Устройство управления установкой сжижения и распределения хладагента Советский патент 1985 года по МПК F25B49/00 F25J3/00 G05D27/00 

ел оо iNd to

Изобретение относится к технике разделения газов и может быть исползовано в автоматизированных установках сжижения и распределения хладагента.

Известна система регулирования параметров установки, содержащая датчики параметров, органы управления. Эта система регулирования може быть использована для управления группой параллельно работающих аппаратов ll .

Однако в известной установке управление ведется только по температуре, давлению и уровню и не учитывается потребность в продукте, вырабатыв.аемом этими аппаратами.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка с системой управления, содержащая компрессоры хладагента, блоки охлаждения , емкости-накопители жидкого хпадагента, регуляторы уровня , цавления, регулирукнцие и дроссельно регулирующие клапаны 2

Известная система управления не может быть применена, так как она не учитьшает потребность в производительности той или иной линии по перерабатьшаемому или получаемому продукту.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат при оперативном накоплении и распределении хладагента.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве управления установкой сжижения и распределения хладагента, содержащем компрессоры хладагента, блоки охлаждений, емкости-накопители жидкого хладагента, регуляторы уровня давления, регулирующие и дроссельно-регулирующие клапаны, дополнительно содержатся два сумматора-ограничителя, два управляющих сумматора, блок селектирования и сумматор задания, при этом входы сумматоровограничителей соединены с выходами регуляторов уровня давления, а выходы - с управляющими сумматорами и блоком селектирования, который через сумматор задания соединен с регулятором уровня давления и с управляющими сумматорами, выходы которых соединены с клапанами, установленными на линиях постуления хладагента в емкости-накопители .

На чертеже представлена технологическая схема установки сжижения и распределения хладагента.

Установка состоит из компрессоров 1 и 2 хладагента, блоков 3 и 4 охлаждения, емкостей-накопителей 5 и 6 жидкого хладагента, блока 7 управления распределением, содержащего сумматоры-ограничители 8 и 9, задатчик 10, блок 11 селектирования меньшего сигнала, управляющие сумматоры 12 и 13, регулятор 14 уровня давления, сумматор 15 задания , регуляторы 16-20 уровня давления, регулирующих клапанов 21 и 22, дроссельно-регулирующих клапанов 23-27.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

Хладагент высокого давления с линий 28 и 29 нагнетания компрессоров 1 и 2 поступает в коллектор 30 и в технологические линии 31 и 32 охлаждения, направляясь в блоки

3и 4 охлаждения, где охлаждается до -169 С. (Все технологические параметры даны для азота), Затем хладагент высокого давления дросселируется на дроссельно-регулирующих клапанах 23 и 24 от 6,0 до 0,30,4 МПа и поступает в парожидкостном виде при в емкости-накопители 5 и 6 в количестве, определяемом степенью открытия каждого

из дроссельно-регулирующих клапанов 23 и 24. Жидкий хладагент накапливается в емкостях-накопителях 5 и 6 и затем через регулирующие Клапаны 21 и 22 подается в качестве хладагента в установки 33 и 34 разделения газа по потребности этих ycTartoBOK в холоде. Парообразный хладагент удаляется из емкостейнакопителей 5 и 6 через дроссельнорегулирующие клапаны 26 и 27, поддерживающие давление в этих емкостях, путем воздействия на них регуляторов 19 и 20 уровня давления и объединяется с парообразным хладагентом, поступающим из установок разделения газа. Затем парообразный хладагент поступает в коллектор 35 всасмвания компрессоров 1 и 2, предварительно пройдя через блоки 3 и

4охпажпенйя в качестве обратного потока и отдавая свой холод потока хладагента высокого давления. Работа установки сжижения и рас пределения хладагента основана на потребности установок 33 и 34 разделения газа в жидком хладагенте. Эта потребность может быть различн для каждой- из установок ЗА и 33 и косвенным путем определяется по уровню жидкого хладагента в емкбстях-накопителях 5 и 6. Если уровень в рабочих емкостях накопителях 5 и 6 ниже 0,5, то выход казвдого из пропорциональных ре гуляторов 16 и 17 уровня давления также меньше 0,5 и сигналы с выход сумматоров-ограничителей 8, 9 блока 1 1 селектирования меньшего сигнала равны 0. Следовательно, выход ной сигнал сумматора 15 задания ра вен заданию, поступающему на него с задатчика 10, и пропорциональноинтегральный регулятор 14 уровня давления ре;улирует заданное давле ние (6,0 МПа) воздействием на дроссельно-регулирующие клапаны 23 и 2 через управляющие сумматоры 12 и 1 Допустим, что степень открытия клапанов 23 и 24 одинакова при одинаковом на них воздействии с сумматоров 12 и 13. Тогда разность уровней жидкого хладагента в емкостяхнакош1телях 5 и 6 определяется поступлением жидкого хладагента в уста новки 34 и 33 разделения газа. Пред положим, что уровень в емкости-нако пителе 5 растет быстрее, чем в емкости-накопителе 6 и раньше превышает уровень 0,5. В этом сутучае появляется сигнал на выходе суммато ра-ограничителя 8 и,, соответственно на входе - управляющего сумматора 12 и блока 11 селектирования меньшего сигнала, в то время как сигналы на выходах сумматора-ограничителя 9 и блока 11 селектирования меньшего сигнала равны 0. Сигнал с выхода сумматора 12 уменьшает ся, что приводит к прикрытию дроссельио-регулируюцегр клапана 23. Давление в- коллекторе 30 нагнетания компрессоров возрастает. Регуля тор 14 уровня давления увеличивает выходной сигнал, приоткрывая клапаны 23 и 24, и восстанавливает давление нагнетания компрессоров t и 2. В результате этого расход хпадагента высокого давления в емкостьнакопитель 5 уменьшится. При дальнейшем накоплении уровня в емкости-накопителе 5 может произойти уравнивание сигналов на входы управляющего сумматора 12 с выходов регулятора 14 уровня давления и сумматора-ограничителя 8, клапан 23 закрьшается и давление нагнетания компрессоров 1 и 2 поддерживается клапаном 24. Весь кладагент высокого давления поступает после охлаждения в емкость-накопитель 6 и уровень в ней возрастает, при превьш1енш{ сигнала с регулятора 17 уровня давления 0,5 появляется сигнал на выходе сумматораограничителя 9 и, соответственно, на выходе блока 11 селектирования меньшего сигнала. Причем, пока выход сумматора-ограничителя 9 меньше выхода сумматора-ограничителя 8 выход блока 11 селектирования меньшего сигнала равен выходу сумматора-ограничителя 9. Величина сигнала задания регулятору 14 уровня давления понижается, что приводит к увеличению его выходного сигнала. Сигнал с выхода управляющего сумматора 13 будет соответствовать сигналу с выхода регулятора 14 уровня давления, а сигнал с выхода управляющего сумматора 12 будет меньше этого сигнала на величину сигнала с выхода блока t1 се лектирования меньшего сигнала. Давление нагнетания компрессоров 1 и 2 понижается вследствие увеличения расхода хладагента высокого давления ввиду приоткрывания клапанов 23 и 24. Это приводит к увеличению парообразования хладагента при дросселировании на дрос сельно-регулирующих клапанах 23 и 24 и уменьше ию1 жидкого хладагента, накапливаемого в емкостях-накопителях 5 н 6. При минимальной потребности в идком хладагенте уровень его в емостях-накопителях возрастает и при тремлении выходных сигналов пропорциональных регуляторов t6 и 17 ровня давления к 1, давление нагнетания компрессоров поддерживается инимальньм. При понижении уровней идкого хладагента хотя бы в одной з емкостей-нако1щтелей 5 и 6 рабоа установки аналогична описанной,

51

но только в обратной последовательности.

В случае, если давление нагнетания KOMTtpeccopoB 1 и 2 превышает максимально допустимое значение, то регулятор 18 уровня давления, воздействуя на регулирующий клапан 25, поддерживает это давление.

157322

Экономический эффект заключается в снижении удельных энергетических затрат за счет рационального накопления и распределения хладагента 5 при работе компрессоров хладагента при переменной степени повышения давления и составит 30 тыс. руб. - год.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ СЖИЖЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛАДАГЕНТА, содержащее компрессоры хладагента, блоки охлаждения, емкости - накопители жидкого хладагента, регуляторы уровня давления, регулирующие и дроссельно-регулирующие jli f гД ; U , -Ci.;l:i ЬКБЛКОТЕКА клапаны, отличающееся тем, что, с целью снижения энергетических затрат при оперативном накоплении и распределении хладагента,- она дополнительно снабжена двумя сумматорами-ограничителями, двумя управляющими С5 мматорами, блоком селектирования и сзмматоррм задания, при этом входы сумматоров-ограничителей соединены с выходами регуляторов уровня давления, а выходы - с управляющими сумматорами и блоком селектирования, который через сумматор эадания соединен с регулятором уровня давления и с управляющими сумматорами, выходы кото- рых соединены с клапанами, установО) ленными на линиях поступления хладагента в емкости-накопители.