JPH0410361B2 - - Google Patents
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- JPH0410361B2 JPH0410361B2 JP21175384A JP21175384A JPH0410361B2 JP H0410361 B2 JPH0410361 B2 JP H0410361B2 JP 21175384 A JP21175384 A JP 21175384A JP 21175384 A JP21175384 A JP 21175384A JP H0410361 B2 JPH0410361 B2 JP H0410361B2
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- Japan
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- flow rate
- evaporator
- level
- concentration
- controller
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Links
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- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野>
本発明は多重効用缶を用いた濃縮制御装置にお
ける、加熱蒸気流量変更時における制御性の改善
に関する。
ける、加熱蒸気流量変更時における制御性の改善
に関する。
<従来技術>
第2図に示す多重効用缶の計装例により、従来
装置の構成並びに問題点につき説明する。1,
2,3はカスケードに接続された第1〜第3の蒸
発缶、101,201,301は夫々第1、第
2、第3蒸発缶の熱交換器、4は加熱蒸気Sを第
1蒸発缶1の熱交換機101に供給する管路、1
02は第1蒸発缶の蒸発蒸気V1を第2蒸発缶2
の熱交換器201に供給する管路、202は第2
蒸気缶2の蒸発蒸気V2を第3蒸発缶3の熱交換
器301に供給する管路、302は第3蒸発缶の
蒸発蒸気V3を凝縮機5に導くための管路である。
凝縮機5において501は真空ポンプへの接続管
路、502は大気へのブリード管路である。10
3,203,303は熱交換器101,201,
301のドレインである。
装置の構成並びに問題点につき説明する。1,
2,3はカスケードに接続された第1〜第3の蒸
発缶、101,201,301は夫々第1、第
2、第3蒸発缶の熱交換器、4は加熱蒸気Sを第
1蒸発缶1の熱交換機101に供給する管路、1
02は第1蒸発缶の蒸発蒸気V1を第2蒸発缶2
の熱交換器201に供給する管路、202は第2
蒸気缶2の蒸発蒸気V2を第3蒸発缶3の熱交換
器301に供給する管路、302は第3蒸発缶の
蒸発蒸気V3を凝縮機5に導くための管路である。
凝縮機5において501は真空ポンプへの接続管
路、502は大気へのブリード管路である。10
3,203,303は熱交換器101,201,
301のドレインである。
6は加熱蒸気Sの流量Fsを測定する流量セン
サ、7はこの流量を制御する制御弁、8は流量セ
ンサ6の出力esと加熱蒸気流量の設定値Ysとを受
けて制御弁7を操作する調節計である。
サ、7はこの流量を制御する制御弁、8は流量セ
ンサ6の出力esと加熱蒸気流量の設定値Ysとを受
けて制御弁7を操作する調節計である。
9は濃縮すべき供給液Bを第3蒸発缶3の缶内
に供給する管路、10はこの管路に挿入されたポ
ンプ、11は供給液流量F3を制御する制御弁、
12は蒸発缶3内の供給液BのレベルL3を測定
するレベルセンサ、13はレベルセンサの出力
el3と設定値Yl3を受けて制御弁11を操作して流
量F3を制御するレベル調節計である。14は蒸
発缶3内の供給液を蒸発缶2に移送するための管
路、15はこの管路に挿入されたポンプ、16は
蒸発缶2への供給液の流量F2を制御する制御弁、
17は蒸発缶2内の供給液BのレベルL2を測定
するレベルセンサ、18はレベルセンサの出力
el2と設定値Yl2を受けて制御弁16を操作して流
量F2を制御するレベル調節計である。19は蒸
発缶2内の供給液を蒸発缶1に移送するための管
路、20はこれを管路に挿入されたポンプ、21
は蒸発缶1への流体の流量F1を制御する制御弁、
22は蒸発缶1内の供給液BのレベルL1を測定
するレベルセンサ、23はレベルセンサの出力
el1と設定値Yl1を受けて制御弁21を操作して流
量F1を制御するレベル調節計である。
に供給する管路、10はこの管路に挿入されたポ
ンプ、11は供給液流量F3を制御する制御弁、
12は蒸発缶3内の供給液BのレベルL3を測定
するレベルセンサ、13はレベルセンサの出力
el3と設定値Yl3を受けて制御弁11を操作して流
量F3を制御するレベル調節計である。14は蒸
発缶3内の供給液を蒸発缶2に移送するための管
路、15はこの管路に挿入されたポンプ、16は
蒸発缶2への供給液の流量F2を制御する制御弁、
17は蒸発缶2内の供給液BのレベルL2を測定
するレベルセンサ、18はレベルセンサの出力
el2と設定値Yl2を受けて制御弁16を操作して流
量F2を制御するレベル調節計である。19は蒸
発缶2内の供給液を蒸発缶1に移送するための管
路、20はこれを管路に挿入されたポンプ、21
は蒸発缶1への流体の流量F1を制御する制御弁、
22は蒸発缶1内の供給液BのレベルL1を測定
するレベルセンサ、23はレベルセンサの出力
el1と設定値Yl1を受けて制御弁21を操作して流
量F1を制御するレベル調節計である。
24は濃縮された供給液B′を排出する排出管
路、25はこの管路に挿入されたポンプ、26は
排出供給液B′を流量F0を制御する制御弁、27
は蒸発缶1内の供給液の濃度D1を測定する濃度
センサ、28は濃度センサの出力edと設定値Yd
を受けて制御弁26を操作して排出流量F0を制
御する濃度調節計である。
路、25はこの管路に挿入されたポンプ、26は
排出供給液B′を流量F0を制御する制御弁、27
は蒸発缶1内の供給液の濃度D1を測定する濃度
センサ、28は濃度センサの出力edと設定値Yd
を受けて制御弁26を操作して排出流量F0を制
御する濃度調節計である。
29は濃縮機5への管路302に空気Aをブリ
ードするための管路、30はこの管路に挿入され
た制御弁、31は第3蒸発缶3内の圧力P3を測
定する圧力センサ、32は圧力センサの出力epと
設定値Ypを受けて制御弁30を操作してブリー
ド空気量を制御する圧力調節計である。
ードするための管路、30はこの管路に挿入され
た制御弁、31は第3蒸発缶3内の圧力P3を測
定する圧力センサ、32は圧力センサの出力epと
設定値Ypを受けて制御弁30を操作してブリー
ド空気量を制御する圧力調節計である。
T1、T2、T3は蒸発缶1,2,3内の温度、
P1、P2、P3は各蒸発缶内の圧力、L1、L2、L3は
各蒸発缶内の供給液レベル、D1、D2、D3は各蒸
発缶の供給液濃度である。
P1、P2、P3は各蒸発缶内の圧力、L1、L2、L3は
各蒸発缶内の供給液レベル、D1、D2、D3は各蒸
発缶の供給液濃度である。
このような構成において各蒸発缶の圧力はP1
>P2>P3の圧力勾配、温度はT1>T2>T3の温度
勾配、濃度はD1>D2>D3の濃度勾配を有する。
従つて濃縮すべき供給液Bの温度が低い場合は加
熱蒸気Sの流れとは逆に第3蒸発缶3側より供給
する、実施例のごとき逆流型の構成が用いられ
る。
>P2>P3の圧力勾配、温度はT1>T2>T3の温度
勾配、濃度はD1>D2>D3の濃度勾配を有する。
従つて濃縮すべき供給液Bの温度が低い場合は加
熱蒸気Sの流れとは逆に第3蒸発缶3側より供給
する、実施例のごとき逆流型の構成が用いられ
る。
排出供給液B′の濃度D1は排出蒸発缶1よりの
排出流量F0を制御することで設定値Ydに保持さ
れる。そして各蒸発缶のレベルL1、L2、L3はほ
ぼ一定レベルYl1、Yl2、Yl3を保つように各蒸発
缶への供給液流量F1、F2、F3が制御される。
排出流量F0を制御することで設定値Ydに保持さ
れる。そして各蒸発缶のレベルL1、L2、L3はほ
ぼ一定レベルYl1、Yl2、Yl3を保つように各蒸発
缶への供給液流量F1、F2、F3が制御される。
このような多重効用缶の運転では、各蒸発缶内
の液体のレベルを余り変動させることなく、各缶
内における濃縮濃度を一定に保つことが重要であ
る。第2図に示した制御ループ構成は、排出供給
液の流量の設定(加熱蒸気Sの流量Fsの設定値
Ys)が一定で、比較的小さな外乱(供給液濃度、
加熱蒸気圧、加熱蒸気流量)がある、定常状態で
の濃度制御とレベル制御を有効に維持できる様に
なつている。
の液体のレベルを余り変動させることなく、各缶
内における濃縮濃度を一定に保つことが重要であ
る。第2図に示した制御ループ構成は、排出供給
液の流量の設定(加熱蒸気Sの流量Fsの設定値
Ys)が一定で、比較的小さな外乱(供給液濃度、
加熱蒸気圧、加熱蒸気流量)がある、定常状態で
の濃度制御とレベル制御を有効に維持できる様に
なつている。
しかしながら排出供給液の流量を大幅に変える
時は良好な濃度制御、レベル制御が困難となる欠
点がある。即ち短時間にFsを大幅に増加すると
(排出供給液の変更は蒸気流量Fsを変更すること
により行なわれる)第1段蒸発缶の発熱量が増え
始める。缶のレベルを一定に保つためにレベル調
節計23は供給液流量F1を蒸発量の増加に見合
つた量のみ増加させるように働く。これによりレ
ベルは一定に保たれるが、缶内の濃度D1は上昇
する。これは缶に対する収支F0D1=F1D2からD1
=F1・D0/F0が成立ち、F1が増加するとD1も大
きくなることから明らかである。
時は良好な濃度制御、レベル制御が困難となる欠
点がある。即ち短時間にFsを大幅に増加すると
(排出供給液の変更は蒸気流量Fsを変更すること
により行なわれる)第1段蒸発缶の発熱量が増え
始める。缶のレベルを一定に保つためにレベル調
節計23は供給液流量F1を蒸発量の増加に見合
つた量のみ増加させるように働く。これによりレ
ベルは一定に保たれるが、缶内の濃度D1は上昇
する。これは缶に対する収支F0D1=F1D2からD1
=F1・D0/F0が成立ち、F1が増加するとD1も大
きくなることから明らかである。
そこで、濃度D1を下げるために濃度調節計2
8はF0を増加させる。F0を増加させれば缶内の
レベルが下がるので、そこでレベルを一定とする
ために再びF1が増加される。このようなプロセ
スを繰返し、D1、F0、F1は定常値に落着くまで
変動し、この変動が第2、第3の蒸発缶のレベル
変動に波及し、同時に各蒸発缶内の濃度D2、D3
も大幅に変動し、これらが新しい定常値に落着く
までには長時間を要する。
8はF0を増加させる。F0を増加させれば缶内の
レベルが下がるので、そこでレベルを一定とする
ために再びF1が増加される。このようなプロセ
スを繰返し、D1、F0、F1は定常値に落着くまで
変動し、この変動が第2、第3の蒸発缶のレベル
変動に波及し、同時に各蒸発缶内の濃度D2、D3
も大幅に変動し、これらが新しい定常値に落着く
までには長時間を要する。
<発明の解決しようとする問題点>
本発明は上記の欠点を解消すべく、短時間に排
出供給液の流量変更を実施しても、各蒸発缶にお
ける液体のレベルと濃度が大きく変動せず、短時
間で整定させることができる制御装置を実現する
ことを目的とする。
出供給液の流量変更を実施しても、各蒸発缶にお
ける液体のレベルと濃度が大きく変動せず、短時
間で整定させることができる制御装置を実現する
ことを目的とする。
<問題点を解決するための手段>
本発明の構成上の特徴は、複数の蒸発缶を順次
連結して一つの蒸発缶で発生した蒸気を次の蒸発
缶の加熱に利用して供給液を順次濃縮する多重効
用缶の制御装置において、第1蒸発缶に供給され
る加熱蒸気流量の測定値と設定値に基づき上記加
熱蒸気流量を調節する蒸気流量調節計と、濃縮さ
れた上記供給液を排出する排出蒸気缶の排出流量
をこの蒸発缶内の供給液の濃度測定値と設定値に
基づいて調節する濃度調節計と、少く共上記排出
蒸気缶内の上記供給液のレベル測定値と設定値に
基づき上記供給液の供給流量を調節するレベル調
節計と、上記加熱蒸気流量に関連した操作量を上
記濃度調節計及び上記レベル調節計の操作出力に
加算するフイードフオワード手段とを具備せしめ
た点にある。
連結して一つの蒸発缶で発生した蒸気を次の蒸発
缶の加熱に利用して供給液を順次濃縮する多重効
用缶の制御装置において、第1蒸発缶に供給され
る加熱蒸気流量の測定値と設定値に基づき上記加
熱蒸気流量を調節する蒸気流量調節計と、濃縮さ
れた上記供給液を排出する排出蒸気缶の排出流量
をこの蒸発缶内の供給液の濃度測定値と設定値に
基づいて調節する濃度調節計と、少く共上記排出
蒸気缶内の上記供給液のレベル測定値と設定値に
基づき上記供給液の供給流量を調節するレベル調
節計と、上記加熱蒸気流量に関連した操作量を上
記濃度調節計及び上記レベル調節計の操作出力に
加算するフイードフオワード手段とを具備せしめ
た点にある。
<作用>
加熱蒸気流量に関連した操作量を濃度調節計及
びレベル調節計の操作出力に加算するフイードフ
オワード制御ループにより、加熱蒸気流量の設定
を大幅に変更した場合に、排出流量F0及び供給
流量F1を、濃度調節計出力及びレベル調節計出
力が増加する前に増加させることが出来、各蒸発
缶のレベル変動、濃度変動を最小に抑えることが
できる。
びレベル調節計の操作出力に加算するフイードフ
オワード制御ループにより、加熱蒸気流量の設定
を大幅に変更した場合に、排出流量F0及び供給
流量F1を、濃度調節計出力及びレベル調節計出
力が増加する前に増加させることが出来、各蒸発
缶のレベル変動、濃度変動を最小に抑えることが
できる。
<実施例>
第1図により本発明装置の一実施例につき説明
する。第2図と同一要素には同一符号を付して説
明を省略する。点線のブロツクCが本発明装置の
特徴部分であるフイードフオワード制御ループで
ある。31乃至34は加熱蒸気Sの流量Fsの測定
信号esを入力とするフイードフオワード演算回路
であり、加熱蒸気流量の増分に比例して制御弁2
1,16,13,26をフイードフオワード操作
する。演算回路31,32,33,34の出力
ef1、ef2、ef3、ef4は一般に次のような関数で表わ
される。
する。第2図と同一要素には同一符号を付して説
明を省略する。点線のブロツクCが本発明装置の
特徴部分であるフイードフオワード制御ループで
ある。31乃至34は加熱蒸気Sの流量Fsの測定
信号esを入力とするフイードフオワード演算回路
であり、加熱蒸気流量の増分に比例して制御弁2
1,16,13,26をフイードフオワード操作
する。演算回路31,32,33,34の出力
ef1、ef2、ef3、ef4は一般に次のような関数で表わ
される。
ef1=fi(Fs)=Ki(Fs−Fnio) (1)
ここでFnioは加熱蒸気の最低流量、i=1〜4
である。
である。
Kiの設定方法は次のようにする。まず供給液の
各蒸発缶への流量F1、F2、F3及び排出流量F0が
制御弁21,16,11及び26の開度θ1、θ2、
θ3及びθ0に比例すると仮定する。以下K1の設定方
法のみについて述べるが、K2〜K4も同様な手法
で設定できる。
各蒸発缶への流量F1、F2、F3及び排出流量F0が
制御弁21,16,11及び26の開度θ1、θ2、
θ3及びθ0に比例すると仮定する。以下K1の設定方
法のみについて述べるが、K2〜K4も同様な手法
で設定できる。
加熱蒸気流量Fsが最小、最大時のθ1の開度を
θ1nio、θ1nax、加熱蒸気流量の最大値をFsnaxとす
るとき、 K1=(θ1nax−θ1nio) /(Fsnax−Fsnio) (2) となる。
θ1nio、θ1nax、加熱蒸気流量の最大値をFsnaxとす
るとき、 K1=(θ1nax−θ1nio) /(Fsnax−Fsnio) (2) となる。
次に本発明におけるフイードフオワード制御ル
ープによる動作について説明する。
ープによる動作について説明する。
まず、フイードフオワード制御ループが無い場
合は、設定値Ysの変更によるFsの変更後制御弁
21,16,11,26が定常値に落着くまでの
間は、各蒸発缶内の濃度の変動、レベルの変動は
前述したように大きい。
合は、設定値Ysの変更によるFsの変更後制御弁
21,16,11,26が定常値に落着くまでの
間は、各蒸発缶内の濃度の変動、レベルの変動は
前述したように大きい。
こうした場合に濃度D1とレベルL1の変動を抑
えるためには、蒸発缶1において、蒸発蒸気量を
V1としたとき、 F0・D1=F1・D2 (3) F1−F0−V1=0 (4) が成立つように、F0、F1を予め操作すればよい。
蒸発缶2,3においても同様である。F0、F1の
フイードフオワードによる操作量を(2)式としてお
けば、近似的に(3)、(4)式が成り立ち、濃度変動と
レベル変動を最小限に抑えることが可能となる。
えるためには、蒸発缶1において、蒸発蒸気量を
V1としたとき、 F0・D1=F1・D2 (3) F1−F0−V1=0 (4) が成立つように、F0、F1を予め操作すればよい。
蒸発缶2,3においても同様である。F0、F1の
フイードフオワードによる操作量を(2)式としてお
けば、近似的に(3)、(4)式が成り立ち、濃度変動と
レベル変動を最小限に抑えることが可能となる。
以上説明した上記実施例では3重効用缶に本発
明を適用した例であるが、3重には限定されず、
任意の多重缶構成に適用することができる。又供
給液の温度が高い場合は第1段の蒸発缶側から供
給する順流型でも同様なフイードフオワード制御
を適用することができる。
明を適用した例であるが、3重には限定されず、
任意の多重缶構成に適用することができる。又供
給液の温度が高い場合は第1段の蒸発缶側から供
給する順流型でも同様なフイードフオワード制御
を適用することができる。
フイードフオワード制御の演算は比例演算の例
を示したが、動特性の補償を考慮して1次進み遅
れ要素(TDs+1/Ts+1)を追加し、 fi(Fs)=TDs+1/Ts+1・Ki(Fs−Fsnio) (5) とすることも考えられる。ここで1次進み遅れ要
素の係数は制御系の試運転により最適値を決定す
ればよい。
を示したが、動特性の補償を考慮して1次進み遅
れ要素(TDs+1/Ts+1)を追加し、 fi(Fs)=TDs+1/Ts+1・Ki(Fs−Fsnio) (5) とすることも考えられる。ここで1次進み遅れ要
素の係数は制御系の試運転により最適値を決定す
ればよい。
フイードフオワード制御の対象は上記実施例で
は制御弁21,16,11,26への操作量とし
たが、供給液を排出する蒸発缶1のレベル制御及
び濃度制御を行なう制御弁21及び26に限定し
ても効果がある。
は制御弁21,16,11,26への操作量とし
たが、供給液を排出する蒸発缶1のレベル制御及
び濃度制御を行なう制御弁21及び26に限定し
ても効果がある。
<効果>
以上説明したように、本発明によれば次のよう
な効果が期待できる。
な効果が期待できる。
(1) 濃縮すべき供給液の排出流量を短時間に大幅
に変更した場合に、各蒸発缶内の供給液のレベ
ル及び濃度を大きく変動させることなく、短時
間で整定させることができる。
に変更した場合に、各蒸発缶内の供給液のレベ
ル及び濃度を大きく変動させることなく、短時
間で整定させることができる。
(2) 加熱蒸気流量の設定値を変えない定常状態の
運転では、従来の制御系と同一構成であり、従
来装置の制御性は失なわれない。
運転では、従来の制御系と同一構成であり、従
来装置の制御性は失なわれない。
(3) 従来例の制御系では加熱蒸気量の変更時には
濃度制御とレベル制御の干渉が大きく、両者共
に良い制御を行なうことは困難であるが、本発
明のごときフイードフオワード制御を追加する
ことにより、両者の干渉が小さくなり、両者共
に良い制御性を期待することができる。
濃度制御とレベル制御の干渉が大きく、両者共
に良い制御を行なうことは困難であるが、本発
明のごときフイードフオワード制御を追加する
ことにより、両者の干渉が小さくなり、両者共
に良い制御性を期待することができる。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
図は従来装置の一例を示す構成図である。 1,2,3……蒸発缶、4……加熱蒸気供給管
路、6……加熱蒸気流量センサ、7,11,1
6,21,26,30……制御弁、8,13,1
8,23,28……調節計、12,17,22…
…レベルセンサ、21……濃度センサ、32……
圧力センサ、S……加熱蒸気、B……供給液、
B′……排出液。
図は従来装置の一例を示す構成図である。 1,2,3……蒸発缶、4……加熱蒸気供給管
路、6……加熱蒸気流量センサ、7,11,1
6,21,26,30……制御弁、8,13,1
8,23,28……調節計、12,17,22…
…レベルセンサ、21……濃度センサ、32……
圧力センサ、S……加熱蒸気、B……供給液、
B′……排出液。
Claims (1)
- 1 複数の蒸発缶を順次連結して一つの蒸気缶で
発生した蒸気を次の蒸発缶の加熱に利用して供給
液を順次濃縮する多重効用缶の制御装置におい
て、第1蒸発缶に供給される加熱蒸気流量の測定
値と設定値に基づき上記加熱蒸気流量を調節する
蒸気流量調節計と、濃縮された上記供給液を排出
する排出蒸発缶の排出流量をこの蒸発缶内の供給
液の濃度測定値と設定値に基づいて調節する濃度
調節計と、少く共上記排出蒸発缶内の上記供給液
のレベル測定値と設定値に基づき上記供給液の供
給流量を調節するレベル調節計と、上記加熱蒸気
流量に関連した操作量を上記濃度調節計及び上記
レベル調節計の操作出力に加算するフイードフオ
ワード手段とよりなる多重効用缶制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21175384A JPS6190701A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 多重効用缶制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21175384A JPS6190701A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 多重効用缶制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6190701A JPS6190701A (ja) | 1986-05-08 |
| JPH0410361B2 true JPH0410361B2 (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=16611009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21175384A Granted JPS6190701A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 多重効用缶制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6190701A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4863781B2 (ja) * | 2006-06-16 | 2012-01-25 | 三浦工業株式会社 | 多重効用造水装置 |
| JP6895170B2 (ja) * | 2016-10-05 | 2021-06-30 | 株式会社ミヤワキ | フィードフォワード制御型給湯システムおよび給湯方法 |
| WO2019236438A1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | Breakthrough Technologies, LLC | Waste water management |
-
1984
- 1984-10-09 JP JP21175384A patent/JPS6190701A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6190701A (ja) | 1986-05-08 |
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