空分中的变负荷控制

数字技术与应用·用技术·空分中的变负荷控制路少中刘连芳舒行科果勇(长春工业大学吉林长春130012)[摘要]以某化肥厂空分设备为例,详细介绍了自动变负荷控制系统及其工作原理,以及各关键工艺参数的实现过程;变负荷技术在空分中的应用还要受到压缩机喘振曲线的限制,进而介绍嘴振的知识,在通用性能曲线的限制下使得变负荷控制在空分设备中正常稳定的运行。关键词]空分设备自动变负荷控制系统防喘振中图分类号TQ16文献标识码]A文章编号]1007-9416(2010)06-0086-02引言较长时间的缓慢过程。若某一时刻加量过快,将会对同步电机构随着空分技术的不断发展,我国的空分工艺流程组织也经历成威胁,加量太慢又不能使尾气透平机的功率得到充分的利用了几代变革。目前出现的全低压制氧机,采用的是低温法分离针对空分装置各主要参数诸如空气量、氧气量、膨胀空气量、膨空气,由内压缩流程完成生产。其主要工艺流程包括以下几个胀空气旁通量、粗氩流量、氩馏分量、空压机排气压力和下塔阻部分:空气压缩,空气冷却,空气纯化,换热液化和低温精馏。力等的频繁变化的特点,采用适合的调节方式对这些变动的负荷目前空分行业广泛关注的是面对当前空分设备大型化程度的提进行调节,使空压机保持在适当的工况下运行高,如何减少产品气放散量,保证物料平衡,井且在不同的负荷情况下怎样控制设备的总能耗、保证整个系统安全经济运行马2闪↑是设计者着手研究的方向。1空分工艺过程(如图1)该空分设备采用常温分子筛吸附、增压透平膨胀机、料上塔和全精馏无氢制氩技术、氧氮产品内压缩流程来源于一台仅有1/3负荷能力的电机和一台具有2/3负荷尾气透平机。流程如上图所示。在上述装置刚刚启动运作时,还未曾产生尾气,所以此时空压机只是依靠同步电机拖动。如果nNRTI此时的负荷量超过同步电机所能承受的范围,电机可能有损坏的危险。随着生产过程不断进行,气体温度以及尾气量也开始增加,尾气透平机开始工作,整个系统的负荷亦随之增大2变负荷控制系统2ri由空分工艺流程可知空分系统的负荷变化范围不仅大而且是图2其中由图5可以看出,进行平滑处理后的波形外缘更加平滑,这样有利于寻找拐点。在找到相同的拐点后,利用均方差算法可求得两张波形的相似度。中2+y2s5结语物镜检测系统的研究成果大大提高了光纤熔焊机内部的镜头边缘位置p、边缘方向日可分别由下式确定的检测效率和检测精度,并且提供了一套业内检测标准。面且间P-cosa(3)接地提高光纤熔焊机的熔焊质。同时也填补了国内在光纤熔焊设备领城镜头自动检测的一项空白。sia=参考文献][]于起峰,陆宏伟,刘肖琳.基于图像的精密测量与运动测量e。s6(4)[M]北京:科学出版社,2002[2】刘桂雄,申柏华,冯云庆,等,基于改进的 Hough变换图像因此灰度值h1和h2区城之间的边缘可表示为:分割方法门]光学精密工程,2002,6(3):257-260. LIU GU- XIONG,rc。s+ysin6·P(P12P2)SHEn BO-HUA FENG YUNQING, et al. Method of image segXcos日(5) mentation based on improved hough transform[). optics Preci-3检测系统软件的设计开发sion Engineering, 2002, 6(3): 257-260在构建检测系统的硬件平台和和研究亚像寨边缘定位算法之3】张强劲,杨丹,张小洪,等,基于多尺度模棚逻辑的小波边后,物镜检测系统软件的架构如图2所示缘检测方法[J.重庆大学学报,2005,28(10):62-65. ZHANG光纤在对焦时有两种情形:一是边缘清晰,二是纤芯清晰。 QIANG-JN, YANG DAN, ZHANG XIAOHONG,etal.根据熔接机的实际工作图像,我们把焦距取在两者之间。对称 edge detection method based on multi- scale fuzzy点的寻找的依据是波形图的完全对称,如果不对称,则继续搜 Joumal of Chongqing University( Natural Science EditionlogicaL寻。由于摄像头分辨率的限制,翰出的波形图不是很平滑。因28(10):62~65此,必须在波形配对软件里对波形图像进行平滑处理。[4]朱颖,江泽涛.基于 Sobel算子的亚像素边缘检测方法[J.南由图3可以看出,光纤在对焦后是规则图形,但边缘精度要吕航空工业学院学报(自然科学版),2005,19(2):100-102.ZHU求较严格,因此,采用亚像素边缘定位算法可以对物镜做精确YING, JIANG ZE-TAO.ASub- pixel edge detection method的检测和定位based on Sobel operator J] Journal of Nanchang Institute of4波形配对软件的设计开发Aeronautical Technoiogy(Natural Science), 2005, 19(2): 100-102与检测系统配套的波形配对软件的架构如下图所示;在配对软件中,对波形上各个点之间的比较采用均方差算法,然后得出一个平均相似度。应用披求·数字技术与应用变负荷调节的关键是根据空压机所承载负荷的变化情况,确通用性能曲线如图2所示根据氧气负荷来确定分离空气量,再由分离空气景确定出出塔氮曲线方程为气嫌和氢气量。液体产量是按照工艺要求决定,根据产品量和分离空气量,井且由冷量平衡式,初步确定膨胀空气量,从面进通用性能曲线不会因为相对分子质量、进气温度、进气压力步确定膨胀空气旁通和加工空气爨的初值,由加工空气量的初等工艺参数变化而使嗒振线发生偏移。其中容易测鼍,横坐值,可以进一步校算膨胀空气量,最终确定加工空气量,由此就可以确定其他工艺参数3变负荷系统工作原理标7可转化为D,此时检测以下三个参数即P2P1h就该公司现有的空分设备控制系统由集散控制系统和基于此系能够得到不受工况影响的通用性能曲线及嗡振界限线,之后以此统的高级工艺流程控制系统组成。此流程控制系统可以在Wn-为基准再加上安全裕度可以得到防喘振控制线。dows XP环境下运行,内部集成了80%~110%负荷范围内任意压缩机的防喘振可以通过PLC实现。正常工况下,根据压缩工况点的工艺参数数学计算模型,可以实现在不同工况下系统的机此时的压力比D,通过防嗒振控制线,计算出此时流量设定安全稳定运行自动变负荷控制通常有两种方式:一种是根据某一目标被控点与入口流噩进行比较,通过比较结果确定阀的开度,从而使压量来实现产品负荷变化的自动控制即目标控制方式,另一种是人缩机入口流量大于喘振极限流量为的去改变某一被控量的设定值即指令控制方式。两者之间的区5结语空分设备流程复杂,生产过程连续性强。其中的变负荷过程复杂,指令控制方式是一种预知的、阶跃的控制方式,实现起来是二个多参数变化的复杂过程,同时空分设备变更空气量变负荷有一定的预见性,于两种方式的优点,我们通常在系统设计中机特性曲线的限制,在生产实践中将通用特性曲线应用于防振司时运自动变负荷系统运行之前,空分设备是稳定的,并且提前给控制,对工艺参数经常变化的场合,具有很好的适用性。该厂采定负衠调整速率。流程控制系统内的工艺数学模型对80%~110%用先进的自动变负荷技术大大提高了空分设备调节的稳定性,使负荷范围内的每一工况点都进行了精确计算。自动变负荷系统在能耗最大限度的降低,保证了经济性统先判[参考文献[赵大为.大型空分设备的研制开发[冶金动力,2004年第自动根据读取的当前负荷下各工艺参敬实时值,计算出达到日标6则负荷下的过程耗时;与此同时系统也会计算出目标负荷工况下的2]马志勇,罗万里.空压机负荷及防喘振控制系统[J].泸天科关键参數的目标值,并显示在关键参数控制表中的输入值栏内技.1994年第3期参数在集散控制系统上处于屏蔽状态时操作人员就会失去操作设计幅报等空分设备变鱼荷调节主要参数的关系及计算门为系统时刻变负荷而做好准备。自动变负荷系统在运行中,关键[4陈明敏,江楚标,空分设备变更氧气产量的节能操作[]深权限,当所有关键参数的目标值、模型值及实时值都达到一致后,冷技术.2002(2):20-22.即可认为变负荷控制系统的完成。4负荷调节限制5]张水护等大型空分设备自动变负荷技术应用[6刘军奋,谈空分设备自动变负荷控制技术[]深冷技术也要考虑到振曲线的限制,由于空分设备普网符性曲线和空压20194机特性曲线的双重作用,会对空压机的变负荷范围受到限制,因[7]王彦军,杨继全,离心式压缩机的防喘振控制系统[]齐齐此在实际生产运行中,整个装置的调节范围要比预期的小。从嚼哈尔大学学报第19卷第1期振机理分析来看,只要使压缩机的实际流景不小于喘振极限流量[8]魏龙,袁强离心式压缩机的喘振及控制[J风机技术,2004P,系统就不会发生喘振。也就是说当负荷减小时,采用部分年第1期回流的方法,保证Q>QP。在压缩机运行过程中工况会经常变化[作者简介从而导致原来的性能曲线以及喘振界限线也随之发生变化。所以路少中(1979.11--)女,硕土,现就读于长春工业大学电此处采用的是通用性能曲线控制法预防喵振的发生。气与电子工程学院控制理论与控制工程专业,研究方向:信号检测与倍息处理。透干机商步电机空压机以控制器图1某化肥厂离心式空气压缩机组6#