Tóm tắt
Điểm phát hiện nhiệt độ được sử dụng bởi đơn vị tách không khí dựa trên nguyên tắc của trạng thái cân bằng khí-lỏng chưng cất. Thông qua chức năng thể hiện sự tương ứng cân bằng khí-lỏng với các thành phần vật liệu, nó phản ánh gián tiếp xu hướng thay đổi thành phần vật liệu và đáp ứng trực tiếp và nhanh chóng với quá trình thực tế. Quá trình này có giá trị vượt trội. Các biến điều khiển được sử dụng có thể đáp ứng trực tiếp và hiệu quả với các điều kiện chưng cất của tháp chưng cất, giúp tối ưu hóa kết quả phát hiện và thực hiện của vòng điều khiển quá trình. Đó là một phương thức kiểm soát tự động hóa quá trình với giá trị ứng dụng rộng. Bài viết này phân tích sơ đồ điều khiển tầng của nhiệt độ tháp chưng cất của đơn vị tách không khí.
I. Giới thiệu về công nghệ nền của đơn vị tách không khí
Ii. Tương tác giữa tháp chưng cất chính và tháp chưng cất argon
Iii. Quá trình thực hiện sơ đồ kiểm soát
Iv. Thiết kế các vòng điều khiển quy trình chính và phụ trợ của các biến tháp chưng cất chính
V. Các biện pháp để ngăn chặn độ trễ lớn và điều chỉnh quá mức của kiểm soát quá trình
Vi. Phần kết luận
Giới thiệu về công nghệ nền của đơn vị tách không khí
CácĐơn vị tách không khíChủ yếu sử dụng các điểm sôi khác nhau của oxy, nitơ và argon trong không khí để hóa lỏng không khí, sau đó bay hơi một phần và ngưng tụ một phần không khí nhiều lần, do đó tách oxy, nitơ và argon trong không khí. Phương pháp này được gọi là chưng cất đông lạnh. Tháp chưng cất chính nhận ra sự phân tách oxy và nitơ trong không khí, đồng thời tạo ra các thành phần nguyên liệu thô để chiết xuất argon. Nguyên liệu thô sẽ được vận chuyển đến hệ thống chưng cất argon để loại bỏ oxy và nitơ trong đó. Phương pháp khai thác argon cũng áp dụng chưng cất đông lạnh.
Đơn vị quy trình cốt lõi của đơn vị tách không khí là hệ thống chưng cất và tháp chưng cất là thiết bị cốt lõi. Trong hoạt động, những thay đổi trong luồng không khí và cấu trúc sản phẩm sẽ ảnh hưởng đến quá trình chưng cất. Tình trạng hoạt động của tháp chưng cất chính của đơn vị tách không khí là yếu tố chính ảnh hưởng đến chưng cất argon. Chỉ bằng cách đảm bảo rằng tháp chưng cất chính ở trạng thái quy trình vận hành tốt nhất, việc chưng cất hệ thống khai thác argon và hoạt động bình thường của thiết bị ngưng tụ argon thô.
Tương tác giữa tháp chưng cất chính và tháp chưng cất argon
Trong các thành phần khí của phần nguyên liệu thô của tháp chưng cất argon, nếu hàm lượng nitơ vượt quá giá trị thiết kế, nó sẽ gây ra sự trao đổi nhiệt bất thường trong bộ phận ngưng tụ trên đỉnh Argon, gây ra sự thay đổi của dòng chảy ab. Tháp chưng cất chính Nếu điều kiện làm việc xấu đi, ảnh hưởng đến việc tách oxy và nitơ trong tháp chưng cất chính, và thậm chí gây ra các sản phẩm oxy và nitơ của thiết bị không thể được cung cấp thông thường cho bên ngoài, có tác động tiêu cực đến việc sản xuất ổn định của bộ phận phân tách không khí.
Việc kiểm soát tự động nhiệt độ độ nhạy của tháp chưng cất chính được áp dụng trong bài viết này dựa trên sự cần thiết phải ổn định tháp chưng cất chính của tách không khí, và các cải tiến và phát triển kỹ thuật được thực hiện để đạt được kiểm soát hiệu quả các điều kiện chưng cất của đơn vị tách không khí. Là vật liệu nguồn của hệ thống chưng cất argon, một khi thành phần nitơ của phần Argon thô vượt quá tiêu chuẩn, nó sẽ gây ra sự biến động của quá trình nghiêm trọng, được gọi là "phích cắm nitơ". Chỉ bằng cách kiểm soát hiệu quả việc chưng cất của tháp chưng cất chính, sự xuất hiện của các điều kiện làm việc bất thường của "cắm nitơ" mới được tránh và hiệu quả phòng ngừa được chơi.
Quá trình thực hiện sơ đồ kiểm soát
Quá trình thực hiện cụ thể là:
Đặt vòng điều khiển tầng quy trình qua Hệ thống điều khiển tự động (DCS) Đặt đầu vào của vòng điều khiển quá trình chính thành điểm phát hiện nhiệt độ của điểm nhạy cảm của tháp chưng cất chính lấy luồng chiết xuất nitơ của chất lỏng đầu ra, sản lượng chiết xuất nitơ lỏng bằng vòng lặp điều khiển quá trình chính được bù bằng lưu lượng sản phẩm nitơ chất lỏng đặt trong một phạm vi nhất định để lượng chiết xuất sản phẩm nitơ lỏng cuối cùng có ảnh hưởng đến độ trào hóa nitơ của Tower của Tower Tater
Thiết kế các vòng điều khiển quy trình chính và phụ trợ cho các biến tháp chưng cất chính
Điểm nhạy cảm của tháp chưng cất chính là vị trí mà độ dốc nồng độ thay đổi nhiều nhất trên tất cả các lớp đóng gói của tháp chưng cất. Nhiệt độ điểm nhạy cảm là điểm tối đa của sự thay đổi độ dốc nồng độ và nhiệt độ tương ứng của nó là nhiệt độ tháp trên sơ đồ pha cân bằng khí-lỏng của khí. Dữ liệu về nhiệt độ của điểm nhạy cảm của tháp chưng cất chính được phát hiện bởi DCS được so sánh với dữ liệu lý thuyết được thiết kế và kiểm soát PID (phân biệt tích phân tỷ lệ) của vòng điều khiển quá trình chính có thể được sử dụng bên trong DCS. Vòng điều khiển quá trình chính được định nghĩa là TIC1717 và đầu ra PID tương ứng là điều khiển dòng chảy của sản phẩm nitơ lỏng được đưa ra khỏi tháp trên. Dựa trên giá trị nhất định của sản phẩm nitơ lỏng FIC1630 được chiết xuất từ tháp trên, kết hợp với lượng bù của đầu ra điều khiển PID của TIC1717, giá trị đặt của FIC1630 được xếp tầng và bù, có thể nhận ra điều khiển tỷ lệ hồi lưu của tháp chưng cất chính.
Các biện pháp để ngăn ngừa độ trễ lớn và điều chỉnh quá mức của kiểm soát quá trình
Các biện pháp để ngăn ngừa độ trễ lớn:
Chuyển đổi dữ liệu nhiệt độ được phát hiện bằng đầu phát hiện của vòng điều khiển TIC1717 thành nhiệt độ nhiệt động
Đặt hệ số khuếch đại để cải thiện độ nhạy của dữ liệu phát hiện. Chọn đầu ra nitơ lỏng làm biến điều khiển vì nó ảnh hưởng đến tỷ lệ trào ngược của tháp trên một cách nhanh chóng và hiệu quả. Các biện pháp ngăn chặn điều chỉnh quá mức:
Lấy phạm vi giới hạn cho đầu ra của vòng điều khiển quy trình chính TIC1717
Lập trình mô -đun giới hạn phạm vi đầu ra điều khiển
Xác định phạm vi thiết kế dựa trên sản lượng nitơ lỏng của sản phẩm đơn vị tách không khí
Phần kết luận
Trong việc kiểm soát các công cụ và mét tự động hóa công nghiệp, bằng cách liên tục tối ưu hóa đường dẫn điều khiển và cải thiện độ chính xác của kiểm soát, tiềm năng của các công cụ và mét có thể được tác dụng tốt hơn. Chương trình kiểm soát Cascade này xuất phát từ các ý tưởng của các kỹ sư quy trình cao cấp. Nhân viên kỹ thuật cần phân tích một cách có hệ thống các yêu cầu kiểm soát quá trình, khám phá tiềm năng của thiết bị thiết bị và đảm bảo rằng thiết bị vẫn có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy trong môi trường sản xuất công nghiệp phức tạp và có thể thay đổi. Thông qua đổi mới công nghệ, các công cụ tự động hóa và mét có thể đóng một vai trò quan trọng hơn trong sản xuất công nghiệp trong tương lai.
