Способ регулирования работы установки разделения воздуха Советский патент 1978 года по МПК F25J3/04 B01D3/42 G05D27/00 

Изобретение относится к области управления ректификационными колонна ми, а точнее к регулированию концент рации кислорода в верхней колонне ус тановок разделения воздуха и наиболе эффективно может быть использовано для целей автоматического регулирова ния концентрации продукционного кислорода на установках разделения воздуха для получения кислорода. Известен способ регулирования про цесса ректификации, например процесса разделения воздуха путем изменени количества отбираемого кислорода в зависимости от концентрации кислород в аргонной фракции с учетом расхода воздуха l . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регулирования работы установки разделения воздуха путем изменения количества отбираемого кислорода из верхней колонны в зависимости от концентрации кислорода в отбираемой фракции 2. Недостаток этого способа зак.пючается в том, что при наличи различных возмущений появляются значительные отклонения концентрации продукционного кислорода и резкие от ,клоиения концентрации аргонной фракции на Установках с получением аргона, что приводит к серьезному иарушвнию режима работы, а в отдельных случаях и к срыву режима аргонной колонны. Причиной таких отклонений является большое запаздывание и малая чувствительность по каналу отбор кислорода - концентрация кислорода и наоборот малое запаздывание и большая чувствительность по каналу отбор кислорода и возмуиения - концентрация на промежуточной тарелке . Второй причиной является отсутствие компенсации возмущающих воздействий. Кроме.того,для осуществления известного способа необходимо иметь регулирукйзий орган с высокими техническими характеристиками. Целью изобретения является стабилизация концентрации кислорода с большой точностью при различных воз- мущающих воздействиях (изменение нагрузки установки, изменение детандерного потока, изменение давления в линии, куда поступает кислород и др.). Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют давление в верхней колонне, по величине которого определяют величину парового потока по верхней колонне, измеряют концентрацию кислорода на контрольной тарелке колонны, регулируют соотношение количества отбираемого кислорода и парового потока по верхней колонне, корректируют его в зависимости от величины отклонения концентрации на. контрольной тарелке верхней колонны. от значения, задаваемого по концентрации отбираемого кислорода. На чертеже показана схема реализации способа регулирования работы установки разделения воздуха. Способ осуществляется следующим образом. Измерение величины парового потока по верхней колонне производится косвенно по аеличине давления, эамеряемого датчиком 1, в верхней колонне 2. При изменении давления в линии, куда поступает кислород или изменении нагрузки установки, произойдет изменение расхода кислорода или изменение расхода паров по верхней колонне 2. При этом изменится величина сигналов от датчика 3, замеряющего расход кислорода и датчика давления 1 и регулятор 4 соотношения количества отбираемого кислорода и парового потока выдает управляющее воздействие на регулирукяций орган 5, Изменение положения регулирующего органа 5 приведет к изменению количества отбираемого кислорода. Положениз регулирующего органа 5 будет изменяться до тех пор, пока не будет восстановлено прежнее соотношение расходов кислорода и пара по колонне 2, Таким образом, наличие люфтов или нелинейностей практически не влияет на качество регулирования, В результате неполной компенсации возмущений начнет в первую очередь изменяться концентрация на контрольной тарелке, а затем уже концентрация продукционного кислорода. Как только начнет изменяться концентрация на контрольной тарелке, замеряемая датчиком б, регулятор концентрации 7 через преобразователь 8 выдает сигнал на регулятор 4 и соотношение потоков пара по верхней колонне 2 и количесто отбираемого кислорода будет изма-. енр таким образом, чтобы вернуть конентрацию на контрольной тарелке к прежнему значению. При значительник изменениях нагрузки установки или изенении параметров потоков, поступаюих в верхнюю колонну 2 при неизменной концентрации на контрольной тарелке, концентрация продукционного кислорода станет отличаться от заданной, В этом случае регулятор 9 выдает на регулятор 7 сигнал задания таким образом, чтобы концентрация кислорода возвратилась к прежнему значению. При наличии аргонной колонны 10 контрольной тарелкой является тарелка, после которой часть паров поступает в аргонную колонну. Формула изобретения Способ регулирования работы установки разделения воздуха путем изменения количества отбираемого кислорода из верхней колонны, отличающийся тем, что, с целью стабилизации концентрации кислорода из верхней колонны, дополнительно измеряют давление в верхней колонне, по величине которого определяют величину парового потока по верхней колонне, измеряют концентрацию кислорода на контрольной тарелке верхней колонны, регулируют соотношение количества отбираемого кислорода и парового потока по верхней колонне, корректируют его в зависимости от величины отклонения концентрации на контрольной тарелке верхней колонны ОТ значения, задаваемого по концентрации отбираемого кислорода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 300197, кл. В 01 D 3/42, 1969. 2.Бродянский В.М. и др. Производство кислорода, М., Металлургия 1970, с. 367.