Способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 960504 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 04,12 80 (21) 3244916/23 26 .с присоединением заявки РЙ(5)М. Кл. Г 25,1 3/046 05 О 27/00 3 Ьоударотвкииый комитет СССР ио делам изооретеиий и открытийГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИВ КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКЕ Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами химической, металлургической промышленности и может быть применено, например, в установках разделения воздуха большой производительнос. ти предназначенных для одновременного получе ния жидких и газообразных продуктов разделения воздуха.Известен способ автоматического регулирования процесса разделения воздуха на криогенных установках с детандером, несколькими ректификационными колоннами и конденсатора. ми - испарителями, заключающийся в изменении холодопроизводительности детацдера в зависи-мости от уровня жидкости в нижней части верхней колонны, соединенной с конденсато. ром - испарителем по принципу сообщающихся сосудов, при поддержании постоянных значений уровней в нижней ректификационной колонне и во всех остальцых аппаратах воздухоразделительной установки Ц .Недостатком известного способа управления является то, что для всех режимов работы установки поддерживается постоянное наибольшее значение уровня жидкости в конденсаторе -испарителе, соответствующее, наименьший извсех возможных и данном рабочем диапазонеизменения производительности тепловой нагрузки конденсатора-испарителя,5 Наиболее близким .по технической сущностик изобретению является .способ регулированияпроцесса разделения воздуха на криогенныхустановках .с детандером, ректификационнымиколоннами и конденсаторами - испарителями,заключающийся в изменении холодопроизводи.тельности детандера, в зависимости от уровняжидкости в нижней ректификационной колон.не при поддержании постоянного уровня вверхней колонне Щ.Недостатком данного способа является то,что для режимов работы, отличных от режимас минимальной тепловой нагрузкой, эффектив.ность работы установки снижается, так как2 в каждому РежимУ Работы установки соответствует определенный оптимальный уровень жид.кости в конденсаторе в испарите, обеспечиваю,- щий минимальное давление конденсации-присоблюдении условий взрывобезопасности. При.3 960504 4й нагрузки при неизмен- значение тепловой нагрузки, давление кипеконденсаторе - испарите. ния от датчика 12 давления подают в вычистакому увеличению лительный блок 8. В вычислительном блоке 8на которое не рассчи- определяется оптимальное значение уровняконденсатора. 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 сдля данной тепловой0 текущим значением уровня жидкости в конденсаторе - испарителе измеряемым датчиком 13,и так же к сужению:паропроизводительности сигнал рассогласования подают на вход регуя иэ - за возрастаниялятора 5, который формирует управляющийпри больших нагрузках.сигнал, воздействующий на исполнительный15 орган 6, Значение тепловой нагрузки можноснижение энергозатратрасширение диапазона . также найти, подавая текущую информациюучшение условий взрыот датчика расхода азота, поступающего на конденсацию в конденсатор - испаритель, в вычислительный блок 7, либо, подавая в блок 7остигается тем, что,изменении режима ра.20 информацию от датчика расхода кислорода,выходящего из конденсатора - испарителя. Опляют оптимальное знатимальное значение уровня жидкости можнов конденсаторе - испатакже определять, дополнительно учитываят его тепловой наинформацию, поступающую, от датчиков конения, сравнивают с текутветствии с величиной25 центрации азота и кислорода, подавая значениеия корректируют заданконцентраций и давления в блЬк 8.Использование изобретения позволит приидкости.уменьшении давления в компрессоре на 0,1 -ую нагрузку конденсаляют в зависимости от0,2 ати и расширении диапазона работы устаого воздуха и расходаЭ 0 новки снизить затраты электроэнергии на 0,5 -1,5% и получить экономический эффект в размере 400 - 550 тыс. руб. в год от десяти уста,новок разделения воздуха. Формула изобретения 40 45 50 чем увеличение тепловоном значении уровня вле, может привести ккратности циркуляции,тана спускная системанедостатки .приводят крат на получение продудуха, так как приходитсколько завышенное дапо сравненито с давлениоптимальному уровнюнагрузки конденсатора,возможного диапазонаконденсатора - испарителкратности циркуляцииЦель изобретения -на разделение воздуха,работы установки и улвобсзопасности,Поставленная цель дсогласно способу, приботы установки опредечение уровня жидкостирителе в зависимости огрузки и давления кипщим значением и в соои знаком рассогласованное значение уровня жКроме того, тепловГ)тора-испарителя опредерасхода перерабатываемдетандерного потока.Тепловую нагрузкумости от расходов азота, поступающего наконценсацию в конденсатор - испаритель, либорасхода кислорода, выходящего из конденсатораЭ 5испарителя.Оптимальное значение уровня жидкости определяют в зависимости от тепловой нагрузки,давления кипения, значения концентрации кислорода и азота в конденсаторе - испарителе.На чертеже изображена схема реализациипредлагаемого способа.Система управления процессом разделениявоздуха содержит конденсатор в испарите 1,соединенный по принципу сообщающихсясосудов с верхней ректификационной колонной 2, нижнюю ректификационную колонну 3,детанйер 4, регулятор 5 уровня жидкости вверхней 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 11 расхода детандерного потока подают в вычис. лительный блок 7, где рассчитывают текущее 1, Способ регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке с детандером ректификационными колоннами и конденсаторами - испарителями путем поддержанияпостоянного уровня жидкости в конденсаторе -испарителе, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что с целью снижения энергозатрат на разделение воздуха, расширения диапазона работы .установки и улучшения условий взрывобезопасности, определяют оптимальное значение уровня жидкости в конденсаторе в испарите в зави.симости от его тепловой нагрузки и давлениякипения, сравнивают с текущим значением ив соответствии с величиной и знаком рассог.ласования корректируют заданное значениеуровня жидкости,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что тепловую нагрузку определяютв зависимости от расхода перерабатываемоговоздуха и расходадетандерного потока.3, Способ по и. 1, о т л и ч, а ю щ и й с ятем, что тепловую нагрузку определяют в эа.висимости от расхода азота, поступающего на . конденсацию в конденсатор - исларитель.4, Способ по и, 1, о т л н ч а ю щ и й . с я тем, что тепловую нагрузку определяют в зависимости от расхода кислорода, выходя- З щего 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 тепло. Сырых Составитель Редактор А, Коэориа Техред А.АчКорректор Ю, Макарен Тираж НИИПИ Государств по делам изобрете 3035, Москва, Ж.35 5 Заказ 7240/4 ета СССРйнаб, д нного комний и открь Раув ская род, ул, Проектн илиал ППП "Патент", г. У 960504 Ьвой нагрузки, давления кипения, эначейия,концентрации кислорода и азота в конденсаторе-испарителе.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Глиманенко Д. М, Получение кислорода,М "Химия", 1965, с. 691-693,2. Авторское свидетельство СССР,по заявкеМ 283581/23 - 26, кл, Р 25,1 3/04, 1979.