Inhalt
Abstrakt
I. Einführung in die Hintergrundtechnologie der Luftrenneinheit
Ii. Design und Auswahl der Haupt- und Hilfsprozesssteuerschleifen für Variablen des Hauptdestillations -Turms in der Luftabstandseinheit
III. Möglichkeiten zur Verhinderung einer großen Verzögerung der Prozessregelung und der Auswahl von Variablen zur Prozesssteuerungsausgabe
Iv. Maßnahmen zur Verhinderung der Übereinstimmung der Prozesskontrolle
V. Schlussfolgerung
Die Luftrenneinheit übernimmt Temperaturdetektionspunkte basierend auf dem Prinzip des Destillationsgasflüssigkeitsgleichgewichts. Durch die Funktion, die dem gasflüssigen Gleichgewicht der Materialkomponenten entspricht, spiegelt es indirekt den Trend der Änderungen der Materialzusammensetzung wider und kann direkt und schnell auf den tatsächlichen Prozess reagieren. Die Kontrollvariablen dieses Prozesses können die Arbeitsbedingungen der Destillation des Destillationsturms direkt und effektiv widerspiegeln, was hilfreich ist, um die Erkennungs- und Ausführungsergebnisse der Prozesssteuerschleife zu optimieren, und eine Prozessautomationskontrollmethode mit einem breiten Anwendungswert ist. Dieses Papier analysiert das Kaskadenkontrollschema für die Temperatur des Destillationsturms in der Luftrenneinheit.
Schlüsselwörter
Luftrenneinheit; Gas-Flüssig-Gleichgewichtsprinzip; Kaskadenkontrolle
1. Einführung in die Hintergrundtechnologie der Luftrenneinheit
Die Luftrenneinheit verwendet hauptsächlich die unterschiedlichen Siedepunkte von Sauerstoff, Stickstoff und Argon in der Luft, um die Luft zu verflüssigen, und führt dann mehrere partielle Verdunstungen und partielle Kondensationen durch, um Sauerstoff, Stickstoff und Argon in der Luft zu trennen. Diese Methode wird als kryogene Destillation bezeichnet. Der Hauptdestillations -Turm ist für die Trennung von Sauerstoff und Stickstoff in der Luft verantwortlich und erzeugt gleichzeitig Rohstoffkomponenten für die Argon -Extraktion. Der Rohstoff wird zum Argon -Destillationssystem transportiert, um Sauerstoff und Stickstoff zu entfernen. Die Argon -Extraktion verwendet auch eine kryogene Destillation.
Das Destillationssystem ist die Kernprozesseinheit der Luftabschlusseseinheit, und der Destillationsturm ist die Kernausrüstung. Während des Arbeitsprozesses beeinflussen Änderungen in der Verarbeitungsluftdurchflussrate und der Produktstruktur den Destillationsprozess. Der Betriebszustand des Hauptdestillations -Turms ist der Hauptfaktor, der die Argon -Destillation beeinflusst. Nur wenn sichergestellt wird, dass der Hauptdestillations -Turm im besten Betriebsprozesszustand liegt, kann die Destillation des Argon -Extraktionssystems und der normale Betrieb des Rohargonkondensators sichergestellt werden. Wenn der Stickstoffgehalt in der Gaskomponente der Rohstofffraktion des Argon -Destillationsturms den Konstruktionswert überschreitet, ist der Wärmeaustausch des Rohargonturm -Turm -Kondensators abnormal, was dazu führt, dass die Durchflussrate des Argonanteils extrahiert wird, die aus dem Argon -Extraktion nicht nur den Argon -Extraktionsfraktion extrahiert werden, was nicht nur den Argon -Extraktionsfraktion betrifft, und nicht nur den Argon -Extraktions -Turm und die Nitrogen -Destillationsfraktion, die den Argon -Extraktion nicht auswirkt, und nicht den Argon -Extraktionsfraktion, was nicht nur die Argon -Extraktion betrifft, und nicht den Argon -Extraktionsfraktion, was nicht nur den Argon -Extraktion betrifft. Trennung des Hauptdestillations -Turms Wenn sich die Arbeitsbedingungen verschlechtern, und sogar das Problem verursachen, dass die Sauerstoff- und Stickstoffprodukte des Geräts normalerweise nicht nach außen geliefert werden können, was sich negativ auf die stabile Produktion der Lufttrenneinheit auswirkt. Der Hauptdestillationsturm und der Argon -Destillationsturm beeinflussen und fördern sich gegenseitig. Nur durch Optimierung des Hauptdestillations -Turms kann die Produktextraktionsrate der Lufttrenneinheit einen idealen Zustand erreichen.
Die automatische Steuerung der in diesem Artikel angewendeten Hauptempfindlichkeitsempfindlichkeitsempfindlichkeitsempfindlichkeit besteht darin, den Hauptdestillations -Turm der Lufttrennung zu stabilisieren und sie in der Technologie zu verbessern und zu entwickeln, um die Destillationsarbeitsbedingungen der Lufttrennungseinheit eine effektive Kontrolle der Destillationsbedingungen zu erreichen. Als Ausgangsmaterial des Argon -Destillationssystems führt die rohe Argonfraktion zu schwerwiegenden Prozessschwankungen, nämlich "Stickstoffverstopfung", sobald die Stickstoffkomponente den Standard überschreitet. Nur durch effektiv kontrollierende Destillation des Hauptdestillations -Turms kann das Auftreten abnormaler Arbeitsbedingungen des "Stickstoffverstopfens" verhindert werden.
Der spezifische Implementierungsprozess lautet: Setzen Sie die Prozesskaskadensteuerschleife durch das automatische Steuerungssystem (DCS), den Eingang der Hauptprozessregelschleife als Temperaturdetektionspunkt des empfindlichen Punktes des Hauptdestillations -Turms ein. Das heißt, auf der Grundlage des vorgegebenen Flüssigstickstoffausgangs wird der Flüssigstickstoff -Extraktionsfluss durch die Hauptprozesskontrollschleife ausgegeben, und die Kompensationsberechnung wird mit dem festgelegten flüssigen Stickstoffproduktfluss innerhalb eines bestimmten Bereichs durchgeführt, sodass der endgültige Flüssignitrogenproduktextraktion die Flüssigkeitsnitrogen -Refux -Menge der Hauptdestillation der Main -Distillation des Mainhybyhyfuxishybyhyfuxishyfuxishyfuxis -Distillations -Turms. Die genaue Kontrolle der Empfindlichkeitstemperatur des Hauptdestillations -Turms.
Die Kerneinheit der Luftrenneinheit ist das Destillationssystem. Der empfindliche Punkt des Hauptdestillations -Turms ist die Position, an der sich der Konzentrationsgradient am meisten auf allen Destillationspackschichten des Destillationsturms ändert. Entlang der Höhe des Destillationsturms, an jeder Destillation Gas-Flüssig-Massenübertragungsgrenzfläche gibt es eine Verteilung der Konzentrationsgradientenänderungsraten, die der Höhe der Destillationsmassenübertragungseinheit entsprechen, wobei die Position mit der größten Konzentrationsgradientenänderung der destillationsempfindliche Punkt ist. Die Entwurfsdaten dieses Punktes werden durch Prozesssimulationssoftware berechnet, die dem maximalen Punkt der Abweichung zwischen der Sauerstoffkonzentration der flüssigen Phase und der Gasphase-Sauerstoffkonzentration am theoretischen Gas-Flüssig-Gleichgewichtsphasendiagramm entspricht. Aus der theoretischen Analyse und dem Prinzip ist die empfindliche Punkttemperatur die Turmtemperatur am Destillation Gas-Flüssig-Gleichgewichtsphasendiagramm, das dem maximalen Punkt der Konzentrationsgradientenänderung entspricht.
Die Daten der sensitiven Punkttemperatur des von DCS nachgewiesenen Hauptdestillations -Turms werden mit den entworfenen theoretischen Daten verglichen. Die Hauptprozesssteuerschleife PID (proportionaler integraler Differential) innerhalb der DCs wird verwendet, um diesen Punkt als Erkennungspunkt der Hauptprozesssteuerschleife zu betrachten und mit der empfindlichen Punktdesign -Temperatur zu vergleichen und den PID -Betrieb durchzuführen. Die gemessene Konstruktionstemperatur beträgt -187,5 Grad. Die Hauptprozesssteuerschleife ist als TIC1717 definiert, und der entsprechende PID -Ausgang ist der Flüssigkeits -Stickstoff -Entfernungsregel der oberen Turm -Stickstoffprodukt. Auf der Grundlage des angegebenen Wertes des aus dem oberen Turm extrahierten flüssigen Stickstoffprodukts FIC1630 wird der festgelegte Wert von FIC1630 in Kombination mit der Kompensation des PID -Kontrollausgangs von TIC1717 kaskadiert und kompensiert, wodurch die Kontrolle des Reflux -Verhältnisses des Hauptdestillations -Turms realisiert wird. Durch das Reflux-Verhältnis, eine wichtige Prozessbetriebsvariable, wird das Rückflussverhältnis mit dem Design übereinstimmt, so dass sich der Gas-Flüssigkeits-Gleichgewicht des oberen Turms Destillation dem Entwurfswert nähert, und die Zusammensetzung der für die Argon-Destillation erforderlichen Rohstofffraktion wird aus dem oberen Turmabschnitt genau gesteuert. Wenn der obere turmempfindliche Punkttemperatur Ti1717 niedriger ist als die Konstruktionstemperatur, wird der kontinuierliche PID -Kontrollausgang durch den TIC1717 Hauptprozesssteuerschleife abgeschlossen, um den Ausgangsfluss FI1630 des flüssigen Stickstoffprodukts zu kontrollieren, so dass das Refluxverhältnis des Hauptdestillations -Turms im Entwurfsbereich aufrechterhalten wird, und die genaue Kontrolle des TI177ors wird. Da die für die Argon -Destillation erforderliche Rohstofffraktion aus dem Abschnitt des oberen Turms stammt, kann die effektive Kontrolle des empfindlichen Punktes des Hauptdestillations -Turms die Konzentrationsverteilung des Abschnitts des Hauptdestillationsturms im Entwurfsbereich kontrollieren und die normale Konzentrationsverteilung der Stickstoffkomponenten im Abschnitt zur Striping realisieren.
Basierend auf den obigen Prozesssteuerungsprinzipien kann während des Betriebs des Luftabstandsprozesses die wichtigste Auswahl der Hauptprozesssteuerungsvariable der Hauptprozesssteuerschleife des oben eingeführten Hauptdestillations -Turms übernommen werden. Die Auswahl der empfindlichen Punkttemperatur des Hauptdestillations-Turms basiert auf der Berechnung der Prozesssimulation und der Gas-Flüssig-Gleichgewichtstheorie. Der Punkt mit der größten Veränderung des Konzentrationsgradienten sind die Prozessdaten, die die realen Prozessänderungen nach der Änderung der Prozesslast und der Arbeitsbedingungen am schnellsten widerspiegeln können. Der für den Hauptdestillations -Turm ausgewählte Prozessempfindungspunkt stammt aus dem Gasphasenabschnitt des Destillationspackabschnitts, der dem Teil entspricht, in dem die Flüssigluft den Wasserdampf aus dem Rohargonkondensator in den Hauptdestillations -Turm verdunstet. Durch die Lösung der durch reinen Prozessverzögerung verursachten Prozesskontrollprobleme kann die Kontrollqualität effektiv verbessert werden.
Um die Kontrollqualität der Hauptprozesssteuerschleife zu verbessern, muss die vom Erkennungsende der TIC1717 -Steuerschleife erfassten Temperaturdaten in thermodynamische Temperatur umgewandelt werden, und der Amplifikationsfaktor muss festgelegt werden, um die Empfindlichkeit der Erkennungsdaten zu verbessern, um eine zeitnahe und effektive Prozesskontrolle zu erreichen.
Aus der prozessbezogenen Verbindung ist der Einfluss des Flüssigstickstoffausgangs des Hauptdestillations-Turms auf das Reflux-Verhältnis des oberen Turms schnell und effektiv, und die Datenänderung der Sensitivität des Hauptdestillations-Turms Ti1717 ist die direkteste und effektivste Erkennungsvariable für die Änderung des Reflux-Verhältnisses. Darüber hinaus ist die Korrektur und Kompensation des Ausgangs von flüssigen Stickstoffprodukten innerhalb eines bestimmten Bereichs die kontrollierbarste und effektivste Maßnahme für den Produktionsbetrieb und die Gewährleistung einer stabilen Produktion der Haupteinheit. Die Ausgabe von wichtigen Gasprodukten der Luftabschlusseseinheit ist ein wichtiger Indikator, um nachfolgende Kunden sicherzustellen. Es kann nicht nach Belieben während der Produktion eingestellt werden. Durch die Einstellung der Menge an flüssigen Stickstoffprodukten in einem bestimmten Bereich kann es nicht nur die Bedürfnisse der nachfolgenden Gaskunden sicherstellen, sondern auch der am wenigsten kostspielige Weg sein.
4. Maßnahmen zur Verhinderung der Übereinstimmung mit Prozesskontrolle
Das automatische Steuerungsprogramm für Destillationsturmsensitivität basiert auf der Kompensation des Produktstroms des Flüssigstickstoffausgangs. Es handelt sich nur um einen automatischen Kompensationsregelungsmodus der Lufttrenneinheit. Es kann keine Prozessregelung durchführen, wenn die Luftabschlusseseinheit einen großen Bereich von Laständerungen aufweist. Wenn das automatische Steuerungsprogramm der Destillationsturm den Kaskadenkorrekturkompensationsmodus der Flüssigstickstoffausgabe ausgibt, ist daher erforderlich, einen bestimmten Grenzbereich für die Ausgabe der Hauptprozesssteuerschleife TIC1717 anzuwenden. Durch Programmieren eines Kontrollausgangsbereichsbegrenzungsmoduls und der Definition des Entwurfsbereichs der Flüssigstickstoffausgabe des Produkts der Luftabrechnung wird eine bestimmte Kontrollausgangsbegrenzung beibehalten, um ein Überschwingen zu vermeiden.
Basierend auf den Daten der Konstruktionskapazität des flüssigen Stickstoffprodukts ist die Ausgabe der Hauptprozesssteuerschleife in einem entsprechenden Anteil begrenzt, was die rechtzeitige Kontrolle und korrigieren die Prozessabweichung bei der Prozessstörung, die Echtzeitverfolgung und Steuerung der wichtigsten Destillations-Turm-Prozess-Variablen der Hauptdestillationsturmverfolgung der Hauptdestillations-Turmkunden der Lufttrennereinheit erkennen kann. Durch die Verwendung der automatischen Korrekturkompensationsmethode des Flüssigkeitsausgangs kann der Destillationsbedingung der Luftabschlusseseinheit im optimalen Prozesszustand automatisch gesteuert werden, und die vom Entwurf berechneten wichtigen Prozesssteuerungsvariablen werden als Zielsteuerwert verwendet, um den stabilen Betriebszustand der automatisierten Destillation zu erreichen.
Bei der Kontrolle von industriellen Automatisierungsinstrumenten und Messgeräten kann die kontinuierliche Optimierung des Kontrollpfads und die Verbesserung der Kontrollgenauigkeit es den Instrumenten und Messgeräten ermöglichen, ihr Potenzial besser auszuwehren und mehr zur Verbesserung des Grades der Industrieproduktionsautomatisierung beizutragen. Im Bereich der industriellen Produktion bietet das DCS -System eine leistungsstarke Plattform für die intelligente Implementierung verschiedener Produktionsprozesse. Wenn Prozessingenieure und Automatisierungsingenieure in verschiedenen neuen Optimierungsschemata eng zusammenarbeiten, kann die Destillationsautomatisierung des Destillationsturms effektiv realisiert werden. Diese Cascade Control -Lösung stammt aus den Ideen von Senior Process Engineers. Das technische Personal muss die Anforderungen an die Prozesssteuerung systematisch analysieren, das Potenzial von Geräten nutzen und einen stabilen und zuverlässigen Betrieb von Geräten in komplexen und veränderlichen industriellen Produktionsumgebungen sicherstellen. Gleichzeitig können automatisierte Instrumente durch technologische Innovation eine wichtigere Rolle bei der künftigen industriellen Produktion spielen und Unternehmen zu einer brillanteren Zukunft führen.
