Kandungan
Abstrak
I. Pengenalan kepada Teknologi Latar Belakang Unit Pemisahan Udara
Ii. Reka bentuk dan pemilihan gelung kawalan proses utama dan tambahan untuk pembolehubah menara penyulingan utama dalam unit pemisahan udara
Iii. Cara untuk mengelakkan kawalan besar kawalan proses dan pemilihan pemboleh ubah output kawalan proses
Iv. Langkah-langkah untuk mengelakkan penyesuaian proses kawalan yang terlalu banyak
V. Kesimpulan
Unit pemisahan udara mengamalkan titik pengesanan suhu berdasarkan prinsip penyulingan keseimbangan gas-cecair. Melalui fungsi yang sepadan dengan keseimbangan gas-cecair komponen bahan, ia secara tidak langsung mencerminkan trend perubahan komposisi bahan dan boleh secara langsung dan cepat bertindak balas terhadap proses sebenar. Pembolehubah kawalan proses ini secara langsung dan berkesan mencerminkan keadaan kerja penyulingan menara penyulingan, yang membantu mengoptimumkan keputusan pengesanan dan pelaksanaan gelung kawalan proses, dan merupakan kaedah kawalan automasi proses dengan nilai aplikasi yang luas. Makalah ini menganalisis skim kawalan lata untuk suhu menara penyulingan di unit pemisahan udara.
Kata kunci
Unit pemisahan udara; Prinsip keseimbangan gas-cecair; Kawalan Cascade
1. Pengenalan kepada Teknologi Latar Belakang Unit Pemisahan Udara
Unit pemisahan udara terutamanya menggunakan titik mendidih yang berbeza dari oksigen, nitrogen dan argon di udara untuk mencairkan udara, dan kemudian menjalankan penguapan separa dan pemeluwapan separa untuk memisahkan oksigen, nitrogen dan argon di udara. Kaedah ini dipanggil penyulingan kriogenik. Menara penyulingan utama bertanggungjawab untuk memisahkan oksigen dan nitrogen di udara, dan pada masa yang sama menghasilkan komponen bahan mentah untuk pengekstrakan argon. Bahan mentah akan diangkut ke sistem penyulingan argon untuk menghilangkan oksigen dan nitrogen. Pengekstrakan Argon juga menggunakan penyulingan kriogenik.
Sistem penyulingan adalah unit proses teras unit pemisahan udara, dan menara penyulingan adalah peralatan teras. Semasa proses kerja, perubahan kadar aliran udara pemprosesan dan struktur produk akan mempengaruhi proses penyulingan. Keadaan operasi menara penyulingan utama adalah faktor utama yang mempengaruhi penyulingan argon. Hanya dengan memastikan bahawa menara penyulingan utama berada dalam keadaan proses operasi yang terbaik dapat penyulingan sistem pengekstrakan argon dan operasi normal kondensor argon mentah dipastikan. Sekiranya kandungan nitrogen dalam komponen gas dari pecahan bahan mentah menara penyulingan argon melebihi nilai reka bentuk, pertukaran haba penebaran argon mentah atas kondensor akan menjadi tidak normal, mengakibatkan perubahan proses yang besar dalam kadar aliran yang diekstrak dari menara utama, yang tidak akan membuat penebangan Pemisahan nitrogen menara penyulingan utama jika keadaan kerja merosot, dan bahkan menyebabkan masalah produk oksigen dan nitrogen peranti tidak boleh dibekalkan ke luar, yang mempunyai kesan negatif terhadap pengeluaran stabil unit pemisahan udara. Menara penyulingan utama dan pengaruh menara penyulingan argon dan mempromosikan satu sama lain. Hanya dengan mengoptimumkan menara penyulingan utama, kadar pengekstrakan produk unit pemisahan udara mencapai keadaan yang ideal.
Kawalan automatik suhu sensitiviti menara penyulingan utama yang diterima pakai dalam artikel ini adalah untuk menstabilkan menara penyulingan utama pemisahan udara, dan untuk memperbaiki dan membangunkannya dalam teknologi untuk mencapai kawalan yang berkesan terhadap keadaan kerja penyulingan unit pemisahan udara. Sebagai bahan sumber sistem penyulingan argon, pecahan argon mentah akan menyebabkan turun naik proses yang serius, iaitu "nitrogen pasang" sekali komponen nitrogen melebihi standard. Hanya dengan mengendalikan penyulingan menara penyulingan utama yang berkesan dapat terjadinya keadaan kerja yang tidak normal "nitrogen plugging" dicegah.
Proses pelaksanaan khusus ialah: Tetapkan gelung kawalan lata proses melalui sistem kawalan automatik (DCS), tetapkan input gelung kawalan proses utama sebagai titik pengesanan suhu titik sensitif menara penyulingan utama, ambil aliran pengekstrakan nitrogen yang dibuang. Iaitu, berdasarkan output nitrogen cecair yang telah ditetapkan, aliran pengekstrakan nitrogen cecair adalah output melalui gelung kawalan proses utama, dan pengiraan pampasan dilakukan dengan aliran produk nitrogen cecair dalam julat tertentu, sehingga jumlah main -main yang cecair. Menara diubah, dengan itu menyedari kawalan tepat suhu sensitiviti menara penyulingan utama.
Unit teras unit pemisahan udara adalah sistem penyulingan. Titik sensitif menara penyulingan utama adalah kedudukan di mana kecerunan kepekatan paling banyak mengubah semua lapisan pembungkusan penyulingan menara penyulingan. Sepanjang ketinggian menara penyulingan, pada setiap penyulingan antara muka pemindahan massa gas-cecair, terdapat pengagihan kadar perubahan kecerunan kepekatan yang sepadan dengan ketinggian unit pemindahan jisim penyulingan, di mana kedudukan dengan perubahan kecerunan kepekatan terbesar adalah titik sensitif penyulingan. Data reka bentuk titik ini dikira dengan perisian simulasi proses, sepadan dengan titik maksimum sisihan antara kepekatan oksigen fasa cecair dan kepekatan oksigen fasa gas pada gambarajah fasa keseimbangan gas-cecair teoritis. Dari analisis dan prinsip teoritis, suhu titik sensitif adalah suhu menara pada gambarajah fasa keseimbangan gas-cecair penyulingan yang sepadan dengan titik maksimum perubahan kecerunan kepekatan.
Data suhu titik sensitif menara penyulingan utama yang dikesan oleh DCS dibandingkan dengan data teoritis yang direka. PID gelung kawalan proses utama (perbezaan integral berkadar) di dalam DCS digunakan untuk mengambil titik ini sebagai titik pengesanan gelung kawalan proses utama, dan dibandingkan dengan suhu reka bentuk titik sensitif dan melakukan operasi PID. Suhu reka bentuk yang diukur ialah -187.5 darjah. Gelung kawalan proses utama ditakrifkan sebagai TIC1717, dan output PID yang sepadan ialah kawalan aliran penyingkiran produk nitrogen menara atas. Berdasarkan nilai tertentu produk nitrogen cecair FIC1630 yang diekstrak dari menara atas, digabungkan dengan jumlah pampasan output kawalan PID TIC1717, nilai set FIC1630 dilancarkan dan diberi pampasan, dengan itu menyedari kawalan nisbah refluks penurut penyulingan utama. Melalui nisbah refluks, pemboleh ubah operasi proses utama, nisbah refluks dibuat selaras dengan reka bentuk, supaya keseimbangan gas-cecair dari penyulingan menara atas mendekati nilai reka bentuk, dan komposisi pecahan bahan mentah yang diperlukan untuk penyulingan argon yang diekstrak dari bahagian pelucutan menara atas dikawal dengan tepat. Sekiranya suhu titik sensitif menara atas TI1717 lebih rendah daripada suhu reka bentuk, output kawalan PID yang berterusan diselesaikan melalui gelung kawalan proses utama TIC1717 untuk mengawal aliran output produk nitrogen cecair FI1630, supaya nisbah refluks menara penyulingan utama adalah dalam jarak reka bentuk. Oleh kerana pecahan bahan mentah yang diperlukan untuk penyulingan argon berasal dari bahagian pelucutan menara atas, kawalan berkesan titik sensitif menara penyulingan utama dapat mengawal pengedaran kepekatan bahagian pelucutan menara penyulingan utama dalam julat reka bentuk, dan merealisasikan pengagihan kepekatan normal komponen nitrogen di bahagian pelindung.
Berdasarkan prinsip -prinsip kawalan proses di atas, pemilihan pembolehubah utama proses kawalan utama gelung kawalan utama menara penyulingan utama yang diperkenalkan di atas dapat diterima pakai semasa operasi proses pemisahan udara. Pemilihan suhu titik sensitif menara penyulingan utama adalah berdasarkan pengiraan simulasi proses dan teori keseimbangan gas-cecair. Titik dengan perubahan kecerunan tumpuan terbesar adalah data proses yang paling cepat dapat mencerminkan perubahan proses sebenar selepas beban proses dan keadaan kerja berubah. Titik sensitif proses yang dipilih untuk menara penyulingan utama berasal dari bahagian fasa gas bahagian pembungkusan penyulingan yang bersamaan dengan bahagian di mana udara cecair menguap wap air dari kondensor argon mentah ke menara penyulingan utama. Dengan menyelesaikan masalah kawalan proses yang disebabkan oleh lag proses tulen, kualiti kawalan dapat diperbaiki dengan berkesan.
Untuk meningkatkan kualiti kawalan gelung kawalan proses utama, data suhu yang dikesan oleh hujung pengesanan gelung kawalan TIC1717 perlu ditukar menjadi suhu termodinamik, dan faktor penguatan perlu ditetapkan untuk meningkatkan kepekaan data pengesanan, untuk mencapai kawalan proses yang tepat pada masanya dan berkesan.
Dari sambungan yang berkaitan dengan proses, kesan output nitrogen cecair menara utama menara pada nisbah refluks menara atas adalah cepat dan berkesan, dan perubahan data sensitiviti menara utama TI1717 adalah pemboleh ubah pengesanan yang paling langsung dan berkesan untuk perubahan nisbah refluks. Di samping itu, membetulkan dan mengimbangi output produk nitrogen cecair dalam julat tertentu adalah ukuran yang paling dikawal dan berkesan untuk operasi pengeluaran dan memastikan pengeluaran stabil unit utama. Output produk gas utama unit pemisahan udara adalah penunjuk utama untuk memastikan pelanggan berikutnya. Ia tidak boleh diselaraskan pada kehendak semasa pengeluaran. Dengan menyesuaikan jumlah produk nitrogen cecair dalam julat tertentu, ia bukan sahaja dapat memastikan keperluan pelanggan gas berikutnya, tetapi juga cara yang paling murah.
4. Langkah-langkah untuk mengelakkan kawalan proses lebihan penyesuaian
Program kawalan automatik sensitiviti menara menara utama adalah berdasarkan pampasan aliran produk output nitrogen cecair. Ia hanya mod kawalan pampasan automatik unit pemisahan udara di bawah gangguan proses. Ia tidak dapat melakukan kawalan proses apabila unit pemisahan udara mempunyai pelbagai perubahan beban. Oleh itu, apabila Program Kawalan Sensitiviti Sensitiviti Menara Penyulingan mengeluarkan mod pampasan pembetulan cascade output cecair, adalah perlu untuk mengadopsi julat had tertentu untuk output gelung kawalan utama TIC1717. Dengan pengaturcaraan modul had pelbagai output kawalan, dan menentukannya berdasarkan julat reka bentuk output nitrogen cecair produk pemisahan udara, had output kawalan tertentu dikekalkan untuk mengelakkan overshoot.
Berdasarkan data kapasiti reka bentuk produk nitrogen cecair, output gelung kawalan proses utama adalah terhad dalam perkadaran yang sepadan, yang dapat mengawal dan membetulkan sisihan proses apabila gangguan proses berlaku, merealisasikan penjejakan dan kawalan masa nyata pemboleh ubah proses penebaran utama. Dengan menggunakan kaedah pampasan pembetulan automatik output cecair, keadaan penyulingan unit pemisahan udara boleh dikawal secara automatik dalam keadaan proses yang optimum, dan pembolehubah kawalan proses utama yang dikira oleh reka bentuk digunakan sebagai nilai kawalan sasaran untuk mencapai keadaan kerja stabil penyulingan automatik.
Dalam mengawal instrumen dan meter automasi perindustrian, terus mengoptimumkan laluan kawalan dan meningkatkan ketepatan kawalan dapat membolehkan instrumen dan meter lebih baik memberi potensi mereka dan menyumbang lebih banyak untuk meningkatkan tahap automasi pengeluaran perindustrian. Dalam bidang pengeluaran perindustrian, sistem DCS menyediakan platform yang kuat untuk pelaksanaan pintar pelbagai proses pengeluaran. Sekiranya jurutera proses dan jurutera automasi bekerjasama rapat dengan pelbagai skim pengoptimuman baru, automasi penyulingan menara penyulingan dapat direalisasikan dengan berkesan. Penyelesaian kawalan cascade ini diperolehi daripada idea -idea jurutera proses kanan. Kakitangan teknikal perlu menganalisis keperluan kawalan proses secara sistematik, ketuk potensi peralatan, dan memastikan operasi peralatan yang stabil dan boleh dipercayai dalam persekitaran pengeluaran perindustrian yang kompleks dan berubah. Pada masa yang sama, melalui inovasi teknologi, instrumen automatik boleh memainkan peranan yang lebih penting dalam pengeluaran perindustrian masa depan dan memimpin perusahaan untuk masa depan yang lebih cemerlang.
