數(shù)字技術與應用·用技術·空分中的變負荷控制路少中劉連芳舒行科果勇(長春工業(yè)大學吉林長春130012)[摘要]以某化肥廠空分設備為例,詳細介紹了自動變負荷控制系統(tǒng)及其工作原理,以及各關鍵工藝參數(shù)的實現(xiàn)過程;變負荷技術在空分中的應用還要受到壓縮機喘振曲線的限制,進而介紹嘴振的知識,在通用性能曲線的限制下使得變負荷控制在空分設備中正常穩(wěn)定的運行。關鍵詞]空分設備自動變負荷控制系統(tǒng)防喘振中圖分類號TQ16文獻標識碼]A文章編號]1007-9416(2010)06-0086-02引言較長時間的緩慢過程。若某一時刻加量過快,將會對同步電機構隨著空分技術的不斷發(fā)展,我國的空分工藝流程組織也經(jīng)歷成威脅,加量太慢又不能使尾氣透平機的功率得到充分的利用了幾代變革。目前出現(xiàn)的全低壓制氧機,采用的是低溫法分離針對空分裝置各主要參數(shù)諸如空氣量、氧氣量、膨脹空氣量、膨空氣,由內(nèi)壓縮流程完成生產(chǎn)。其主要工藝流程包括以下幾個脹空氣旁通量、粗氬流量、氬餾分量、空壓機排氣壓力和下塔阻部分:空氣壓縮,空氣冷卻,空氣純化,換熱液化和低溫精餾。力等的頻繁變化的特點,采用適合的調(diào)節(jié)方式對這些變動的負荷目前空分行業(yè)廣泛關注的是面對當前空分設備大型化程度的提進行調(diào)節(jié),使空壓機保持在適當?shù)墓r下運行高,如何減少產(chǎn)品氣放散量,保證物料平衡,井且在不同的負荷情況下怎樣控制設備的總能耗、保證整個系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行馬2閃↑是設計者著手研究的方向。1空分工藝過程(如圖1)該空分設備采用常溫分子篩吸附、增壓透平膨脹機、料上塔和全精餾無氫制氬技術、氧氮產(chǎn)品內(nèi)壓縮流程來源于一臺僅有1/3負荷能力的電機和一臺具有2/3負荷尾氣透平機。流程如上圖所示。在上述裝置剛剛啟動運作時,還未曾產(chǎn)生尾氣,所以此時空壓機只是依靠同步電機拖動。如果nNRTI此時的負荷量超過同步電機所能承受的范圍,電機可能有損壞的危險。隨著生產(chǎn)過程不斷進行,氣體溫度以及尾氣量也開始增加,尾氣透平機開始工作,整個系統(tǒng)的負荷亦隨之增大2變負荷控制系統(tǒng)2ri由空分工藝流程可知空分系統(tǒng)的負荷變化范圍不僅大而且是圖2其中由圖5可以看出,進行平滑處理后的波形外緣更加平滑,這樣有利于尋找拐點。在找到相同的拐點后,利用均方差算法可求得兩張波形的相似度。中2+y2s5結(jié)語物鏡檢測系統(tǒng)的研究成果大大提高了光纖熔焊機內(nèi)部的鏡頭邊緣位置p、邊緣方向日可分別由下式確定的檢測效率和檢測精度,并且提供了一套業(yè)內(nèi)檢測標準。面且間P-cosa(3)接地提高光纖熔焊機的熔焊質(zhì)。同時也填補了國內(nèi)在光纖熔焊設備領城鏡頭自動檢測的一項空白。sia=參考文獻][]于起峰,陸宏偉,劉肖琳.基于圖像的精密測量與運動測量e。s6(4)[M]北京:科學出版社,2002[2】劉桂雄,申柏華,馮云慶,等,基于改進的 Hough變換圖像因此灰度值h1和h2區(qū)城之間的邊緣可表示為:分割方法門]光學精密工程,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檢測系統(tǒng)軟件的設計開發(fā)sion Engineering, 2002, 6(3): 257-260在構建檢測系統(tǒng)的硬件平臺和和研究亞像寨邊緣定位算法之3】張強勁,楊丹,張小洪,等,基于多尺度模棚邏輯的小波邊后,物鏡檢測系統(tǒng)軟件的架構如圖2所示緣檢測方法[J.重慶大學學報,2005,28(10):62-65. ZHANG光纖在對焦時有兩種情形:一是邊緣清晰,二是纖芯清晰。 QIANG-JN, YANG DAN, ZHANG XIAOHONG,etal.根據(jù)熔接機的實際工作圖像,我們把焦距取在兩者之間。對稱 edge detection method based on multi- scale fuzzy點的尋找的依據(jù)是波形圖的完全對稱,如果不對稱,則繼續(xù)搜 Joumal of Chongqing University( Natural Science EditionlogicaL尋。由于攝像頭分辨率的限制,翰出的波形圖不是很平滑。因28(10):62~65此,必須在波形配對軟件里對波形圖像進行平滑處理。[4]朱穎,江澤濤.基于 Sobel算子的亞像素邊緣檢測方法[J.南由圖3可以看出,光纖在對焦后是規(guī)則圖形,但邊緣精度要呂航空工業(yè)學院學報(自然科學版),2005,19(2):100-102.ZHU求較嚴格,因此,采用亞像素邊緣定位算法可以對物鏡做精確YING, JIANG ZE-TAO.ASub- pixel edge detection method的檢測和定位based on Sobel operator J] Journal of Nanchang Institute of4波形配對軟件的設計開發(fā)Aeronautical Technoiogy(Natural Science), 2005, 19(2): 100-102與檢測系統(tǒng)配套的波形配對軟件的架構如下圖所示;在配對軟件中,對波形上各個點之間的比較采用均方差算法,然后得出一個平均相似度。應用披求·數(shù)字技術與應用變負荷調(diào)節(jié)的關鍵是根據(jù)空壓機所承載負荷的變化情況,確通用性能曲線如圖2所示根據(jù)氧氣負荷來確定分離空氣量,再由分離空氣景確定出出塔氮曲線方程為氣嫌和氫氣量。液體產(chǎn)量是按照工藝要求決定,根據(jù)產(chǎn)品量和分離空氣量,井且由冷量平衡式,初步確定膨脹空氣量,從面進通用性能曲線不會因為相對分子質(zhì)量、進氣溫度、進氣壓力步確定膨脹空氣旁通和加工空氣爨的初值,由加工空氣量的初等工藝參數(shù)變化而使嗒振線發(fā)生偏移。其中容易測鼉,橫坐值,可以進一步校算膨脹空氣量,最終確定加工空氣量,由此就可以確定其他工藝參數(shù)3變負荷系統(tǒng)工作原理標7可轉(zhuǎn)化為D,此時檢測以下三個參數(shù)即P2P1h就該公司現(xiàn)有的空分設備控制系統(tǒng)由集散控制系統(tǒng)和基于此系能夠得到不受工況影響的通用性能曲線及嗡振界限線,之后以此統(tǒng)的高級工藝流程控制系統(tǒng)組成。此流程控制系統(tǒng)可以在Wn-為基準再加上安全裕度可以得到防喘振控制線。dows XP環(huán)境下運行,內(nèi)部集成了80%~110%負荷范圍內(nèi)任意壓縮機的防喘振可以通過PLC實現(xiàn)。正常工況下,根據(jù)壓縮工況點的工藝參數(shù)數(shù)學計算模型,可以實現(xiàn)在不同工況下系統(tǒng)的機此時的壓力比D,通過防嗒振控制線,計算出此時流量設定安全穩(wěn)定運行自動變負荷控制通常有兩種方式:一種是根據(jù)某一目標被控點與入口流噩進行比較,通過比較結(jié)果確定閥的開度,從而使壓量來實現(xiàn)產(chǎn)品負荷變化的自動控制即目標控制方式,另一種是人縮機入口流量大于喘振極限流量為的去改變某一被控量的設定值即指令控制方式。兩者之間的區(qū)5結(jié)語空分設備流程復雜,生產(chǎn)過程連續(xù)性強。其中的變負荷過程復雜,指令控制方式是一種預知的、階躍的控制方式,實現(xiàn)起來是二個多參數(shù)變化的復雜過程,同時空分設備變更空氣量變負荷有一定的預見性,于兩種方式的優(yōu)點,我們通常在系統(tǒng)設計中機特性曲線的限制,在生產(chǎn)實踐中將通用特性曲線應用于防振司時運自動變負荷系統(tǒng)運行之前,空分設備是穩(wěn)定的,并且提前給控制,對工藝參數(shù)經(jīng)常變化的場合,具有很好的適用性。該廠采定負衠調(diào)整速率。流程控制系統(tǒng)內(nèi)的工藝數(shù)學模型對80%~110%用先進的自動變負荷技術大大提高了空分設備調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性,使負荷范圍內(nèi)的每一工況點都進行了精確計算。自動變負荷系統(tǒng)在能耗最大限度的降低,保證了經(jīng)濟性統(tǒng)先判[參考文獻[趙大為.大型空分設備的研制開發(fā)[冶金動力,2004年第自動根據(jù)讀取的當前負荷下各工藝參敬實時值,計算出達到日標6則負荷下的過程耗時;與此同時系統(tǒng)也會計算出目標負荷工況下的2]馬志勇,羅萬里.空壓機負荷及防喘振控制系統(tǒng)[J].瀘天科關鍵參數(shù)的目標值,并顯示在關鍵參數(shù)控制表中的輸入值欄內(nèi)技.1994年第3期參數(shù)在集散控制系統(tǒng)上處于屏蔽狀態(tài)時操作人員就會失去操作設計幅報等空分設備變魚荷調(diào)節(jié)主要參數(shù)的關系及計算門為系統(tǒng)時刻變負荷而做好準備。自動變負荷系統(tǒng)在運行中,關鍵[4陳明敏,江楚標,空分設備變更氧氣產(chǎn)量的節(jié)能操作[]深權限,當所有關鍵參數(shù)的目標值、模型值及實時值都達到一致后,冷技術.2002(2):20-22.即可認為變負荷控制系統(tǒng)的完成。4負荷調(diào)節(jié)限制5]張水護等大型空分設備自動變負荷技術應用[6劉軍奮,談空分設備自動變負荷控制技術[]深冷技術也要考慮到振曲線的限制,由于空分設備普網(wǎng)符性曲線和空壓20194機特性曲線的雙重作用,會對空壓機的變負荷范圍受到限制,因[7]王彥軍,楊繼全,離心式壓縮機的防喘振控制系統(tǒng)[]齊齊此在實際生產(chǎn)運行中,整個裝置的調(diào)節(jié)范圍要比預期的小。從嚼哈爾大學學報第19卷第1期振機理分析來看,只要使壓縮機的實際流景不小于喘振極限流量[8]魏龍,袁強離心式壓縮機的喘振及控制[J風機技術,2004P,系統(tǒng)就不會發(fā)生喘振。也就是說當負荷減小時,采用部分年第1期回流的方法,保證Q>QP。在壓縮機運行過程中工況會經(jīng)常變化[作者簡介從而導致原來的性能曲線以及喘振界限線也隨之發(fā)生變化。所以路少中(1979.11--)女,碩土,現(xiàn)就讀于長春工業(yè)大學電此處采用的是通用性能曲線控制法預防喵振的發(fā)生。氣與電子工程學院控制理論與控制工程專業(yè),研究方向:信號檢測與倍息處理。透干機商步電機空壓機以控制器圖1某化肥廠離心式空氣壓縮機組6#