Inhoud
Abstract
I. Inleiding tot achtergrondtechnologie van luchtscheidingseenheid
II. Ontwerp en selectie van hoofd- en hulpprocesbesturingslussen voor variabelen van de hoofddistillatietoren in luchtscheidingseenheid
Iii. Manieren om een grote vertraging van procescontrole en selectie van procesbesturingsuitvoervariabelen te voorkomen
IV. Maatregelen om overaanpassing van de procescontrole te voorkomen
V. Conclusie
De luchtscheidingseenheid hanteert temperatuurdetectiepunten op basis van het principe van destillatiegas-vloeistofevenwicht. Door de functie die overeenkomt met het gas-vloeistofevenwicht van de materiaalcomponenten, weerspiegelt het indirect de trend van veranderingen in materiaalsamenstelling en kan het direct en snel reageren op het werkelijke proces. De besturingsvariabelen van dit proces kunnen direct en effectief de destillatiewerkomstandigheden van de destillatietoren weerspiegelen, wat nuttig is om de detectie- en uitvoeringsresultaten van de procescontrolelus te optimaliseren en is een procesautomatiseringsmethode met brede applicatiewaarde. Dit artikel analyseert het cascade -regelsschema voor de temperatuur van de destillatietoren in de luchtscheidingseenheid.
Trefwoorden
Luchtscheidingseenheid; Gas-vloeistof balansprincipe; Cascaderegeling
1. Inleiding tot de achtergrondtechnologie van luchtscheidingseenheid
De luchtscheidingseenheid gebruikt voornamelijk de verschillende kookpunten van zuurstof, stikstof en argon in de lucht om de lucht vloeibaar te maken en voert vervolgens meerdere gedeeltelijke verdampingen en gedeeltelijke condensaties uit om zuurstof, stikstof en argon in de lucht te scheiden. Deze methode wordt cryogene destillatie genoemd. De belangrijkste destillatietoren is verantwoordelijk voor het scheiden van zuurstof en stikstof in de lucht en produceert tegelijkertijd grondstofcomponenten voor argon -extractie. De grondstof wordt naar het argon -destillatiesysteem getransporteerd om zuurstof en stikstof te verwijderen. Argon -extractie maakt ook gebruik van cryogene destillatie.
Het destillatiesysteem is de kernproceseenheid van de luchtscheidingseenheid en de destillatietoren is de kernapparatuur. Tijdens het werkproces zullen veranderingen in de verwerkingsluchtstroomsnelheid en de productstructuur het destillatieproces beïnvloeden. De bedrijfstoestand van de belangrijkste destillatietoren is de belangrijkste factor die de argon -destillatie beïnvloedt. Alleen door ervoor te zorgen dat de belangrijkste destillatietoren zich in de beste werkprocesstatus bevindt, kan de destillatie van het argon -extractiesysteem en de normale werking van de ruwe argoncondensor worden gewaarborgd. Als het stikstofgehalte in de gascomponent van de grondstoffractie van de Argon -destillatietoren de ontwerpwaarde overschrijdt, zal de warmteverwisseling van de ruwe Argon Tower Top condensor abnormaal zijn, wat resulteert in een grote procesverandering in de stroomsnelheid van het argon -fractie Extraheer van de argonische toren die niet alleen de oxygene beïnvloedt, maar ook de oxygene van de oxygene, maar ook de argonische toren die de oxygene van de oxyen heeft, maar ook de oxygene van de argonie van de argonie, maar ook de oxygene van de oxygene, maar ook de oxygene van de oxygene, maar ook Scheiding van de belangrijkste destillatietoren Als de werkomstandigheden verslechteren en zelfs het probleem veroorzaken dat de zuurstof- en stikstofproducten van het apparaat niet normaal aan de buitenkant kunnen worden geleverd, wat een negatieve invloed heeft op de stabiele productie van de luchtscheidingseenheid. De belangrijkste destillatietoren en de argon destillatietoren beïnvloeden en promoten elkaar. Alleen door de belangrijkste destillatietoren te optimaliseren, kan de productextractiesnelheid van de luchtscheidingseenheid een ideale toestand bereiken.
De automatische regeling van de belangrijkste gevoeligheidstemperatuur van de destillatietoren die in dit artikel worden aangenomen, is het stabiliseren van de belangrijkste destillatietoren van de luchtscheiding en het verbeteren en ontwikkelen in technologie om effectieve controle van de destillatiewerkomstandigheden van de luchtscheidingseenheid te bereiken. Als het bronmateriaal van het argon -destillatiesysteem zal de ruwe argonfractie ernstige processchommelingen veroorzaken, namelijk "stikstofplugging" zodra de stikstofcomponent de standaard overschrijdt. Alleen door de destillatie van de belangrijkste destillatietoren effectief te regelen, kan het optreden van abnormale werkomstandigheden van "stikstofplugging" worden voorkomen.
Het specifieke implementatieproces is: Stel de procescascade -bedieningslus in via het Automatic Control System (DCS), stel de invoer van de hoofdprocesregelingslus in als het temperatuurdetectiepunt van het gevoelige punt van de belangrijkste destillatietoren, neem de vloeibare stikstofextractiestroom van de hoofddistillatievariabele als de controle -outputvariabele, en gebruik de vloeibare stikstofstroomstroomcompensatie van de controle van de audiecompensatie. Dat wil zeggen, op basis van de vooraf bepaalde vloeistofstikstofuitgang, wordt de vloeistofstikstofextractie -stroom uitgeschakeld door de hoofdprocescontrolelus, en de compensatieberekening wordt uitgevoerd met de ingestelde vloeistofstikstofproductstroom binnen een bepaald bereik, zodat de uiteindelijke vloeistofstikstofproducttoevoer de belangrijkste distillatie -controle is van de precieze controle -controle van de precieze -controle van de precieze controle -controle van de precieze controle, de precieze controle -controle van de precieze controle, de precieze controle van de precieze controle van de precieze controle, de precieze controle van de precieze -controle -controle. van de gevoeligheidstemperatuur van de belangrijkste destillatietoren.
De kerneenheid van de luchtscheidingseenheid is het destillatiesysteem. Het gevoelige punt van de belangrijkste destillatietoren is de positie waar de concentratiegradiënt het meest verandert op alle destillatiepakkinglagen van de destillatietoren. Langs de hoogte van de destillatietoren, op elke destillatiegas-vloeistof massaoverdrachtinterface, is er een verdeling van concentratiegradiëntveranderingssnelheden die overeenkomen met de hoogte van de destillatiemassa-overdrachtseenheid, waarbij de positie met de grootste concentratiegradiëntverandering het distillatiegevoelige punt is. De ontwerpgegevens van dit punt worden berekend door processimulatiesoftware, overeenkomend met het maximale punt van de afwijking tussen de zuurstofconcentratie van de vloeistoffase en de zuurstofconcentratie van de gasfase op het theoretische gas-vloeistofevenwichtsfasediagram. Uit de theoretische analyse en principe is de gevoelige punttemperatuur de torentemperatuur op het destillatiegas-vloeistof-evenwichtsfasediagram die overeenkomt met het maximale punt van concentratiegradiëntverandering.
De gegevens van de gevoelige punttemperatuur van de hoofddestillatietoren gedetecteerd door DCS worden vergeleken met de ontworpen theoretische gegevens. De hoofdprocesbesturingslus PID (proportioneel integraal differentieel) in de DCS wordt gebruikt om dit punt te nemen als het detectiepunt van de hoofdprocesregelingslus, en vergeleken met de gevoelige puntontwerptemperatuur en PID -werking uitvoeren. De gemeten ontwerptemperatuur is -187,5 graden. De hoofdprocesbesturingslus wordt gedefinieerd als TIC1717 en de overeenkomstige PID -uitgang is de stroomverwijdering van de bovenste toren vloeistofstikstofproductstroomregeling. Op basis van de gegeven waarde van het vloeibare stikstofproduct FIC1630 geëxtraheerd uit de bovenste toren, gecombineerd met de compensatiehoeveelheid van de PID -besturingsuitgang van TIC1717, is de ingestelde waarde van FIC1630 gecascadeerd en gecompenseerd, waardoor de controle van de refluxverhouding van de hoofddistillatietower wordt gerealiseerd. Via de refluxverhouding, een belangrijke variabele procesbewerking, wordt de refluxverhouding consistent gemaakt met het ontwerp, zodat de gas-vloeistofbalans van de bovenste torendestillatie de ontwerpwaarde benadert en de samenstelling van de grondstoffractie die nodig is voor de argon-distillatie geëxtraheerd uit de bovenste toren strippende sectie wordt nauwkeurig gecontroleerd. Als de bovenste torengevoelige punttemperatuur TI1717 lager is dan de ontwerptemperatuur, wordt de continue PID -regelinguitgang voltooid via de TIC1717 Hoofdprocesregelingslus om de vloeistofstikstofproductuitgangsstroom FI1630 te regelen, zodat de refluxverhouding van de belangrijkste distillatietoren wordt gehouden binnen het ontwerpbereik en de precieze controle van TI1717 is gerealiseerd. Aangezien de grondstoffractie die nodig is voor argon -destillatie afkomstig is van het strippende gedeelte van de bovenste toren, kan de effectieve controle van het gevoelige punt van de belangrijkste destillatietoren de concentratieverdeling van het strippende gedeelte van de hoofddistillatietoren binnen het ontwerpbereik regelen en de normale concentratieverdeling van stikstofcomponenten in de strippende sectie realiseren.
Op basis van de bovenstaande procesbesturingsprincipes kan de belangrijkste selectie van de variabele procescontrole van de hoofdprocesbesturingslus van de hierboven geïntroduceerde hoofddistillatietoren worden aangenomen tijdens de werking van het luchtscheidingsproces. De selectie van de gevoelige punttemperatuur van de belangrijkste destillatietoren is gebaseerd op processimulatieberekening en gas-vloeistofevenwichtstheorie. Het punt met de grootste verandering van concentratiegradiënt zijn de procesgegevens die het meest snel de reële proceswijzigingen kunnen weerspiegelen nadat de procesbelasting en de werkomstandigheden veranderen. Het procesgevoelige punt dat wordt geselecteerd voor de hoofddestillatietoren komt van het gasfasedectie van de sectie Distillatiepakking die overeenkomt met het onderdeel waar de vloeibare lucht waterdamp verdampt van de ruwe argoncondensor in de hoofddistillatietoren. Door de procescontroleproblemen op te lossen die worden veroorzaakt door pure procesvertraging, kan de besturingskwaliteit effectief worden verbeterd.
Om de besturingskwaliteit van de hoofdprocescontrolelus te verbeteren, moeten de temperatuurgegevens die worden gedetecteerd door het detectie -uiteinde van de TIC1717 -besturingslus worden omgezet in thermodynamische temperatuur, en de versterkingsfactor moet worden ingesteld om de gevoeligheid van de detectiegegevens te verbeteren, om tijdig en effectieve procescontrole te bereiken.
Uit de procesgerelateerde verbinding is de impact van de belangrijkste distillatietoren vloeibare stikstofproductie op de bovenste torenrefluxverhouding snel en effectief, en de gegevensverandering van de belangrijkste destillatietorengevoeligheid TI1717 is de meest directe en effectieve detectievariabele voor de verandering van refluxverhouding. Bovendien is het corrigeren en compenseren van de output van vloeibare stikstofproducten binnen een bepaald bereik de meest controleerbare en effectieve maatregel voor productie -werking en zorgt voor een stabiele productie van de hoofdeenheid. De output van belangrijke gasproducten van de luchtscheidingseenheid is een belangrijke indicator om latere klanten te garanderen. Het kan niet naar believen worden aangepast tijdens de productie. Door de hoeveelheid vloeibare stikstofproducten binnen een bepaald bereik aan te passen, kan het niet alleen zorgen voor de behoeften van daaropvolgende gasklanten, maar ook de minst dure manier zijn.
4. Maatregelen om over-aanpassing van de procescontrole te voorkomen
Het belangrijkste de gevoeligheid van de destillatietoren Automatic Control Program is gebaseerd op de compensatie van productstroom van vloeibare stikstofuitgang. Het is slechts een automatische compensatiebesturingsmodus van de luchtscheidingseenheid onder processtoornissen. Het kan geen procescontrole uitvoeren wanneer de luchtscheidingseenheid een groot bereik van belastingwijzigingen heeft. Daarom, wanneer het automatisch regelingsprogramma van de destillatietoren de vloeibare stikstofuitgangscascadecompensatiemodus uitvoert, is het noodzakelijk om een bepaald limietbereik aan te nemen voor de output van de hoofdprocesregeling TIC1717. Door een limietmodule van een besturingsuitgangsbereik te programmeren en deze te definiëren op basis van het ontwerpbereik van de vloeibare stikstofuitgang van het product van de luchtscheidingseenheid, wordt een bepaalde besturingsuitgangslimiet gehandhaafd om overschrijding te voorkomen.
Op basis van de gegevens van de ontwerpcapaciteit van het vloeibare stikstofproduct, is de output van de hoofdprocesregelingslus beperkt in een overeenkomstige verhouding, die tijdig kan regelen en de procesafwijking kan corrigeren wanneer de processtoornissen plaatsvindt, realiseer je de realtime tracking en controle van de belangrijkste hoofddistillatietorensprocescontrolevariabelen en zorgt voor de stabiele gasproductproductuitgang van de volgende pipelijngasgassen van de luchtafhankelijkheid. Door gebruik te maken van de automatische correctiecompensatiemethode voor vloeistofuitgang, kan de destillatievoorwaarde van de luchtscheidingseenheid automatisch worden geregeld in de optimale processtatus en worden de belangrijkste procesbesturingsvariabelen berekend door het ontwerp gebruikt als de doelcontrole om de stabiele werkconditie van geautomatiseerde distillatie te bereiken.
Bij de controle van industriële automatiseringsinstrumenten en meters kan het controlepad continu optimaliseren en de controle -nauwkeurigheid verbeteren, de instrumenten en meters in staat stellen hun potentieel beter uit te oefenen en meer bij te dragen aan het verbeteren van het niveau van industriële productieautomatisering. Op het gebied van industriële productie biedt het DCS -systeem een krachtig platform voor de intelligente implementatie van verschillende productieprocessen. Als procesingenieurs en automatiseringsingenieurs nauw samenwerken op verschillende nieuwe optimalisatieschema's, kan de destillatieautomatisering van de destillatietoren effectief worden gerealiseerd. Deze Cascade Control -oplossing is afgeleid van de ideeën van senior procesingenieurs. Technisch personeel moet systematisch de vereisten voor procescontrole analyseren, tikken op het potentieel van apparatuur en zorgen voor een stabiele en betrouwbare werking van apparatuur in complexe en veranderlijke industriële productieomgevingen. Tegelijkertijd kunnen geautomatiseerde instrumenten door technologische innovatie een belangrijkere rol spelen bij de toekomstige industriële productie en ondernemingen naar een briljantere toekomst leiden.
