İçerik
Soyut
I. Hava Ayırma Ünitesinin Arka Plan Teknolojisine Giriş
İi. Hava Ayırma Ünitesindeki Ana Damıtma Kulesi Değişkenleri için Ana ve Yardımcı İşlem Kontrol Döngülerinin Tasarlanması ve Seçimi
III. Proses kontrolünün büyük bir gecikmesini önlemenin yolları ve proses kontrolü çıktı değişkenlerinin seçimi
IV. Süreç kontrolünün aşırı ayarlanmasını önleme önlemleri
V. Sonuç
Hava ayırma ünitesi, damıtma gaz-sıvı dengesi prensibine göre sıcaklık algılama noktalarını benimser. Malzeme bileşenlerinin gaz-sıvı dengesine karşılık gelen işlev sayesinde, dolaylı olarak malzeme bileşimi değişikliklerinin eğilimini yansıtır ve gerçek sürece doğrudan ve hızlı bir şekilde yanıt verebilir. Bu işlemin kontrol değişkenleri, süreç kontrol döngüsünün algılama ve yürütme sonuçlarını optimize etmek için yararlı olan damıtma kulesinin damıtma çalışma koşullarını doğrudan ve etkili bir şekilde yansıtabilir ve geniş uygulama değerine sahip bir proses otomasyon kontrol yöntemidir. Bu makale, hava ayırma ünitesindeki damıtma kulesinin sıcaklığı için kaskad kontrol şemasını analiz etmektedir.
Anahtar Kelimeler
Hava ayırma ünitesi; Gaz-sıvı denge prensibi; Kademeli kontrol
1. Hava Ayırma Ünitesinin Arka Plan Teknolojisine Giriş
Hava ayırma ünitesi esas olarak havada sıvılaştırmak için havada farklı kaynama noktalarını kullanır ve daha sonra havada ayrı oksijen, azot ve argon için birden fazla kısmi buharlaşmayı ve kısmi yoğuşmalar yapar. Bu yönteme kriyojenik damıtma denir. Ana damıtma kulesi, havada oksijen ve azot ayırmaktan sorumludur ve aynı zamanda argon ekstraksiyonu için hammadde bileşenleri üretir. Hammadde oksijen ve azotu uzaklaştırmak için argon damıtma sistemine taşınacaktır. Argon ekstraksiyonu ayrıca kriyojenik damıtma kullanır.
Damıtma sistemi, hava ayırma ünitesinin temel işlem ünitesidir ve damıtma kulesi çekirdek ekipmandır. Çalışma işlemi sırasında, işleme hava akış hızı ve ürün yapısındaki değişiklikler damıtma işlemini etkileyecektir. Ana damıtma kulesinin çalışma durumu, argon damıtmayı etkileyen ana faktördür. Sadece ana damıtma kulesinin en iyi çalışma işlemi durumunda olmasını sağlayarak, argon ekstraksiyon sisteminin damıtılması ve ham argon kondenserinin normal çalışması sağlanabilir. Argon damıtma kulesinin hammadde fraksiyonunun gaz bileşenindeki azot içeriği, tasarım değerini aşarsa, ham argon kulesi üst kondansatörünün ısı değişimi anormal olacak, bu da ana damıtma kulesinden çıkarılan argon fraksiyonunun akış hızında, ancak argon ekstrasyonunu da etkilemeyecek şekilde etkilemeyecek şekilde etkisiz hale getirecek, aynı zamanda argon ekstremption towgatını da etkileyecek, ancak argon ekstrüksiyonunu etkilemeyecekse Çalışma koşulları bozulursa ve hatta cihazın oksijen ve azot ürünlerinin normalde hava ayırma ünitesinin kararlı üretimi üzerinde olumsuz bir etkisi olan dışa sağlanamayacağı sorununa neden olur. Ana damıtma kulesi ve argon damıtma kulesi birbirini etkiler ve tanıtar. Sadece ana damıtma kulesini optimize ederek hava ayırma ünitesinin ürün ekstraksiyon oranı ideal bir duruma ulaşabilir.
Bu makalede benimsenen ana damıtma kulesi duyarlılığı sıcaklığının otomatik kontrolü, hava ayırma ana damıtma kulesini stabilize etmek ve hava ayırma ünitesinin damıtma çalışma koşullarının etkili kontrolünü elde etmek için teknolojiyi geliştirmek ve geliştirmektir. Argon damıtma sisteminin kaynak malzemesi olarak, ham argon fraksiyonu, azot bileşeni standardı aştığında ciddi işlem dalgalanmalarına, yani "azot tıkanmasına" neden olacaktır. Sadece ana damıtma kulesinin damıtılmasını etkili bir şekilde kontrol ederek "azot tıkanması" nın anormal çalışma koşullarının ortaya çıkması önlenebilir.
Spesifik uygulama işlemi: Process Cascade kontrol döngüsünü otomatik kontrol sistemi (DC) üzerinden ayarlayın, ana işlem kontrol döngüsünün girişini ana damıtma kulesinin hassas noktasının sıcaklık tespit noktası olarak ayarlayın, ana damıtma kulesinin sıvı azot ekstraksiyon akışını, kontrol çıkışı değişkenliği olarak kontrol ettirme ve sıvı düzeltme akışını kullanın. Yani, önceden belirlenmiş sıvı azot çıkışına dayanarak, sıvı azot ekstraksiyon akışı ana işlem kontrol döngüsünden çıkılır ve telafi hesaplaması, belirli bir aralık içindeki set sıvı azot ürün akışı ile gerçekleştirilir, böylece nihai sıvı ürün ekstraksiyon miktarı, ana distilasyonun sıvı azot akışı miktarının değişmesi üzerinde bir etkiye sahiptir ve ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distilasyonun gerçekleştirilmesi, ana distriti'nin gerçekleştirilmesi, ana distriti'nin gerçekleştirilmesi, gerçek bir etkiye sahiptir. Ana damıtma kulesinin duyarlılık sıcaklığının kesin kontrolü.
Hava ayırma ünitesinin çekirdek birimi damıtma sistemidir. Ana damıtma kulesinin hassas noktası, konsantrasyon gradyanının damıtma kulesinin tüm damıtma paketleme katmanlarında en çok değiştiği konumdur. Damıtma kulesinin yüksekliği boyunca, her damıtma gaz-sıvı kütle transfer arayüzünde, en büyük konsantrasyon gradyan değişimine sahip konumun damıtma duyarlı nokta olduğu, damıtma kütle transfer ünitesinin yüksekliğine karşılık gelen konsantrasyon gradyan değişim oranlarının bir dağılımı vardır. Bu noktanın tasarım verileri, sıvı faz oksijen konsantrasyonu ile teorik gaz-sıvı denge faz diyagramı üzerindeki gaz fazı oksijen konsantrasyonu arasındaki sapmanın maksimum noktasına karşılık gelen proses simülasyon yazılımı ile hesaplanır. Teorik analiz ve prensipten, hassas nokta sıcaklığı, konsantrasyon gradyan değişiminin maksimum noktasına karşılık gelen damıtma gaz-sıvı denge faz diyagramındaki kule sıcaklığıdır.
DCS tarafından tespit edilen ana damıtma kulesinin hassas nokta sıcaklığının verileri, tasarlanan teorik verilerle karşılaştırılır. DCS içindeki ana işlem kontrol döngüsü PID (orantılı integral diferansiyel) bu noktayı ana işlem kontrol döngüsünün algılama noktası olarak almak ve hassas nokta tasarımı sıcaklığı ile karşılaştırılmak ve PID işlemi gerçekleştirir. Ölçülen tasarım sıcaklığı -187.5 derecedir. Ana işlem kontrol döngüsü TIC1717 olarak tanımlanır ve karşılık gelen PID çıkışı Üst Kule Sıvı Azot Ürünü Kaldırma Akışı Kontrolüdür. Üst kuleden ekstrakte edilen sıvı azot ürününün FIC1630'un verilen değeri temelinde, TIC1717'nin PID kontrol çıkışının tazminat miktarı ile birleştiğinde, FIC1630'un ayar değeri basamaklı ve telafi edilir, böylece ana distritasyon kulesinin reflü oranının kontrolü gerçekleştirilir. Bir anahtar proses işlem değişkeni olan reflü oranı boyunca, reflü oranı tasarımla tutarlı olarak yapılır, böylece üst kule damıtma gaz-sıvı dengesi tasarım değerine yaklaşır ve üst kule sıyırma bölümünden çıkarılan argon damıtma için gereken hammadde fraksiyonunun bileşimi doğru bir şekilde kontrol edilir. Üst kuleye duyarlı nokta sıcaklığı TI1717 tasarım sıcaklığından daha düşükse, sürekli PID kontrol çıkışı, sıvı azot ürün çıkışı akışı FI1630'u kontrol etmek için TIC1717 ana proses kontrol döngüsü aracılığıyla tamamlanır, böylece ana damıtma kulesinin reflü oranı tasarım aralığı içinde korunur. Argon damıtma için gereken hammadde fraksiyonu, üst kulenin sıyırma bölümünden geldiğinden, ana damıtma kulesinin hassas noktasının etkili kontrolü, ana damıtma kulesinin sıyırma bölümünün tasarım aralığı içindeki konsantrasyon dağılımını kontrol edebilir ve sıyırma bölümündeki azot bileşenlerinin normal konsantrasyon dağılımını gerçekleştirebilir.
Yukarıdaki işlem kontrol ilkelerine dayanarak, yukarıda sunulan ana damıtma kulesinin ana işlem kontrol döngüsünün anahtar işlem kontrol değişkeni seçimi, hava ayırma işleminin çalışması sırasında benimsenebilir. Ana damıtma kulesinin hassas nokta sıcaklığının seçimi, proses simülasyonu hesaplaması ve gaz-sıvı denge teorisine dayanmaktadır. En büyük konsantrasyon gradyan değişikliğine sahip nokta, işlem yükü ve çalışma koşulları değiştikten sonra gerçek işlem değişikliklerini en hızlı şekilde yansıtacak işlem verileridir. Ana damıtma kulesi için seçilen sürece duyarlı nokta, sıvı havanın su buharını ham argon kondenserden ana damıtma kulesine buharlaştırdığı kısma karşılık gelen damıtma paketleme bölümünün gaz fazı bölümünden gelir. Saf proses gecikmesinin neden olduğu süreç kontrol problemlerini çözerek, kontrol kalitesi etkili bir şekilde geliştirilebilir.
Ana proses kontrol döngüsünün kontrol kalitesini artırmak için, TIC1717 kontrol döngüsünün tespit ucuyla tespit edilen sıcaklık verilerinin termodinamik sıcaklığa dönüştürülmesi gerekir ve zamanında ve etkili süreç kontrolü elde etmek için tespit verilerinin hassasiyetini geliştirmek için amplifikasyon faktörü ayarlanmalıdır.
İşlemle ilgili bağlantıdan, ana damıtma kulesi sıvı azot çıkışının üst kule reflü oranı üzerindeki etkisi hızlı ve etkilidir ve ana damıtma kulesi duyarlılığının veri değişimi TI1717, reflü oranı değişikliği için en doğrudan ve etkili algılama değişkenidir. Ek olarak, belirli bir aralıktaki sıvı azot ürünlerinin çıkışının düzeltilmesi ve telafi edilmesi, üretim operasyonu ve ana ünitenin kararlı üretimini sağlamak için en kontrol edilebilir ve etkili önlemdir. Hava ayırma ünitesinin anahtar gaz ürünlerinin çıkışı, sonraki müşterileri sağlamak için anahtar bir göstergedir. Üretim sırasında irade olarak ayarlanamaz. Belirli bir aralıktaki sıvı azot ürünlerinin miktarını ayarlayarak, sadece sonraki gaz müşterilerinin ihtiyaçlarını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda en az maliyetli yol olabilir.
4. Süreç kontrolünü önleme önlemleri üzerinde ayarlama
Ana damıtma kulesi hassasiyeti otomatik kontrol programı, sıvı azot çıkışı ürün akışının telafisine dayanmaktadır. Proses bozukluğu altındaki hava ayırma ünitesinin sadece otomatik bir tazminat kontrol modudur. Hava ayırma ünitesi çok çeşitli yük değişikliklerine sahip olduğunda işlem kontrolünü gerçekleştiremez. Bu nedenle, damıtma kulesi hassasiyeti otomatik kontrol programı sıvı azot çıkışı kaskad düzeltme telafisi modunu çıkardığında, ana işlem kontrol döngüsü TIC1717'nin çıkışı için belirli bir sınır aralığının benimsenmesi gerekir. Bir kontrol çıkışı aralığı limit modülünü programlayarak ve hava ayırma ünitesi ürününün sıvı azot çıkışının tasarım aralığına göre tanımlanarak, aşmak için belirli bir kontrol çıkış sınırı korunur.
Sıvı azot ürününün tasarım kapasitesinin verilerine dayanarak, ana proses kontrol döngüsünün çıkışı, proses bozukluğu meydana geldiğinde işlem sapmasını zamanında kontrol edebilen ve düzeltebilen, anahtar ana damıtma kulesi süreç kontrol değişkenlerinin gerçek zamanlı izlenmesini ve kontrolünü sağlayabilen karşılık gelen bir oranda sınırlıdır ve kararlı gaz ürünü müşterilerinin Hava Ayrışma Birimi'nin sonraki boru ürünleri çıktısını sağlayın. Sıvı çıkışının otomatik düzeltme telafi yöntemi kullanılarak, hava ayırma ünitesinin damıtma koşulu optimal işlem durumunda otomatik olarak kontrol edilebilir ve tasarım tarafından hesaplanan anahtar işlem kontrol değişkenleri, otomatik damıtmanın kararlı çalışma durumunu elde etmek için hedef kontrol değeri olarak kullanılır.
Endüstriyel otomasyon enstrümanlarının ve sayaçlarının kontrolünde, kontrol yolunu sürekli olarak optimize etmek ve kontrol doğruluğunun iyileştirilmesi, enstrümanların ve sayaçların potansiyellerini daha iyi göstermelerini ve endüstriyel üretim otomasyonu seviyesini iyileştirmeye daha fazla katkıda bulunmasını sağlayabilir. Endüstriyel üretim alanında, DCS sistemi çeşitli üretim süreçlerinin akıllıca uygulanması için güçlü bir platform sağlar. Proses mühendisleri ve otomasyon mühendisleri çeşitli yeni optimizasyon şemalarında birlikte çalışırsa, damıtma kulesinin damıtma otomasyonu etkili bir şekilde gerçekleştirilebilir. Bu kaskad kontrol çözümü, kıdemli süreç mühendislerinin fikirlerinden türetilmiştir. Teknik personelin süreç kontrol gereksinimlerini sistematik olarak analiz etmesi, ekipman potansiyeline değinmesi ve karmaşık ve değiştirilebilir endüstriyel üretim ortamlarında ekipmanın istikrarlı ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlamalıdır. Aynı zamanda, teknolojik inovasyon yoluyla, otomatik enstrümanlar gelecekteki endüstriyel üretimde daha önemli bir rol oynayabilir ve işletmeleri daha parlak bir geleceğe yönlendirebilir.
