Conținut
Abstract
I. Introducere în tehnologia de fundal a unității de separare a aerului
Ii. Proiectarea și selecția buclelor de control ale proceselor principale și auxiliare pentru variabilele turnului principal de distilare în unitatea de separare a aerului
Iii. Moduri de a preveni întârzierea mare a controlului procesului și selectarea variabilelor de ieșire a controlului procesului
Iv. Măsuri pentru prevenirea ajustării excesive a controlului procesului
V. Concluzie
Unitatea de separare a aerului adoptă puncte de detectare a temperaturii pe baza principiului echilibrului de distilare a gazului-lichid. Prin funcția care corespunde echilibrului gaz-lichid al componentelor materiale, acesta reflectă indirect tendința modificărilor de compoziție a materialului și poate răspunde direct și rapid la procesul real. Variabilele de control ale acestui proces pot reflecta în mod direct și eficient condițiile de lucru de distilare ale turnului de distilare, ceea ce este util pentru optimizarea rezultatelor de detectare și execuție a buclei de control al procesului și este o metodă de control al automatizării procesului cu o valoare largă a aplicației. Această lucrare analizează schema de control a cascadei pentru temperatura turnului de distilare în unitatea de separare a aerului.
Cuvinte cheie
Unitate de separare a aerului; Principiul echilibrului lichid; Controlul cascadei
1. Introducere în tehnologia de fundal a unității de separare a aerului
Unitatea de separare a aerului folosește în principal diferitele puncte de fierbere ale oxigenului, azotului și argonului în aer pentru a lichefia aerul, apoi efectuează mai multe evaporări parțiale și condensare parțiale pentru a separa oxigenul, azot și argon în aer. Această metodă se numește distilare criogenă. Principalul turn de distilare este responsabil pentru separarea oxigenului și azotului în aer și, în același timp, produce componente de materie primă pentru extragerea argonului. Materia primă va fi transportată la sistemul de distilare a argonului pentru a elimina oxigenul și azotul. Extracția argonului folosește, de asemenea, distilarea criogenică.
Sistemul de distilare este unitatea de proces de bază a unității de separare a aerului, iar turnul de distilare este echipamentul de bază. În timpul procesului de lucru, modificările în procesarea debitului de aer și structura produsului vor afecta procesul de distilare. Starea de funcționare a principalului turn de distilare este principalul factor care afectează distilarea argonului. Doar prin asigurarea faptului că principalul turn de distilare este în cea mai bună stare de proces de operare, poate fi asigurată distilarea sistemului de extracție argon și funcționarea normală a condensatorului de argon brut. If the nitrogen content in the gas component of the raw material fraction of the argon distillation tower exceeds the design value, the heat exchange of the crude argon tower top condenser will be abnormal, resulting in a large process change in the flow rate of the argon fraction extracted from the main distillation tower, which will not only make the argon extraction distillation tower unable to work normally, but also affect the oxygen and nitrogen separation of the main Turn de distilare Dacă condițiile de muncă se deteriorează și chiar provoacă problema că produsele de oxigen și azot ale dispozitivului nu pot fi furnizate în mod normal exteriorului, ceea ce are un impact negativ asupra producției stabile a unității de separare a aerului. Principalul turn de distilare și turnul de distilare argon influențează și se promovează reciproc. Doar prin optimizarea turnului principal de distilare, rata de extracție a produsului unității de separare a aerului poate ajunge la o stare ideală.
Controlul automat al principalelor temperaturi de sensibilitate a turnului de distilare adoptat în acest articol este de a stabiliza principalul turn de distilare a separarii aerului și de a -l îmbunătăți și de a -l dezvolta în tehnologie pentru a obține un control eficient al condițiilor de lucru de distilare a unității de separare a aerului. Ca material sursă al sistemului de distilare argon, fracția de argon brut va provoca fluctuații grave ale procesului, și anume „conectarea azotului” odată ce componenta de azot depășește standardul. Doar prin controlul eficient distilarea turnului principal de distilare, se poate preveni apariția unor condiții de muncă anormale de „conectare a azotului”.
Procesul specific de implementare este: Setați bucla de control a cascadei procesului prin sistemul de control automat (DCS), setați intrarea buclei de control a procesului principal ca punct de detectare a temperaturii din punctul sensibil al turnului principal de distilare, luați fluxul de extracție a azotului principal al turnului principal de distilare ca variabilă de control de control și utilizarea de flux de control al procesului de azot lichid. Adică, pe baza debitului de azot lichid predeterminat, fluxul de extracție a azotului lichid este debit prin principala buclă de control al procesului, iar calculul compensării se efectuează cu fluxul de produs de azot lichid stabilit într -un anumit interval, astfel încât suma finală de extracție a produsului de azot lichid are un efect de refluare a cantității de redirecționare a distilului principal, este modificat, de aici, controlul de reflux al turnului de precic al distracției principale, este modificat în acest turn de preccic, iar raportul de precic al unui control de precic al distracției principale, este modificat, de aici, controlul de reflux al controlului de presă al controlului principal al distilatului de distilare, a turnului de presă de precc Temperatura de sensibilitate a turnului principal de distilare.
Unitatea de bază a unității de separare a aerului este sistemul de distilare. Punctul sensibil al turnului principal de distilare este poziția în care gradientul de concentrare se schimbă cel mai mult pe toate straturile de ambalare de distilare ale turnului de distilare. De-a lungul înălțimii turnului de distilare, pe fiecare interfață de transfer de masă de gaz-lichid de distilare, există o distribuție a ratelor de schimbare a gradientului de concentrație corespunzătoare înălțimii unității de transfer de masă de distilare, unde poziția cu cea mai mare modificare a gradientului de concentrație este punctul sensibil la distilare. Datele de proiectare ale acestui punct sunt calculate prin software de simulare a procesului, corespunzând punctului maxim al abaterii dintre concentrația de oxigen în faza lichidă și concentrația de oxigen în faza gazoasă pe diagrama teoretică a fazei de echilibru-lichid. Din analiza și principiul teoretic, temperatura punctului sensibil este temperatura turnului pe diagrama de fază de echilibru de gaz-lichid de distilare corespunzătoare punctului maxim de modificare a gradientului de concentrație.
Datele temperaturii punctului sensibil al turnului principal de distilare detectat de DCS sunt comparate cu datele teoretice proiectate. Principala buclă de control al procesului PID (diferențial integral proporțional) în interiorul DCS este utilizat pentru a lua acest punct ca punct de detectare a buclei de control al procesului principal și este comparată cu temperatura de proiectare a punctului sensibil și efectuarea funcționării PID. Temperatura de proiectare măsurată este de -187,5 grade. Principala buclă de control a procesului este definită ca TIC1717, iar ieșirea PID corespunzătoare este controlul de debit al produsului de azot lichid superior al turnului. Pe baza valorii date a produsului de azot lichid FIC1630 extras din turnul superior, combinat cu cantitatea de compensare a producției de control PID a TIC1717, valoarea stabilită a FIC1630 este în cascadă și compensată, realizând astfel controlul raportului de reflux al turnului principal de distilare. Prin raportul de reflux, o variabilă cheie de funcționare a procesului, raportul de reflux este în concordanță cu proiectarea, astfel încât echilibrul gaz-lichid al distilației turnului superior se apropie de valoarea proiectării, iar compoziția fracției de materie primă necesară pentru distilarea argonului extrasă din secțiunea de decupare a turnului superior este controlată cu exactitate. Dacă temperatura punctului sensibil la turnul superior TI1717 este mai mică decât temperatura de proiectare, ieșirea continuă de control PID este finalizată prin intermediul buclei de control al procesului TIC1717 pentru a controla fluxul de ieșire a produsului de azot lichid FI1630, astfel încât raportul de reflux al principalului turn de distilare este menținut în intervalul de proiectare, iar controlul precis al TI1717 este realizat. Deoarece fracția de materie primă necesară pentru distilarea argonului provine din secțiunea de dezbrăcare a turnului superior, controlul efectiv al punctului sensibil al turnului de distilare principal poate controla distribuția de concentrație a secțiunii de stripping a turnului principal de distilare în intervalul de proiectare și să realizeze distribuția normală a concentrației de concentrație a componentelor de azot în secțiunea de stripping.
Pe baza principiilor de control al procesului de mai sus, selecția variabilă de control a procesului cheie a buclei principale de control al procesului din turnul principal de distilare introdus mai sus poate fi adoptată în timpul funcționării procesului de separare a aerului. Selectarea temperaturii punctului sensibil al turnului principal de distilare se bazează pe calculul simulării procesului și teoria echilibrului lichid. Ideea cu cea mai mare schimbare a gradientului de concentrare este datele procesului care pot reflecta cel mai rapid schimbările reale ale procesului după schimbarea încărcării procesului și a condițiilor de muncă. Punctul sensibil la proces selectat pentru turnul principal de distilare provine din secțiunea de fază gazoasă a secțiunii de ambalare a distilărilor corespunzătoare părții în care aerul lichid evaporează vaporii de apă de la condensatorul argon brut în principalul turn de distilare. Prin rezolvarea problemelor de control al procesului cauzate de decalajul de proces pur, calitatea controlului poate fi îmbunătățită eficient.
Pentru a îmbunătăți calitatea de control a buclei principale de control al procesului, datele de temperatură detectate de capătul de detectare a buclei de control TIC1717 trebuie transformate în temperatură termodinamică, iar factorul de amplificare trebuie să fie setat pentru a îmbunătăți sensibilitatea datelor de detectare, astfel încât să obțină un control eficient al procesului.
Din conexiunea legată de proces, impactul principalelor producții de azot lichid de turn de distilare asupra raportului de reflux al turnului superior este rapid și eficient, iar schimbarea datelor prin principala sensibilitate a turnului de distilare TI1717 este cea mai directă și eficientă variabilă de detectare pentru schimbarea raportului de reflux. În plus, corectarea și compensarea producției de produse cu azot lichid într -un anumit interval este cea mai controlabilă și eficientă măsură pentru operarea de producție și asigurarea producției stabile a unității principale. Produsul de produse cheie cu gaze ale unității de separare a aerului este un indicator cheie pentru a asigura clienții ulterior. Nu poate fi ajustat în voie în timpul producției. Prin ajustarea cantității de produse cu azot lichid într -un anumit interval, nu numai că poate asigura nevoile clienților de gaze ulterioare, ci și cel mai puțin costisitor.
4. Măsuri pentru prevenirea controlului controlului procesului
Principalul program de control automat de sensibilitate a turnului de distilare se bazează pe compensația fluxului de produs de ieșire de azot lichid. Este doar un mod de control automat al compensării unității de separare a aerului sub perturbarea procesului. Nu poate efectua controlul procesului atunci când unitatea de separare a aerului are o gamă largă de modificări de sarcină. Prin urmare, atunci când Programul de control automat al sensibilității turnului de distilare iese din modul de compensare a corectării cascadei de ieșire a azotului lichid, este necesar să se adopte un anumit interval limită pentru ieșirea principalelor bucle de control al procesului TIC1717. Prin programarea unui modul de limitare a intervalului de control și definirea acestuia pe baza intervalului de proiectare a producției de azot lichid al produsului de separare a aerului, o anumită limită de ieșire de control este menținută pentru a evita depășirea.
Pe baza datelor privind capacitatea de proiectare a produsului de azot lichid, producția principală a buclei de control a procesului este limitată într-o proporție corespunzătoare, care poate controla în timp util și poate corecta abaterea procesului atunci când are loc perturbarea procesului, să realizeze urmărirea în timp real și controlul principalului variabile de control al procesului de distilare a turnului de distilare și asigurarea variabilelor stabilei a produsului de gaz. Prin utilizarea metodei de compensare a corecției automate a producției de lichid, starea de distilare a unității de separare a aerului poate fi controlată automat în starea de proces optimă, iar variabilele cheie de control al procesului calculate de proiectare sunt utilizate ca valoare de control țintă pentru a atinge condiția stabilă de lucru a distilărilor automate.
În controlul instrumentelor și contoarelor de automatizare industrială, optimizarea continuă a căii de control și îmbunătățirea preciziei controlului poate permite instrumentelor și contoarelor să -și exercite mai bine potențialul și să contribuie mai mult la îmbunătățirea nivelului de automatizare a producției industriale. În domeniul producției industriale, sistemul DCS oferă o platformă puternică pentru implementarea inteligentă a diferitelor procese de producție. Dacă inginerii de proces și inginerii de automatizare lucrează îndeaproape pe diverse noi scheme de optimizare, automatizarea distilărilor turnului de distilare poate fi realizată în mod eficient. Această soluție de control a cascadei este derivată din ideile inginerilor de procese senior. Personalul tehnic trebuie să analizeze în mod sistematic cerințele de control al proceselor, să atingă potențialul echipamentului și să asigure funcționarea stabilă și fiabilă a echipamentelor în medii de producție industrială complexe și schimbătoare. În același timp, prin inovația tehnologică, instrumentele automate pot juca un rol mai important în viitoarele producții industriale și în întreprinderile de conducere la un viitor mai strălucitor.
