空分塔平衡级节能控制系统及方法

摘要

一种空分塔平衡级节能控制系统，包括与空分塔连接的现场智能仪表、以及控制站、数据库和上位机，上位机包括信号采集模块，节能控制模块，过程：设定塔的结构参数和操作参数，指定进料空气流量初值；假定各塔板液相组成；对每一个塔板，分别由泡点法计算其平衡温度和汽相组成、汽液相的焓值；由式(1)(2)计算各塔板的汽液相流量；判断下式(3)是否成立，如果成立，则继续，否则，更新各塔板液相组成；判断产品氮气、氧气的纯度是否满足约束，如果不满足则结束迭代，输出结果，如果满足则将空气进料流量增加一个迭代步长Δ。以及提出了一种空分塔平衡级节能控制方法。本发明在当前生产工况条件下使得空分塔单位能耗最小、并提高节能性。

主权项

一种空分塔平衡级节能控制系统，包括与空分塔连接的现场智能仪表、以及控制站、数据库和上位机，智能仪表与控制站、数据库、上位机连接，其特征在于：所述的上位机包括：信号采集模块，用以采集当前生产工况数据；节能控制模块，用以节能控制，采用以下过程来完成：1)设定塔的结构参数和操作参数，指定进料空气流量初值；2)假定各塔板液相组成；3)对每一个塔板，分别由泡点法计算其平衡温度和汽相组成；4)对每一个塔板，分别计算汽液相的焓值；5)由式(1)(2)计算各塔板的汽液相流量： V j + 1 H j + 1 G + U j - 1 H j - 1 L + F j H j F - ( V j + S j G ) H j G - ( U j + S j L ) H j L - Q j = 0 - - - ( 1 ) V j + 1 + U j - 1 + F j G + F j L - ( V j + S j G ) - ( U j + S j L ) = 0 - - - ( 2 ) 其中，V表示汽相流量，U表示液相流量，F表示进料流量，HF表示进料焓值，S表示侧提流量，HG和HL分别是汽液相焓值，下标j-1、j、j+1分别表示第j-1、j、j+1块板，上标L表示液相，上标G表示汽相，Q表示塔板传出的热量；6)判断下式(3)是否成立，如果成立，则继续7)，否则，更新各塔板液相组成，返回3)迭代； V j + 1 y i , j + 1 + U j - 1 x i , j - 1 + F j z i , j - ( V j + S j G ) y i , j - ( U j + S j L ) x i , j < 0.0001 - - - ( 3 ) 其中，x是液相组成，y是汽相组成，z是进料组成，下标i＝1、2、3表示组分，依次对应氮、氩、氧；7)判断产品氮气、氧气的纯度是否满足约束，如果不满足则结束迭代，输出结果，前一步的进料空气流量即为最大空气进料量，如果满足则将空气进料流量增加一个迭代步长Δ，返回2)继续迭代。