專利名稱：空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空分裝置，尤其涉及一種在均壓和切換過程中可使分子篩始終保持氣流穩(wěn)定的空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法。
背景技術(shù)：
空分裝置的空氣凈化系統(tǒng)通常采用兩個分子篩(A塔和B塔)過濾凈化空氣，一個分子篩在使用時，另外一個分子篩處于再生狀態(tài)。兩者交替運行，每個分子篩運行周期一般包括準(zhǔn)備卸壓，卸壓，準(zhǔn)備加熱，加熱，冷吹，準(zhǔn)備加壓，加壓，準(zhǔn)備切換，切換等九個步驟，兩個分子篩每天一般要相互切換三四次，而在實際使用過程中，分子篩從準(zhǔn)備加壓階段到切換階段，空氣流量總是產(chǎn)生比較大的波動，從而引起流量調(diào)節(jié)器自動跟蹤調(diào)節(jié)空壓機入口開度，空氣量也隨之出現(xiàn)較大波動，而氣流波動對于精餾塔溫度和液位均產(chǎn)生一定的影響， 不僅影響產(chǎn)品的純度和產(chǎn)量，操作不及時還會引起氮塞等嚴(yán)重問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是提供了一種可自動補償分子篩在均壓和切換過程中的流量，從而使分子篩內(nèi)的氣流始終保持平穩(wěn)流動的空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的分子篩在均壓和切換過程中氣流產(chǎn)生波動，不僅導(dǎo)致產(chǎn)品的純度和產(chǎn)量下降，而且極易引發(fā)安全事故等的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法，該方法包括如下步驟
1)在A、B塔的輸出端管道上設(shè)置出口流量計，出口流量計與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)又通過進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器與A、B塔輸入端對應(yīng)的空壓機排氣閥電連接、與A塔輸入閥Vl和A 塔輸出閥V3、B塔輸入閥V2和B塔輸出閥V4及A、B塔間的均壓閥V5電連接；
2)設(shè)定出口流量計測量值為F2，設(shè)定空壓機排氣流量值為F0，設(shè)定進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值為Fl，常態(tài)下F2= FO ；
3)設(shè)定A、B塔均壓補償值Δab,設(shè)定A塔切換補償值Δ a, B塔切換補償值Δ b ；
4)A、B塔均壓補償均壓開始時，控制系統(tǒng)控制均壓閥V5打開，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl增加Δ ab,空壓機排氣閥開度增加，空壓機的排氣流量值增加Δ ab，均壓結(jié)束時，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl減少Δ ab,空壓機排氣閥開度減小，空壓機的排氣流量值恢復(fù)至原排氣流量值F0，期間出口流量計測量值F2= FO ；
5 )A、B塔切換補償:
①當(dāng)A塔向B塔切換時，控制系統(tǒng)控制A塔輸入閥VI、輸出閥V3及均壓閥V5關(guān)閉，B 塔輸入閥V2、輸出閥V4打開，出口流量計測量值為F2= FO+ Δ a,進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器參考值Fl 保持不變，空壓機的排氣流量值FO保持不變；
②當(dāng)B塔向A塔切換時，控制系統(tǒng)控制B塔輸入閥V2、輸出閥V4及均壓閥V5關(guān)閉，A 塔輸入閥VI、輸出閥V3打開，出口流量計測量值為F2= FO+ Δ b，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器參考值Fl保持不變，空壓機的排氣流量值FO保持不變。通過控制系統(tǒng)自動調(diào)控兩分子篩的交替運行，運行過程中出口流量計即時檢測出口流量并將檢測信息傳送至進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器自動比對分析后輸出參考值F1，控制系統(tǒng)根據(jù)參考值Fl控制空壓機排氣閥開度，即空壓機的排氣流量值F0，因此在分子篩從準(zhǔn)備加壓階段到切換階段，即均壓開始時， 進(jìn)入分子篩的空氣由原來的只通過一個分子篩(A塔或B塔)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r進(jìn)入兩個分子篩，出口流量瞬間減少，因此需要增加一定的空氣量進(jìn)行補償才能保持出口流量保持衡定不變，使出口流量計測量值F2= F0，此時控制系統(tǒng)將進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl自動增加Δ ab，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器根據(jù)新的參考值Fl+ Δ ab調(diào)節(jié)并增加空壓機排氣閥開度，使空壓機的排氣流量增加為FO+ Δ ab,以200000Nm3/h的總空氣量為例，需要的均壓補償值Δ ab 約為3000Nm3/h，均壓結(jié)束后再通過控制系統(tǒng)調(diào)控進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值由Fl+ Δ ab恢復(fù)到開始的F1，空壓機的排氣流量由FO+ Δ ab恢復(fù)到開始的F0，由此使均壓過程中的出口流量保持衡定不變；分子篩切換時，由于空壓機排氣閥開度不變，因此在理論上出口流量應(yīng)該是基本恒定的，但由于兩個分子篩容器填充分子篩時存在阻力差異，分子篩出口管線的走向不同引起空氣管路壓降不同以及溫度變化等原因，使分子篩A，B切換后出口流量的顯示值不同，比如空壓機的排氣流量為200000Nm3/h，A切換到B時出口流量顯示為205000 Nm3/h，此時補償值A(chǔ)a=5000 Nm3/h，而B切換到A時出口流量顯示為195000 Nm3/h，此時補償值Δ b=-5000 Nm3/h，兩者之差大約為3_5%，其屬于系統(tǒng)測量誤差，因此需要對流量測量值分別進(jìn)行補償才能確保空壓機的排氣流量值FO維持不變，A切換到B時補償值為Δ a, B 切換到A時補償值為Δ b，即在切換開始，出口流量計測量值F2顯示為FO+ Δ a或FO+ Δ b 時，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器參考值Fl保持不變，因此空壓機的排氣流量值FO也保持不變。因此系統(tǒng)在均壓和切換過程中自動補償分子篩流量，從而使流經(jīng)分子篩的氣流始終保持衡定，系統(tǒng)安全可靠，成品氣的質(zhì)量及產(chǎn)量得到了保證。作為優(yōu)選，步驟4)中的均壓補償或步驟5)中的切換補償為線性補償。為避免補償引起設(shè)定值、測量值的突然變動，控制系統(tǒng)采用線性增加或減少，從而使參考值和測量值的變化相對平緩，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器能夠穩(wěn)定跟蹤調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行。作為優(yōu)選，步驟3)或步驟5)中的A塔切換補償值Δ a和B塔切換補償值Δ b采用中值算法
Δ a= F2a- (F2a+ F2b) /2 Δ b= F2b- (F2b+ F2a) /2
其中為A塔向B塔切換切時的出口流量計測量值，F(xiàn)2b為B塔向A塔切換切時的出口流量計測量值。補償?shù)幕鶞?zhǔn)點以兩個分子篩切換后顯示流量的平均值為基準(zhǔn)，這樣分子篩A流量需要減去一定流量，分子篩B需要加上一定流量，此種算法計算切換補償值，對于空壓機入口導(dǎo)葉的影響最小，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。因此，本發(fā)明的空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法具有下述優(yōu)點空分裝置通過控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl，再通過參考值Fl自動調(diào)節(jié)空壓機的排氣流量F0，從而可在均壓和切換過程中自動補償分子篩流量，確保分子篩出口流量衡定一致，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，保證了成品氣的質(zhì)量和產(chǎn)量。


圖1是本發(fā)明中空分裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實施例
如圖1所示，本發(fā)明的一種空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法，該方法包括如下步驟
1)在A、B塔的輸出端管道上設(shè)置一個出口流量計，出口流量計與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)又通過一個進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器與A、B塔輸入端對應(yīng)的空壓機排氣閥電連接、與A塔輸入閥Vl和A塔輸出閥V3、B塔輸入閥V2和B塔輸出閥V4及A、B塔間的均壓閥V5電連接；
2)設(shè)定出口流量計測量值為F2，設(shè)定空壓機排氣流量值為F0，設(shè)定進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值為 Fl=200000 Nm3/h，常態(tài)下 F2= F0=200000 Nm3/h ；
3)設(shè)定A、B塔均壓補償值Δab=3000Nm3/h,設(shè)定A塔切換補償值Δ a=5000 Nm3/h, B 塔切換補償值Δ b=-5000 Nm3/h，二者均為為線性補償；
4)A、B塔均壓補償均壓開始時，控制系統(tǒng)控制均壓閥V5打開，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl增加Δ ab (3000Nm3/h)，空壓機排氣閥開度增加，空壓機的排氣流量值增加Δ ab，均壓結(jié)束時，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl減少Δ ab，空壓機排氣閥開度減小，空壓機的排氣流量值恢復(fù)至原排氣流量值F0=200000 Nm3/h，期間出口流量計測量值F2= FO ；
5)A、B塔切換補償:
①當(dāng)A塔向B塔切換時，控制系統(tǒng)控制A塔輸入閥VI、輸出閥V3及均壓閥V5關(guān)閉，B 塔輸入閥V2、輸出閥V4打開，出口流量計測量值為F2= FO+ Δ a=205000 Nm3/h，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器參考值Fl=200000 Nm3/h保持不變，空壓機的排氣流量值F0=200000 Nm3/h保持不變；
②當(dāng)B塔向A塔切換時，控制系統(tǒng)控制B塔輸入閥V2、輸出閥V4及均壓閥V5關(guān)閉，A 塔輸入閥VI、輸出閥V3打開，出口流量計測量值為F2= F0+Ab=195000 Nm3/h，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器參考值Fl=200000 Nm3/h保持不變，空壓機的排氣流量值F0=200000 Nm3/h保持不變。其中B塔切換補償值Δ b采用中值算法Δ b= F2b- (F2b+ F2a) /2
其中切換補償值Δ a和Ab采用中值算法，即 Δ a= F2a- (F2a+ F2b) /2=205000- (205000+195000) /2=5000 Ab= F2b- (F2b+ F2a) /2=195000- (195000+205000) /2=-5000 (F2a為A塔向B塔切換切時的出口流量計測量值，F(xiàn)2b為B塔向A塔切換切時的出口流量計測量值)。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的構(gòu)思作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)在A、B塔的輸出端管道上設(shè)置出口流量計，出口流量計與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)又通過進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器與A、B塔輸入端對應(yīng)的空壓機排氣閥電連接、與A塔輸入閥Vl和A 塔輸出閥V3、B塔輸入閥V2和B塔輸出閥V4及A、B塔間的均壓閥V5電連接；2)設(shè)定出口流量計測量值為F2，設(shè)定空壓機排氣流量值為F0，設(shè)定進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值為Fl，常態(tài)下F2= FO ；3)設(shè)定A、B塔均壓補償值Δab,設(shè)定A塔切換補償值Δ a, B塔切換補償值Δ b ；4)A、B塔均壓補償均壓開始時，控制系統(tǒng)控制均壓閥V5打開，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl增加Δ ab,空壓機排氣閥開度增加，空壓機的排氣流量值增加Δ ab，均壓結(jié)束時，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值Fl減少Δ ab,空壓機排氣閥開度減小，空壓機的排氣流量值恢復(fù)至原排氣流量值F0，期間出口流量計測量值F2= FO ；5 )A、B塔切換補償:①當(dāng)A塔向B塔切換時，控制系統(tǒng)控制A塔輸入閥VI、輸出閥V3及均壓閥V5關(guān)閉，B 塔輸入閥V2、輸出閥V4打開，出口流量計測量值為F2= FO+ Δ a,進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器參考值Fl 保持不變，空壓機的排氣流量值FO保持不變；②當(dāng)B塔向A塔切換時，控制系統(tǒng)控制B塔輸入閥V2、輸出閥V4及均壓閥V5關(guān)閉，A 塔輸入閥VI、輸出閥V3打開，出口流量計測量值為F2= FO+ Δ b，進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器參考值Fl 保持不變，空壓機的排氣流量值FO保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法，其特征在于 步驟4)中的均壓補償或步驟5)中的切換補償為線性補償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法，其特征在于步驟3)或步驟5)中的A塔切換補償值Δ a和B塔切換補償值Δ b采用中值算法Δ a= F2a- (F2a+ F2b) /2Δ b= F2b- (F2b+ F2a) /2其中為A塔向B塔切換切時的出口流量計測量值，F(xiàn)2b為B塔向A塔切換切時的出口流量計測量值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空分裝置，提供了一種可自動補償分子篩在均壓和切換過程中的流量，從而使分子篩內(nèi)的氣流始終保持平穩(wěn)流動的空分裝置中分子篩流量無擾動補償控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的分子篩在均壓和切換過程中氣流產(chǎn)生波動，不僅導(dǎo)致產(chǎn)品的純度和產(chǎn)量下降，而且極易引發(fā)安全事故等技術(shù)問題，該方法是通過控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)和補償進(jìn)口流量調(diào)節(jié)器的參考值F1，再通過參考值F1自動調(diào)節(jié)和補償空壓機的排氣流量F0，從而使均壓和切換過程中使用權(quán)分子篩出口流量保持均衡一致。
文檔編號B01D53/047GK102430317SQ20111027186
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者葉逍榮, 左建雄, 曹林虹, 李景玉, 查文杰, 祝振華 申請人:林德工程(杭州)有限公司