Способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке Советский патент 1982 года по МПК F25J3/04 G05D27/00 

Изобретение относится к управле™ нию технологическими-процессами и может быть использовано в криогенной техйике.

Известен способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке путем стабилизации количества исходного сырья, поступающего на разделение, и коррекции количества сырья по качеству и коли- честву продуктов разделения 1.

Однако осуществление дйнного способа необеспечивает заданные концентрацию и расход газообразного кислорода при одновременном получении жидких продуктов разделения, также для реализации данного способа в установка разделения воздуха необходимо, применять турбокомпрессоры с регулируемой в широких пределах (Производительностью, которые не эффективны и не экономичны в эксплуатации на данных установках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спсгсоб регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке путем изменения холодопроизводительности детандера рт расхода жидких продуктов разделения в зависимости

от уровня жидкости в нижней ректификационной колонне при поддержании постоянного уровня в верхней колонне.2 .

Недостатком данного способа является поддержание постоянного максимального уровня жидкости в разделительных аппаратах при всех режимах, что снижает эффективность работы

10 установки в режийе, отличном от режима с минимальной тепловой нагрузкой, и ведет к увеличению энергозат.рат на разделение воздуха.

Цель изобретения - уменьшение пр15 херь и .сокращение знергозатрат на разделение воздуха за счет повышения точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что холодопроизводительность де20тандера изменяют в зависимости от расхода, газообразных продуктов разделения воздуха, а расход жидких Щ)Одуктов разделения изменяют в зависимости от величины теплового дебалан25са. При этом, величину теплового дебаланса.определяют по приращению холодопроизводительности детандера или по разности между количеством вырабатываемого холода и суммарным

30 значением холодопотерь. На чертеже представлена схема дл осуществления способа регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке. Способ осуществляют следующим образом. Воздухоразделительная установка содержит компрессор 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 ректификационные колонны, конденсаторы 4,.детандер 5, регулятор б концентрации получаемого кисл рода с исполнительным органом 7 и газоанализатором 8, установленными на потоке газообразного кислорода из верхней колонны, регулятор 9 рас хода получаемого кислорода с измерителем 10 расхода,, установленного на потоке газообразного кислорода, устройства И-13 рассогласования, на входы которых подают соответственно текущее и требуемое количеств получаемого кислорода, исполнительный орган 14, изменяющий холодопроизводительноеть детандера, регулято 15 расхода жидкого кислорода с исполнительным органом 16 и измерител 17 расхода жидкого кислорода, вычис лительное устройство 18, соединенно с устройством 19, определяющим вели чину, теплового дебаланса по приращению холодопроизводительности и уставкой регулятора 15. Регулятор 6 при помощи исполнительного органа 7 придерживает заданное значение концентрации получаемого газообразного кислорода. Ре1улятор 9 при помощи исполнительного органа 14 поддерживает заданное значение расхода получаемого газообразного кислорода. Регулятор 15 при помощи исполнительного органа 16 поддерживает заданное значение расхода жидкого кис лорода . Вычислительное устройство 18 опр деляет необходимое заданное значени расхода жидкого кислорода. Таким образом, при изменении тре буемого количества газообразного кислорода регулятор 9 расхода получаемого кислорода в соответствии с сигналом рассогласования устройства 11 при помощи, исполнительного орган 14 изменяет холодопроизводительност детандера 5. Изменение холодопроизводительности приводит к отклонению концентрации газообразного кислород и регулятор 6 концентрации получаем го кислорода при помощи исполнитель ного органа 7 изменяет расход газообразного кислорода. Процесс регули рования будет продолжаться до тех пор, пока текущее значение получаемого газообразного кислорода станет равным заданному. Вычислительное устройство 19 определяет величину теплового дебаланса по приращению холодопроизводительности, а вычислительное устройство 18 определяет соответствующее данному тепловому дебалансу приращение расхода жидкого кислорода и изменяет задание регулятору 15 расхода жидкого кислорода,который при помощи исполнительного органа 16 изменяет расход отводимого жидкого кислорода на требуемую величину. Использование предлагаемого способа позволяет существенно уменьшить потери газообразного кислорода.за счет получения дополнительных количеств жидких продуктов. Потери газообразного кислорода в этом случае будут сокращены на 6-8%. Годовая экономия от использовани предлагаеглого способа на одной воздухоразделительной установке типа КАр-30 ориентировочно составляет 100 тыс.руб. в год. Формула изобретение 1.Способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке путем изменения холодопроизводительности детандера и расхода жидких продуктов разделения, о т ли ча ющи и ся тем, что, с :целью уменьшения потерь и сокращения энергозатрат на разделение воздуха за счёт повышения точ1НОСТИ регулирования, холодопроизводительность детандера изменяют в зависимости от расхода газообразных продуктов разделения воздуха, а расход жидких продуктов разделения изменяют в зависимости от величины, теплового дебаланса. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину теплового дебаланса определяют по приращению холодопроизводительности детандера, 3. Способ по п. 1,отлича ющ и и с я тем, что величину теплового дебаланса определяют по разности между количеством вырабатываемого холода и суммарным значением холрдопотерь. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР И 266729, кл. В 01 D 3/42, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке W 2813581/26, кл. F 25 J 3/04, 1979.