Устройство управления установкой сжижения и распределения хладагента

лицфВЮЗВ ййфйэ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИЬЧЫТИА АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 19Гурин,аев,Бычин тельство СС/00, 1980. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯУСТАНОВКОЙ СЖИЖЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯХЛАДАГЕНТА, содержащее компрессорыхладагента, блоки охлаждения, емкоти - накопители жидкого хладагентарегуляторы уровня давления, регулирующие и дроссельно-регулирующие 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 сумматоррм 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 . ф рых соединены с клапанами, установленными на линиях поступпения хлад- агента в емкости-накопители.5 О 5 20 Изобретение относится к технике разделения газов и может быть исполь эовано в автоматизированных установках сжижения и распределения хлад- агента.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 2.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 оператив. ном накоплении и распределении хладагента.Указанная цель достигается тем, что в устройстве управления установкой сжижения и распределения хладагента, содержащем компрессоры хладагента, блоки охлаждений, емкости-накопители жидкого хлад- агента, 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 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 н с управляющими сумматорами, выходы которых соединены с клапанами, установленными на линиях поступ 25 30 35 40 45 50 55 ления хладагента в емкости-накопители.На чертеже представлена технологическая схема установки сжиженияи распределения хладагента,Установка состоит иэ компрессоров 1 и 2 хпадагента, блоков 3 и 4охлаждения, емкостей-накопителей5 и 6 жидкого хладагента, блока 7управления распределением, содержащего сумматоры-ограничителя 8 и 9,задатчик 10, блок 11 селектирования меньшего сигнала, управляющиесумматоры 12 и 13, регулятор 14уровня давления, сумматор 15 задания, регуляторы 16-20 уровня давления, регулирующих клапанов 21и 22, дроссельно-регулирующих клапанов 23-27,Предлагаемая установка работает следующим образом.Хладагент высокого давления с линий 28 и 29 нагнетания компрессорови 2 поступает в коллектор 30 и в технологические линии 31 и 32 охлаждения, направляясь в блоки 3 и 4 охлаждения, где охлаждаетсяодо -169 С. (Все технологические параметры даны для азота). Затем хладагент высокого давления дроссе. лируется на дроссельно-регулирующих клапанах 23 и 24 от 6,0 до 0,3- 0,4 МПа и поступает в парожидкостном виде при -190 С в емкости-иаковпители 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 емкостей- накопителей 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 обратногопотока и отдавая свой холод потокам хладагента высокого давления.Работа установки снижения 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 емкостях- накопителях 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 сумматора 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 пошкого хладагента в емкостях- накопителях 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 сигйал 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 сумматора 12 уменьшается, что приводит к прикрытию дросселъно-регулирующего клапана 23.Давление в коллекторе 30 нагнетания компрессоров возрастает, Регуля. тор 14 уровня давления увеличивает выходной сигнал, приоткрывая клапаны 23 и 24, и восстанавливает давление нагнетания компрессоров 1 и 2. В результате этого расход хладагента высокого давления в емкостьнакопитель 5 уменьшится.11 ри дальнейшем накоплении уроння в емкости-накопителе 5 можетпроизойти уравнивание сигналов навходы управляющего сумматора 12 .свыходов регулятора 14 уровня давления и сумматора-ограничителя 8, 10клапан 23 закрывается и давлениенагнетания компрессоров 1 и 2 поддерживается клапаном 24. Весь хладагент высокого давления поступаетпосле охлаждения в емкость-накопитель 6 и уровень в ней возрастает, 15при превьппении сигнала с регулятора 17 уровня давления 0,5 появляется сигнал на выходе сумматораограничителя 9 и, соответственно,на выходе блока 11 селектирования 20 меньшего сигнала. Причем, покавыход сумматора-ограничителя 9меньше выхода сумматора-ограничителя 8 выход блока 11 селектирования меньшего сигнала равен выходу 2 сумматора-ограничителя 9. Величинасигнала задания регулятору 14 уровня давления понижается, что приводит к увеличению его выходногосигнала. Сигнал с выхода управляю- ЗО щего сумматора 13 будет соответствовать сигналу с выхода регулятора14 уровня давления, а сигнал свыхода управляющего сумматора 12будет меньше этого сигнала на величину сигнала с выхода блока 11 селектировання меньшего сигнала.Давление нагнетания компрессоров 1 и 2 понижается вследствиеувеличения расхода хладагента высо.4 В кого давления ввиду приоткрыванияклапанов 23 и 24. Это приводит кувеличению ларообраэованиа хладагента при дросселироваиии на дрес"сельно-регулирующих клапанах 23 45 и 24 и уменьшению жидкого хладагеита, накапливаемого в емкостях-како"пителях 5 и 6.При минимальной потребности вжидком хладагеите уровень его в ем- Я костях-накопителях возрастает и пристремлении выходных сигналов пропорциональных регуляторов 16 и 17уровня давления к 1, давление нагнетания компрессоров поддерживается Я минимальньеа, При понижении уровнейжидкого хладагента хотя бы в однойиз емкостей-накопителей 5 и 6 рабо 1та установки аналогична описанной,1157322 Составитель Б. КаклюгинТехред 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, Раушская наб., д, 4/5Филиал НЛП "Натент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но только в обратной последовательности.В случае, если давление нагнетания компрессоров 1 и 2 превышает максимально допустимое значение, то регулятор 8 уровня давления, воздействуя на регулирующий клапан 25, поддерживает это 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.