Способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 23 Л 080 (21) 3235298/23-26 947595 1 Щ м.кп. Р 25 Х 3/04 а 05 0 27/00 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА В КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКЕ Изобретение относится к управлению технологическими процессами и может быть использовано в криогенной технике.Известен способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке путем стабилизации количества исходного сырья, поступающего на разделение, и коррекции количества сырья по качеству и количеству продуктов разделения (1) .Одйако осуществление данного спо:соба необеспечивает заданные кон" центрацию и расход газообразного кислорода при одновременном получении жидких продуктов разделения, также для реализации данного способа в установках разделения воздуха необходимо применять турбокомпрессоры с регулируемой в широких пределах производительностью, которые не эФФективны и не экономичны в эксплуата" ции на данных установках.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб регулирования процесса разделе" ния воздуха в криогенной установке путем изменения холодопроизводительности детандера от расхода жидких продуктов разделения в зависимости от уровня жидкости в нижней ректиФикацнонной колонне при поддержаниипостоянного уровня в верхней колонне (2),Недостатком данного способа является поддержание постоянного максимального уровня жидкости в разделительных аппаратах при всех режимах,что снижает эФФективность работыустановки в режиме, отличном от режима с минимальной тепловой нагрузкой, и ведет к увеличению энергозат.рат на разделение воздуха.Цель изобретения - уменьшение по 15 терь и сокращение энергозатрат наразделение.воздуха эа счет повышенияточности регулирования.Поставленная цель достигаетсятем, что холодопроизводительность детандера изменяют в зависимости отрасхода газообразных продуктов разделения воздуха, а расход жидких про"дуктов разделения изменяют в зависимости от величины теплового дебаланса. При этом. величину теплового дебаланса. определяют по приращению холодопроиэводительности детандераили по разности между количествомвырабатываемого холода и. сухарным30 значением холодопотерь.О 15 20 25 Формула изобретения 1. Способ регулирования процесса30 разделения воздуха в криогенной установке путем изменения холодопроизводительности детандера и расходажидких продуктов разделения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с35 целью уменьшения потерь и сокращения энергозатрат на разделениевоздуха за счет повышения точности регулирования, холодопроиз"водительность детандера изменяют40 в зависимости от расхода газообразных продуктов разделения воздуха,а расход жидких продуктов разделенияизменяют в зависимости от величинытеплового дебаланса,2. Способ по и. 1, отличающ и й с я тем, что величину теплового дебаланса ойределяют по приращению холодопроиэ водительности дет андера,3, Способ по п. 1, о т л и ч а ю 50щ и й с я тем, что величину теплового дебаланса определяют по разностимежду количеством вырабатываемогохолода и суммарным значением холодопотерь,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 266729, кл. В 01 В 3/42, 1967,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2813581/26,кл, Р 25 Ю 3/04, 1979,На чертеже представлена схема дляосуществления способа регулированияпроцесса разделения воздуха в криогенной установке.Способ осуществляют следующимобразом.Воздухоразделительная установкасодержит компрессор 1, верхнюю 2 инижнюю 3 ректификационные колонны,конденсаторы 4, детандер 5, регулятор б конценТрации получаемого кисло-рода с исполнительным органом 7 игазоанализатором 8, установленнымина потоке газообразного кислородаиэ верхней колонны, регулятор 9 расхода получаемого кислорода с изме"рителем 10 расхода установленногона потоке газообразного кислорода,устройства 11-13 рассогласования,на входы которых подают соответственно текущее и требуемое количествополучаемого кислорода, исполнительный орган 14, изменяющий холодопроизводительность детандера, регулятор15 расхода жидкого кислорода с исполнительным органом 16 и измерителем17 расхода жидкого кислорода, вычислительное устройство 18, соединенноес устройством 19, определяющим вели-чину, теплового дебаланса по приращению холодопроиэводительности иуставкой регулятора 15.Регулятор б при помощи исполнительного органа 7 придерживает заданное значение концентрации получаемого газообразного кислорода.Регулятор 9 при помощи исполнительного органа 14 поддерживает заданное значение расхода получаемогогазообразного кислорода,Регулятор 15 при помощи исполнительного оргаиа 16 поддерживает заданное значение расхода жидкого кислорода.Вычислительное устройство 18 определяет необходимое заданное значениерасхода жидкого кислорода.Таким образом, при изменении тре"буемого количества газообразногокислорода регулятор 9 расхода получаемогО кислорода в соответствии ссигналом рассогласования устройства11 при помощи исполнительного органа14 изменяет холодопроизводительностьдетандера 5. Изменение холодопроизводительности приводит к отклонениюконцентрации газообразного кислородаи регулятор б концентрации получаемого кислорода при помощи исполнительного органа 7 изменяет расход газообразного кислорода, Процесс регулирования будет продолжаться до техпор, 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 предлагаемого способа на одной воз - духоразделительной установке тиа КАрориентировочно составляет 100 тыс.руб. в год.За ПП Патентф,ф, г. ужгород, ул. Проектная л 606/59 Тираж 543 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва,Ж, Раушская