходящий через электроды. В этот период также измеряется ток в измерителе 4, и в контроллере 7 происходит сравнение с заданным Iнi в данной уставке (операция А6 на фиг.3). При достижении тока Iнi, что означает достижение уровня hнi, измеряют температуру в камере ошпаривания 6 датчиком 17 (операция A7 на фиг.3), и в контроллере 7 вычисляют разность между заданной Tз и измеренной в камере ошпаривания температурой Тко и сравнивают с заданным значением этой разности ΔTз по модулю (операция А8 на фиг.3). Если разность находится в заданном допуске (операция А9 на фиг.3), то контроллер 7 вновь включает насос 8 и электромагнитный клапан подачи воды 9 и операции А36 повторяются. Если разность температур вышла из допуска, то с помощью контроллера 7 определяют знак разности (операция А10 на фиг.3), при этом если знак отрицательный, то выбирают новую уставку с номером на единицу больше Y(t)+, если знак положительный, то выбирают уставку с номером на единицу меньше Y(t)- (операции A11, А12 на фиг.3). После выбора новой уставки периодически выполняются операции А36, но с новыми значениями Iн и Iв, а значит, и с новыми значениями уровня воды hн и hв.The essence of the method is as follows. Before starting work, the initial data is entered into the controller 7 (Fig. 1): current settings Y 1 , Y 2 , ... Y n with their values of currents I n , I c and temperatures T 3 , ΔT s (operation A 1 in Fig. 3 ) Then turn on the voltage ~ 380 V, which through the electromagnetic starter 5 and block 4 is supplied to the electrodes 3 installed in the case of the steam generator 1. The controller 7 selects the current setting (for example, Y (t i )) with its current values I ni and I bi (operation A 2 in FIG. 3), turns on the pump 8 through the power circuit 10 and opens the electromagnetic valve for supplying water 9 through the control circuit 11. Water begins to flow into the case of the steam generator 1 through the check valve 16, which causes the water level to change in the h direction c , increasing the current flowing through cutting electrodes 3. During this period, the current in the meter 4 is measured and compared with a given I vi in the set point (operation A 4 in FIG. 3). Upon reaching the current I bi , which means reaching the level h bi , the controller 7 turns off the pump 8 and the electromagnetic valve for supplying water 9 (operation A 5 in figure 3). Due to the flow of electric current through the electrodes in the region of conductive water R in (figure 2), the water heats up and evaporates, decreasing in volume in the direction h n , which reduces the current passing through the electrodes. During this period, the current in meter 4 is also measured, and in controller 7, a comparison is made with the given I ni in this setting (operation A 6 in FIG. 3). Upon reaching the current I HI, which means achievement level h HI, measured chamber temperature sensor 17 scalding 6 (A 7 step 3), and the controller 7 computes a difference between the predetermined and measured T of a scalding chamber and to a temperature T compared with a given value of this difference ΔT s modulo (operation A 8 in figure 3). If the difference is within the specified tolerance (operation A 9 in FIG. 3), then the controller 7 again turns on the pump 8 and the electromagnetic valve for supplying water 9 and operations A 3 -A 6 are repeated. If the temperature difference is out of tolerance, then using the controller 7 the sign of the difference is determined (operation A 10 in FIG. 3), and if the sign is negative, then a new setpoint is selected with a number one greater than Y (t) + , if the sign is positive, then select the setting with the number one less than Y (t) - (operation A 11 , A 12 in figure 3). After selecting a new setpoint, operations A 3 -A 6 are periodically performed, but with new values of I n and I c , and therefore with new values of the water level h n and h c .

Операции A812 выполняются контроллером 7 в соответствии с выражением:Operations A 8 -A 12 are performed by the controller 7 in accordance with the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

Численные значения уставок с токами Iн и Iв для парогенератора с конкретными размерами определяют заранее с помощью выражений:The numerical values of the settings with currents I n and I in for a steam generator with specific dimensions are determined in advance using the expressions:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

При этом ток через электроды котла и воду протекает только в области Rв (заштрихованной на фиг.2). Диаметр корпуса парогенератора (r2 на фиг.2) влияет только на период времени выполнения циклов подачи и испарения воды (операции А36 на фиг.3). Плоскости расположения электродов сдвинуты относительно друг друга под углом 120°, тем самым обеспечивается равномерное распределение токов через электроды, т.е. равномерное парообразование со всей поверхности воды.In this case, the current through the electrodes of the boiler and water flows only in the region R in (shaded in figure 2). The diameter of the steam generator casing (r 2 in FIG. 2) affects only the time period of the water supply and evaporation cycles (operation A 3 -A 6 in FIG. 3). The electrode planes are shifted relative to each other at an angle of 120 °, thereby ensuring uniform distribution of currents through the electrodes, i.e. uniform vaporization from the entire surface of the water.

Измерение тока, протекающего через электроды парогенератора с конкретными конструктивными параметрами, и использование его величины для управления насосом и электромагнитным клапаном подачи воды позволяет осуществлять саморегулирование уровня воды в парогенераторе и обходиться без каких-либо датчиков уровня, тем самым повышается надежность всей системы управления температурой в камере ошпаривания, увеличиваются сроки между ремонтно-профилактическими работами.Measurement of the current flowing through the electrodes of the steam generator with specific design parameters, and the use of its value to control the pump and the electromagnetic water supply valve, allows for self-regulation of the water level in the steam generator and dispense with any level sensors, thereby increasing the reliability of the entire temperature control system in the chamber scalding, increased time between repair and maintenance work.

Установление зависимости между конкретно задаваемой температурой пара в камере ошпаривания и протекающим током в электродах конкретного электрического парогенератора позволяет осуществлять управление температурой пара через заранее рассчитанные токовые уставки путем поддержания заданного уровня подаваемой в парогенератор воды, что расширяет функциональные возможности системы управления для различных применений электрического парогенератора, в частности для камер ошпаривания при производстве различных видов бараночно-сушечных изделий.Establishing the relationship between the specific steam temperature in the scalding chamber and the flowing current in the electrodes of a specific electric steam generator allows controlling the steam temperature through pre-calculated current settings by maintaining a given level of water supplied to the steam generator, which extends the functionality of the control system for various applications of the electric steam generator, in in particular for scalding chambers in the production of various types of sheep-dried products.

Данный способ реализован и внедрен на поточной линии производства бараночно-сушечных изделий на предприятии ООО «Воплощение» (г.Орел) для управления температурой пара в камере ошпаривания с размерами 2700*2000*2050 мм и электрическим электродным парогенератором цилиндрической формы диаметром 300 мм и высотой 700 мм с тремя электродами размерами 300*40*10 мм. В процессе эксплуатации в течение года не потребовалось ни одного профилактического ремонта, не было нарушения ни одного технологического регламента по вине данного комплекса, а погрешность температуры пара в камере ошпаривания не превышала 0,1 градуса по Цельсию от заданной.This method is implemented and implemented on a production line for the production of lamb and dried products at the enterprise Voploschenie LLC (Orel) to control the temperature of the steam in the scalding chamber with dimensions of 2700 * 2000 * 2050 mm and a cylindrical electric electrode steam generator with a diameter of 300 mm and a height 700 mm with three electrodes measuring 300 * 40 * 10 mm. During the operation during the year, not a single preventive repair was required, there was no violation of any technological regulations due to the fault of this complex, and the error in the temperature of the steam in the scalding chamber did not exceed 0.1 degrees Celsius from the set value.

Таким образом, в способе решены поставленные технические задачи, определены существенные отличия, что говорит о наличии критерия новизны и критерия патентоспособности изобретения.Thus, in the method the technical tasks are solved, significant differences are determined, which indicates the presence of the novelty criterion and the patentability criterion of the invention.

Claims (5)

1. Способ управления температурой паровоздушной смеси в камере ошпаривания при производстве бараночно-сушечных изделий, заключающийся в том, что в камеру ошпаривания с движущимися бараночно-сушечными изделиями подают паровоздушную смесь от электрического электродного парогенератора, измеряют температуру смеси в камере ошпаривания, определяют отклонение от заданной температуры и в зависимости от разности и знака разности температуры увеличивают или уменьшают подачу воды в парогенератор, отличающийся тем, что в качестве парогенератора используют электрический электродный парогенератор с установленными внутри него тремя электродами, на которые подают напряжение переменного трехфазного тока, при этом предварительно устанавливают зависимость между протекающим через электроды током и уровнем воды в парогенераторе, запоминают полученные значения тока в виде уставок и используют их для регулирования количества поступающей воды в парогенератор в процессе парообразования, причем выбор той или иной уставки в соответствующий момент времени осуществляют в зависимости от разности и знака разности между измеренной и заданной температурами паровоздушной смеси в камере ошпаривания.1. The method of controlling the temperature of the steam-air mixture in the scalding chamber in the production of the ram-dried products, which consists in the fact that the steam-air mixture from the electric electrode steam generator is fed into the scalding chamber with the moving ram-drying products, the temperature of the mixture in the scalding chamber is measured, and the deviation from the set value is determined temperature and depending on the difference and the sign of the temperature difference increase or decrease the water supply to the steam generator, characterized in that as the steam generator and they use an electric electrode steam generator with three electrodes installed inside it, to which an alternating three-phase current voltage is applied, the relationship between the current flowing through the electrodes and the water level in the steam generator is preliminarily established, the obtained current values are stored in the form of settings and used to control the amount of incoming water into the steam generator in the process of vaporization, and the choice of a particular setting at the appropriate time is carried out depending m difference and sign of the difference between the measured and preset temperatures of steam-air mixture in the scalding chamber. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зависимость между протекающим через электроды током и уровнем воды в парогенераторе определяют из выражения:
Figure 00000007

Figure 00000008
,
где U - значение напряжения переменного тока, подаваемого на электроды;
Rэ - электрическое сопротивление электродов;
L - расстояние между электродами парогенератора;
l - ширина электрода;
hн, hв - значения уровня воды соответственно у нижней и верхней границ уровня относительно нижних концов электродов;
ρо - удельное электрическое сопротивление воды;
Iн - значение тока через электроды для нижнего уровня воды в соответствующей уставке;
Iв - значение тока через электроды для верхнего уровня воды в соответствующей уставке.
2. The method according to claim 1, characterized in that the relationship between the current flowing through the electrodes and the water level in the steam generator is determined from the expression:
Figure 00000007

Figure 00000008
,
where U is the value of the AC voltage supplied to the electrodes;
R e - electrical resistance of the electrodes;
L is the distance between the electrodes of the steam generator;
l is the width of the electrode;
h n , h in - the values of the water level, respectively, at the lower and upper boundaries of the level relative to the lower ends of the electrodes;
ρ about - electrical resistivity of water;
I n - the value of the current through the electrodes for the lower water level in the corresponding setting;
I в - current value through electrodes for the upper water level in the corresponding setting.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулирование подачи воды в парогенератор осуществляют циклически включением электромагнитного клапана подачи воды и насоса при достижении измеряемой в электродах величины тока, заданного для нижнего уровня воды в соответствующей уставке, и выключением электромагнитного клапана подачи воды и насоса при достижении измеряемой в электродах величины тока, заданного для верхнего уровня воды в соответствующей уставке.3. The method according to claim 1, characterized in that the regulation of the water supply to the steam generator is carried out cyclically by turning on the electromagnetic valve of the water supply and the pump when the measured current in the electrodes reaches the current set for the lower water level in the appropriate setting, and turning off the electromagnetic valve of the water supply and pump when the measured current in the electrodes reaches the current set for the upper water level in the appropriate setting. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбор той или иной уставки с соответствующими токами для верхнего и нижнего уровней воды в процессе парообразования осуществляют в зависимости от величины и знака отклонения температуры в камере ошпаривания в соответствии с выражением:
Figure 00000009

где - Y(t) текущая уставка со своим верхним и нижним значениями тока;
Y(t)+ - новая уставка с более высокими верхним и нижним значениями тока;
Y(t)- - новая уставка с более низкими верхним и нижним значениями тока;
Тко, Тз, ΔT, ΔТз - соответственно измеренное значение температуры в камере ошпаривания, заданное значение температуры, разность между ними и заданное значение разности;
sign(ΔT) - знак разности между измеренным значением температуры паровоздушной смеси в камере ошпаривания и заданным значением.
4. The method according to claim 1, characterized in that the choice of one or another setting with the corresponding currents for the upper and lower water levels during vaporization is carried out depending on the magnitude and sign of the temperature deviation in the scalding chamber in accordance with the expression:
Figure 00000009

where - Y (t) current setting with its upper and lower current values;
Y (t) + - new setpoint with higher upper and lower current values;
Y (t) - - new setting with lower upper and lower current values;
T to , T z , ΔT, ΔT z - respectively, the measured temperature value in the scalding chamber, the set temperature value, the difference between them and the set difference value;
sign (ΔT) - sign of the difference between the measured value of the temperature of the vapor-air mixture in the scalding chamber and the set value.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электроды выполняют в виде прямоугольных пластин и располагают их в радиальных плоскостях относительно центральной оси корпуса парогенератора, при этом плоскости располагают под углом 120° относительно друг друга. 5. The method according to claim 1, characterized in that the electrodes are made in the form of rectangular plates and arrange them in radial planes relative to the central axis of the steam generator housing, while the planes are arranged at an angle of 120 ° relative to each other.
RU2010140757/06A 2010-10-05 2010-10-05 Temperature control method of steam-air mixture in scalding chamber at manufacture of round and ring-shaped cracknels RU2449215C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140757/06A RU2449215C1 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Temperature control method of steam-air mixture in scalding chamber at manufacture of round and ring-shaped cracknels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140757/06A RU2449215C1 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Temperature control method of steam-air mixture in scalding chamber at manufacture of round and ring-shaped cracknels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2449215C1 true RU2449215C1 (en) 2012-04-27

Family

ID=46297568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010140757/06A RU2449215C1 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Temperature control method of steam-air mixture in scalding chamber at manufacture of round and ring-shaped cracknels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2449215C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486405C1 (en) * 2009-03-24 2013-06-27 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device to control steam temperature for steam power plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140609C1 (en) * 1998-04-15 1999-10-27 Ларев Анатолий Валентинович Electric self-adjustable steam generator
RU33801U1 (en) * 2003-07-21 2003-11-10 Закрытое акционерное общество "Теплоавтоматика" Steam electrode boiler
RU2315232C2 (en) * 2006-02-03 2008-01-20 Алексей Анатольевич Кудрявцев Electrode steam generator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140609C1 (en) * 1998-04-15 1999-10-27 Ларев Анатолий Валентинович Electric self-adjustable steam generator
RU33801U1 (en) * 2003-07-21 2003-11-10 Закрытое акционерное общество "Теплоавтоматика" Steam electrode boiler
RU2315232C2 (en) * 2006-02-03 2008-01-20 Алексей Анатольевич Кудрявцев Electrode steam generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486405C1 (en) * 2009-03-24 2013-06-27 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device to control steam temperature for steam power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4056006B2 (en) Systems and methods for rapidly heating fluids
US8185250B2 (en) Power load control system for utility power system
CN108474587B (en) Boiler for heating and water heating and control method thereof
RU2449215C1 (en) Temperature control method of steam-air mixture in scalding chamber at manufacture of round and ring-shaped cracknels
CN101060803A (en) Device and method for heating a liquid
CN102147029B (en) Gas source control method of self-adaptive gas water heater
US11453586B2 (en) Method for controlling an ozone generating machine
EP2550483A1 (en) Method and device for controlling an atmospheric boiler with an air tight combustion chamber
US20130306620A1 (en) Heating system and methods for controlling the heaters of a heating system
CN109814636A (en) Advanced control method for production temperature of cross-linked cable based on predictive PI algorithm
US20140341552A1 (en) Beverage Dispenser with Improved Flow Control and Thermal Control
JP2011027273A (en) Heating cooker
CA2613910A1 (en) Forced-air heating system utilizing circulated pulsed electrolysis system medium and method of using same
EP2964809B1 (en) Method to control the functioning of a heating apparatus
CN203571695U (en) Conduction oil vapor generating device
JP2017044384A (en) High-temperature fluid generation device
KR101667036B1 (en) torque controlling device and methods for generator of small hydro power
CN103263215A (en) Vertical rice steaming machine capable of adjusting feeding amount and discharging amount automatically
CN104238411A (en) Intelligent device for optimal control over energy storage electric furnace and control method
WO2012144745A3 (en) Heating system having self-regulating heating element and manufacturing method for same
CN115670257B (en) Control method of steam cooking appliance
EP3333500B1 (en) Cell heating device
JP2018115557A5 (en)
RU2539567C1 (en) Power plant control method
RU148874U1 (en) ELECTRIC WATER BOILER CONTROL DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121006