چکیده
نقطه تشخیص دما مورد استفاده توسط واحد جداسازی هوا بر اساس اصل تعادل گاز مایع تقطیر است. از طریق عملکردی که یک مکاتبات تعادل مایع گازی را با اجزای ماده ارائه می دهد ، به طور غیرمستقیم روند تغییرات ترکیب مواد را منعکس می کند و به طور مستقیم و سریع به فرآیند واقعی پاسخ می دهد. این فرآیند دارای ارزش فوق العاده ای است. متغیرهای کنترل مورد استفاده می توانند به طور مستقیم و مؤثر به شرایط تقطیر برج تقطیر پاسخ دهند ، که به بهینه سازی نتایج تشخیص و اجرای حلقه کنترل فرآیند کمک می کند. این یک روش کنترل اتوماسیون فرآیند با مقدار کاربرد گسترده است. در این مقاله به تجزیه و تحلیل طرح کنترل آبشار دمای برج تقطیر واحد جداسازی هوا می پردازیم.
آشنایی با فناوری پس زمینه واحد جداسازی هوا
درواحد جداسازی هوابه طور عمده از نقاط مختلف جوش اکسیژن ، نیتروژن و آرگون در هوا استفاده می کند تا هوا را مایع کند ، و سپس تا حدی تبخیر و تا حدی هوا را چندین بار متراکم می کند و از این طریق اکسیژن ، نیتروژن و آرگون را در هوا جدا می کند. این روش تقطیر کرایوژنیک نامیده می شود. برج تقطیر اصلی متوجه جداسازی اکسیژن و نیتروژن در هوا می شود و در عین حال اجزای مواد اولیه را برای استخراج آرگون تولید می کند. مواد اولیه برای از بین بردن اکسیژن و نیتروژن موجود در آن به سیستم تقطیر آرگون منتقل می شوند. روش استخراج آرگون همچنین تقطیر کرایوژنیک را اتخاذ می کند.
واحد فرآیند هسته واحد جداسازی هوا سیستم تقطیر است و برج تقطیر تجهیزات اصلی است. در عمل ، تغییر در جریان هوا پردازش و ساختار محصول بر فرآیند تقطیر تأثیر می گذارد. وضعیت عملیاتی برج تقطیر اصلی واحد جداسازی هوا عامل اصلی مؤثر بر تقطیر آرگون است. تنها با اطمینان از اینکه برج تقطیر اصلی در بهترین حالت فرآیند عملیاتی قرار دارد می تواند تقطیر سیستم استخراج آرگون و عملکرد طبیعی کندانسور آرگون خام تضمین شود.
تعامل بین برج تقطیر اصلی و برج تقطیر آرگون
In the gas components of the raw material fraction of the argon distillation tower, if the nitrogen content exceeds the design value, it will cause abnormal heat exchange in the crude argon tower top condenser, causing a large process change in the flow rate of the argon fraction extracted from the main distillation tower, which will not only cause the argon extraction distillation tower to fail to work properly, but also cause abnormal distillation conditions of the برج تقطیر اصلی اگر شرایط کار بدتر شود ، بر جداسازی اکسیژن و نیتروژن در برج تقطیر اصلی تأثیر می گذارد و حتی باعث می شود که اکسیژن و نیتروژن دستگاه نتواند به طور عادی به قسمت خارج عرضه شود ، که تأثیر منفی بر تولید پایدار واحد جداسازی هوا دارد.
کنترل خودکار دمای حساسیت برج تقطیر اصلی اتخاذ شده در این مقاله بر اساس لزوم تثبیت برج تقطیر اصلی جداسازی هوا است و پیشرفت ها و تحولات فنی برای دستیابی به کنترل مؤثر در شرایط تقطیر واحد جداسازی هوا انجام می شود. به عنوان ماده منبع سیستم تقطیر آرگون ، هنگامی که مؤلفه نیتروژن کسری آرگون خام از استاندارد فراتر رود ، باعث نوسانات فرآیند جدی می شود که به آن "پلاگین نیتروژن" گفته می شود. فقط با کنترل مؤثر تقطیر برج تقطیر اصلی می توان از وقوع شرایط غیر طبیعی "وصل کردن نیتروژن" جلوگیری کرد و اثر پیشگیرانه ای بازی کرد.
فرآیند اجرای طرح کنترل
فرآیند اجرای خاص:
تنظیم حلقه کنترل آبشار فرآیند از طریق سیستم کنترل اتوماتیک (DCS) ورودی حلقه کنترل فرآیند اصلی را به نقطه تشخیص دما از نقطه حساس برج تقطیر اصلی ، جریان استخراج نیتروژن مایع از برج تقطیر اصلی را به عنوان متغیر خروجی کنترل نیتروژن مایع ، به عنوان یک حلقه کنترل نیتروپپلوژنی مایع بر اساس اصلاحات NITPOLIARY بر روی مبدمه اصلاحات NITPOLIARIARY بر روی مبدمه اصلاحات NITOGENIARIARIARIARY به عنوان یک حلقه کنترل نیتروژن مایع استفاده کنید. خروجی جریان استخراج توسط حلقه کنترل فرآیند اصلی با جریان محصول نیتروژن مایع تنظیم شده در یک محدوده خاص جبران می شود به طوری که مقدار استخراج محصول نیتروژن نهایی مایع بر مقدار رفلکس نیتروژن مایع از برج تقطیر اصلی تغییر می کند ، نسبت ریفلاکس برج تقطیر اصلی را تغییر می دهد و در نهایت متوجه می شود کنترل دقیق دمای حساسیت برج تقطیر اصلی.
طراحی حلقه های کنترل فرآیند اصلی و کمکی برای متغیرهای برج تقطیر اصلی
نقطه حساس برج تقطیر اصلی موقعیتی است که گرادیان غلظت بیشترین میزان را در تمام لایه های بسته بندی تقطیر برج تقطیر تغییر می دهد. دمای نقطه حساس حداکثر نقطه تغییر شیب غلظت است و دمای مربوطه آن دمای برج در نمودار فاز تعادل گاز مایع تقطیر است. داده های دمای نقطه حساس برج تقطیر اصلی شناسایی شده توسط DCS با داده های نظری طراحی شده مقایسه شده است و کنترل PID (دیفرانسیل انتگرال متناسب) حلقه کنترل فرآیند اصلی در داخل DCS می تواند استفاده شود. حلقه کنترل فرآیند اصلی به عنوان TIC1717 تعریف شده است ، و خروجی PID مربوطه کنترل جریان محصول نیتروژن مایع است که از برج فوقانی خارج شده است. بر اساس مقدار مشخص شده از محصول نیتروژن مایع FIC1630 استخراج شده از برج فوقانی ، همراه با میزان جبران خروجی کنترل PID TIC1717 ، مقدار تعیین شده FIC1630 آبشار و جبران می شود ، که می تواند کنترل نسبت ریفلاکس برج تقطیر اصلی را تحقق بخشد.
اقداماتی برای جلوگیری از تأخیر بزرگ و تنظیم بیش از حد کنترل فرآیند
اقدامات برای جلوگیری از تاخیر بزرگ:
داده های دمای شناسایی شده توسط انتهای تشخیص حلقه کنترل TIC1717 را به دمای ترمودینامیکی تبدیل کنید
فاکتور تقویت را برای بهبود حساسیت داده های تشخیص تنظیم کنید. خروجی نیتروژن مایع را به عنوان متغیر کنترل انتخاب کنید زیرا بر نسبت ریفلاکس برج فوقانی به سرعت و به طور مؤثر تأثیر می گذارد. اقدامات برای جلوگیری از تنظیم بیش از حد:
برای خروجی حلقه کنترل فرآیند اصلی TIC1717 محدوده محدودی بگیرید
برنامه نویسی ماژول محدودیت محدوده خروجی کنترل
محدوده طراحی را بر اساس خروجی نیتروژن مایع محصول واحد جداسازی هوا تعریف کنید
پایان
در کنترل ابزارهای اتوماسیون صنعتی و کنتورها ، با بهینه سازی مداوم مسیر کنترل و بهبود دقت کنترل ، می توان پتانسیل ابزارها و کنتورها را بهتر کرد. این طرح کنترل آبشار از ایده های مهندسان ارشد فرآیند ناشی می شود. پرسنل فنی باید به طور سیستماتیک الزامات کنترل فرآیند را تجزیه و تحلیل کنند ، پتانسیل تجهیزات دستگاه را کشف کنند و اطمینان حاصل کنند که تجهیزات هنوز هم می توانند در یک محیط تولید صنعتی پیچیده و قابل تغییر کار کنند. از طریق نوآوری فن آوری ، ابزارهای اتوماسیون و کنتورها می توانند نقش مهمی در تولید صنعتی آینده داشته باشند.
