文档介绍：空分热负荷增加进气量增多 [空分中的变负荷控制]

　　摘要:以某化肥厂空分设备为例,具体介绍了自动变负荷控制系统及其工作原理,和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,进而介绍喘振的知识,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
　　引言
　　伴随空分技术的不停发展,中国的空分工艺步骤组织也经历了几代变革。现在出现的全低压制氧机,采取的是低温法分离空气,由内压缩步骤完成生产。其关键工艺步骤包含以下多个部分:空气压缩、空气冷却、空气纯化、换热液化和低温精馏。现在空分行业广泛关注的是面对目前空分设备大型化程度的提升,怎样降低产品气放散量,确保物料平衡,而且在不一样的负荷情况下怎样控制设备的总能耗、确保整个系统安全经济运行是设计者着手研究的方向。
　　空分工艺过程
　　该空分设备采取常温分子筛吸附、增压透平膨胀机、规整填料上塔和全精馏无氢制氩技术、氧氮产品内压缩步骤。其动力于一台仅有1/3负荷能力的电机和一台含有2/3负荷能力的尾气透平机。步骤如上图所表示。在上述装置刚刚开启运作时,还未曾产生尾气,因此此时空压机只是依靠同时电机拖动。假如此时的负荷量超出同时电机所能承受的范围,电机可能有损坏的危险。伴随生产过程不停进行,气体温度和尾气量也开始增加,尾气透平机开始工作,整个系统的负荷亦随之增大。
　　变负荷控制系统
　　由空分工艺步骤可知空分系统的负荷改变范围不但大而且是较长时间的缓慢过程。若某一时刻加量过快,将会对同时电机组成威胁,加量太慢又不能使尾气透平机的功率得到充足的利用。针对空分装置各关键参数诸如空气量、氧气量、膨胀空气量、膨胀空气旁通量、粗氩流量、氩馏分量、空压机排气压力和下塔阻力等的频繁改变的特点,采取适合的调整方法对这些变动的负荷进行调整,使空压机保持在合适的工况下运行。
　　变负荷调整的关键是依据空压机所承载负荷的改变情况,确定目前的加工空气量和其它工艺参数。详细过程介绍以下:首先依据氧气负荷来确定分离空气量,再由分离空气量确定出出塔氮气量和氩气量。液体产量是根据工艺要求决定, 依据产品量和分离空气量, 而且由冷量平衡式,初步确定膨胀空气量, 从而深入确定膨胀空气旁通量和加工空气量的初值。由加工空气量的初值, 能够深入校算膨胀空气量, 最终确定加工空气量, 由此就能够确定其它工艺参数。
　　变负荷系统工作原理
　　该企业现有的空分设备控制系统由集散控制系统和基于此系统的高级工艺步骤控制系统组成。此步骤控制系统能够在Windows XP环境下运行,内部集成了80%～110%负荷范围内任意工况点的工艺参数数学计算模型,能够实现在不一样工况下系统的安全稳定运行。
　　自动变负荷控制通常有两种方法:一个是依据某一目标被控量来实现产品负荷改变的自动控制即目标控制方法;另一个是人为的去改变某一被控量的设定值即指令控制方法。二者之间的区分在于目标控制方法是一个随机的、连续的控制,实现起来较为复杂;指令控制方法是一个预知的、阶跃的控制方法,实现起来有一定的预见性。基于两种方法的优点,我们通常在系统设计中同时利用,使效率安全性上全部得到很大的提升。
　　自动变负荷系统运行之前,空分设备是稳定的,而