Способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц960504

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За" влено 04.12.80 (21) 3244916/23 — 26 с присоединением заявки J% (28) Приоритет

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень М. 35

Дата опубликования описания 23 09.82. (5!)М. Кл.

F 25 J 3 04

G 05 0 27/00

3Ьоударотвкииый комитет

СССР ио делам изооретеиий и открытий (53) УДК 66012 — 52 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Плотников, А. В. Абрамов, В. Г, Адамо

Л. С. Проворный, Б. И. Рожинский и (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ

ВОЗДУХА В КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами химической, металлургической промышленности и может быть применено, например, в установках разделения воздуха большой производительности предназначенных для одновременного получения жидких и газообразных продуктов разделения воздуха.

Известен способ автоматического регулирования процесса разделения воздуха на криогенных установках с детандером, несколькими ректификационными колоннами и конденсаторами — испарителями, заключающийся в изменении холодопроизводительности детандера в зависи- мости от уровня жидкости в нижней части верхней колонны, соединенной с конденсатором — испарителем по принципу сообщающихся сосудов, при поддержании постоянных значений уровней в нижней ректификационной колонне и во всех остальных аппаратах воздухоразделительной установки (1I.

Недостатком известного способа управления является то, что для всех режимов работы установки поддерживается постоянное наиболь-. шее значение уровня жидкости в конденсаторе— испарителе, соответствующее, наименьший из всех возможных i данном рабочем диапазоне изменения производительности тепловой нагрузки конденсатора-испарителя.

Наиболее близким .по технической сущности к изобретению является .способ регулирования процесса разделения воздуха на криогенных установках .с детандером, ректификационными колоннами и конденсаторами — испарителями, заключающийся в изменении холодопроизводительности детандера, в зависимости от уровня жидкости в нижней ректификационной колонне при поддержании постоянного уровня в . верхней колонне (2).

Недостатком данного способа является то, что для режимов работы, отличных от режима с минимальной тепловой нагрузкой, эффективность работы установки снижается, так как каждому режиму работы установки соответствует определенный оптимальный уровень жидкости в конденсаторе †испарите, обеспечиваю.щий минимальное давление конденсации-при соблюдении условий взрывобезопасности. При3 960504 4 и нагрузки при неизмен- :значение тепловой . нагрузки, давление кипеf конденсаторе — испарите- ния от датчика 12 давления подают в вычистакому увеличению лительный блок 8. В вычислительном блоке 8 на которое не пассчи- определяется оптимальное значение уровня конденсатора Укаэанные 5 жидкости, обеспечивающее минимальное значеувеличению энергозат- ние давления конденсации при соблюдении усктов разделения воз- ловий взрывобезопасности. ся поддерживать невление компрессоров, Полученное в блоке 8 значение уровня жидкости сравнивается в блоке 9 сравнения с для данной тепловой текущим значением уровня жидкости в конденсаторе — испарителе измеряемым датчиком 13, и так же к сужению: паропроизводительно сигнал рассогласования подают на вход регуя иэ — за возрастания лятора 5, который формирует управляющий при больших нагрузках. сигнал, воздействующий на исполнительный

15 орган 6. Значение тепловой нагрузки можно снижение энергозатрат расширение диапазона . также найти, подавая текущую инфоРмацию учшение условий взрыот датчика расхода азота, поступающего на конденсацию в конденсатор — испаритель, в вычислительный блок 7, либо, подавая в блок 7 остигается тем, что, изменении режима ра20 информацию от датчика расхода кислорода, выходящего из конденсатора — испарителя. Опляют оптимальное знатимальное значение уровня жидкости можно в конденсаторе-испатакже определять, дополнительно учитывая т его тепловой наинформацию, поступающую, от датчиков конения, сравнивают с теку1 тветствии с величиной

25 центрации азота и кислорода, подавая значение ия корректируют заданконцентраций и давления в блЬк 8.

Использование изобретения позволит при идкости. уменьшении давления в компрессоре на 0,1— ую нагрузку конденсаляют в зависимости от

0,2 ати и расширении диапазона работы устаого воздуха и расхода

50 новки снизить затраты электроэнергии íà 05—

1,59о и получить экономический эффект в размере 400 — 550 тыс. Руб. в год от десяти уста.новок разделения воздуха.

Формула изобретения

55 чем увеличение теплово ном значении уровня в ле, может привести к кратности циркуляции, тана спускная система недостатки .приводят к рат на получение проду духа, так как приходит сколько завышенное да по сравнению с давлени оптимальному уровню нагрузки конденсатора, возможного диапазона конденсатора — испарител кратности циркуляции

Цель изобретения— на разделение воздуха,. работы установки и ул вобсзопасности.

Поставленная цель д согласно способу, при боты установки опреде чение уровня жидкости рителе в зависимости о грузки и давления кип щим значением и в соо и знаком рассогласован ное значение уровня ж

Кроме того, теплов

Г) тора †испарите опреде расхода перерабатываем детандерного потока.

Тепловую нагрузку мости от расходов азота, поступающего на конценсацию в конденсатор — испаритель, либо расхода кислорода, выходящего из конденсатора35 испарителя.

Оптимальное значение уровня жидкости определяют в зависимости от тепловой нагрузки, давления кипения, значения концентрации кислорода и азота в конденсаторе — испарителе.

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа.

Система управления процессом разделения воздуха содержит конденсатор — испаритель 1, соединенный по принципу сообщающихся сосудов с верхней ректификационной колон ной 2, нижнюю ректификационную колонну 3, детан@ер 4, регулятор 5 уровня жидкости в верхней колонне 2, и в конденсаторе-испарителе 1 с исполнительным органом 6, установленном на потоке жидкого воздуха в верхнюю колонну, вычислительные блоки 7 и 8, блок 9 сравнения.

Способ реализуется следующим образом.

Текущую информацию от датчика 10 расхода перерабатываемого воздуха и датчика ll расхода детандерного потока подают в вычислительный блок 7, где рассчитывают текущее

1, Способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке с детандером ректификационными колоннами и конденсаторами — испарителями путем поддержания постоянного уровня жидкости в конденсаторе— испарителе, отличающийся тем, что„с целью снижения энергозатрат на разделение воздуха, расширения диапазона работы . установки и улучшения условий взрывобезопасности, определяют оптимальное значение уровня жидкости в конденсаторе †испарите в зависимости от его тепловой нагрузки и давления кипения, сравнивают с текущим значением и в соответствии с величиной и знаком рассогласования корректируют заданное значение уровня жидкости.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что тепловую нагрузку определяют в зависимости от расхода перерабатываемого воздуха и расхода детандерного потока.

3. Способ по и. 1, о т л и ч, а ю шийся тем, что тепловую нагрузку определяют в эа960504 6 вой нагрузки, давления кипения, эначейия ,концентрации кислорода и азота в конденсаторе-испарителе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глиманенко Д. М. Получение кислорода.

М., "Химия", 1965, с. 691-693.

2. Авторское свидетельство СССР,по заявке

М 2813581/23 — 26, кл. F 25 J 3/04, 1979. висимости от расхода азота, поступающего на . конденсацию в конденсатор — испаритель.

4. Способ по и. 1, о т л н ч а ю щ и йс я тем, что тепловую нагрузку определяютв зависимости от расхода кислорода, выходящего из конденсатора-испарителя, 5. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й:с я тем, что, оптимальное значение уровня жидкости определяют в зависимости от теплоСоставитель О. Сырых

Техред А.Ач Корректор Ю. Макаренко

Редактор А. Коэорна

Заказ 7240/43

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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