Устройство управления установкой сжижения и распределения хладагента

 

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 которых соединены с клапанами, установО ) ленными на линиях поступления хладагента в емкости-накопители.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

ВИЬ ЧЫТИА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3626883/23-26 (22) 27.07,83 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) А.И. Синицын, В.Ф. Гурин, В.Н. Пулин, В.В. Николаев, Г.В. Тихомиров и В.М. Бычин (53). 66.012-52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 802744, кл. F 25 В 49/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 870869, кл. Р 25 В 49 /00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

УСТАНОВКОЙ СЖИЖЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ХЛАДАГЕНТА, содержащее компрессоры хладагента, блоки охлаждения, емкости — накопители жидкого хладагента, регуляторы уровня давлений, регулирующие и дроссельно-регулирующие

„„SU„„1157322 A

4(s>) F 25 В 49/00; F 25 J 3/00

С 05 0 27 00 клапаны, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат при оперативном накоплении и распределении хладагента; она дополнительно снабжена двумя сумматорами-ограничителями, двумя управляющими сумматорами, блоком селектирования и сумматором задания, при этом входы сумматоров-ограничителей 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 .кото» рых соединены с клапанами, установленными на линиях поступпения хладагента в емкости-накопители.

1157322

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

Известна система регулирования параметров установки, содержащая датчики параметров, органы управления. Эта система регулирования может быть использована для управления группой параллельно работающих аппаратов $1) .

Однако в известной установке управление ведется только по температуре, давлению и уровню и не учитывается потребность в продукте, вырабатываемом 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 хладагента, регуляторы уровня, цавления, регулирующие и дроссельнорегулирующие клапаны P) .

Известная система управления не может быть применена, так как она не учитывает потребность в производительности той или иной линии по перерабатываемому 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 охлаждения, емкости-накопители жидкого хладагента, регуляторы уровня давления, регулирующие и дроссельно-регулирующие клапаны, дополнительно содержатся два сумматора-ограничителя, два управляющих сумматора, блок селектирования и сумматор за- . дания, 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 н с управляющими сумматорами, выходы которых соединены с клапанами, установленными на линиях поступ.

55 ления хладагента в емкости-накопители.

На чертеже представлена технологическая схема установки сжижения и распределения хладагента, Установка состоит иэ компрессоров 1 и 2 хпадагента, 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 и 2 поступает в коллектор 30 и в технологические линии 31 и 32 охлаждения, направляясь в блоки

3 и 4 охлаждения, где охлаждается о до -1 69 С. (Все технологические параметры даны для азота). Затем хладагент высокого давления дроссе лируется на дроссельно-регулирующих клапанах 23 и 24 от 6,0 до 0,30,4 МПа и поступает в парожидкостном виде при -190 С в емкости-накоа пители 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 установок 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 хлад- агентом, поступающим из установок разделения газа. Затем парообразный хладагент поступает в коллектор 35 всасывания компрессоров 1 и 2, предварительно пройдя через блоки 3 и

4 охлаждения в качестве обратного

1157322 потока и отдавая свой холод потокам хладагента высокого давления.

Работа установки сжижения и распределения хладагента основана на потребности установок 33 и 34 разделения газа в жидком хладагенте.

Эта потребность может быть различноР для каждой из установок 34 и 33 и косвенным путем определяется по уровню жидкого хладагента в емкостях-накопителях 5 и 6.

Если уровень в рабочих емкостяхнакопителях 5 и 6 ниже 0,5, то выход каждого иэ пропорциональных регуляторов 16 и 17 уровня давления также меныпе 0,5 и сигналы с выходов сумматоров-ограничителей 8, 9 блока 11 селектирования меньшего сигнала равны О. Следовательно, выходной сигнал суиматора 15 задания равен заданию, поступающему на него с задатчика 10, и пропорциональноинтегральний регулятор 14 уровня давления регулирует заданное давление (6,0 МПа) воздействием на дроссельно-регулирующие клапаны 23 и 24 через управляющие сумматоры 12 и 13.

Допустим, что степень открытия клапанов 23 и 24 одинакова при одинаковом на них воздействии с сумматоров 12 и 13. Тогда разность уровней лщцкого хладагента в емкостяхнакопителях 5 и 6 определяется поступлением жидкого хладагента в установки 34 и 33 разделения газа. Предположим, что уровень в емкости-накопителе 5 растет быстрее, чем в емкости-накопителе 6 и раньше превышает уровень 0.,5. В этом случае появляется скгйал на выходе сумматора-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 О. Сигнал с выхода суииатора 12 уменьшается, что приводит к прикрытию дросселъно-регулирующего клапана 23.

Давление в коллекторе 30 нагнетания компрессоров возрастает. Регулятор 14 уровня давления увеличивает выходной сигкал, приоткрывая клалакы 23 и 24, и восстанавливает давление нагнетания компрессоров 1 и

2. В результате этого расход хладагента высокого давления в емкостьнакопитель 5 уменьшится.

При дальнейшем накоплении уроння в емкости-накопителе 5 может произойти уравнивание сигналов на входы управляющего сумматора 12 .с выходов регулятора 14 уровня давления и сумматора-ограничителя 8, 10 клапан 23 закрывается и давление нагнетания компрессоров 1 и 2 поддерживается клапаном 24. Весь хладагент высокого давления поступает после охлаждения в емкость-накопитель 6 и уровень в ней возрастает, fj при превьппении 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

2S сумматора-ограничителя 9. Величина сигнала задания регулятору 14 уровня давления понижается, что приводит к увеличению его выходного сигнала. Сигнал с выхода управляю30 щего сумматора 13 будет соответствовать сь:гналу с выхода регулятора

14 уровня давления, а сигнал с выхода управляющего сумматора 12 будет меньше этого сигнала на величину сигнала с выхода блока 11 се лектировання меньшего сигнала.

Давление нагнетания компрессоров 1 и 2 понижается вследствие увеличения расхода хладагента высо46 кого давления ввиду приоткрывания клапанов 23 и 24. Это приводит к увеличению карообраэовакиа хладагента при дросселироваиии ка дрес" сельно-регулирующих клапанах 23

45 и 24 и уменьшению жидкого хладагеита, накапливаемого в емкостях-накопителях 5 и 6.

При минимальной потребности в жидком хладагеите уровень его в емЯ костях-накопителях возрастает и при стремлении выходных сигналов пропор. циональных регуляторов 16 и 17 уровня давления к 1, давление нагнетания компрессоров поддерживается

55 минимальньв . При понижении уровней жидкого хладагента хотя бы в одной из емкостей-накопителей 5 и 6 рабо1 та установки аналогична описанной, 1157322

Составитель Б. Каклюгин

Техред Т.Фанта Корректор И. Муска

Редактор Н. Гунько

Заказ 3321/36 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал НЛП "Натент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 но только в обратной последовательs! ности.

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

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