SU1011999A1 - Regenerator assembly control apparatus - Google Patents

Abstract

i: УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ .УЗЛОМ РЕГЕНЕРАТОРОВ, содержащее регенераторы, объединенные воздушным трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из воздушных клапанов, и объединенные газовым трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из газовых клапанов, перепускные и сбросной клапаны, термометры сопротивлени , установленные на холодных концах регенераторов , св заннью через программный блок переключени  регенераторов с указанными клапанами , отличающеес  тем, что, с целью оптимизации работы регенераторов за счет сокрашени  энергетических и. капитальных затрат, устройство снабжено блоком формировани  переключаемых пар регенераторов, соединенны.м с программным блоком, регенераторы объединены перепускным трубопроводом , соединенным с каждым регенератором посредством одного из перепускных клапанов, а сбросной клапан установлен на перепускном трубопроводе. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что программный блок содержит  чейку управлени  перепускными клапанами,  чейки управлени  перепускными и сбросс: $9 ным клапанами и  чейку управлени  сбросным клапаном, св занную с  чейками управлени  перепускным и и сбросным клапа (Л нами всех регенераторов..i: A CONTROL DEVICE. A REGULATOR UNIT containing regenerators, connected by an air pipe connected to each of the regenerators through one of the air valves, and connected by a gas pipe connected to each of the regenerators by one of the gas valves, bypass and discharge valves, resistance thermometers, mounted on the cold ends of the regenerators, connected via a software switch unit of regenerators with the indicated valves, characterized in that mizirovat work of regenerators due to the contraction of energy and. capital expenditures, the device is equipped with a unit for generating switchable pairs of regenerators connected to a program block, the regenerators are connected by a bypass pipe connected to each regenerator via one of the bypass valves, and a waste valve is installed on the bypass pipe. 2. An apparatus according to claim 1, wherein the program block comprises a control valve cell, a control valve cell and a reset: a $ 9 valve and a control valve cell associated with a control valve and a drain valve (All of our regenerators ..

Description

х со соx with

Изобретение относитс  к устройствам автоматического управлени  установками разделени  газовых смесей, например воздуха , методом низкотемпературной ректификации , и может быть использовано дл  управлени  регенераторами, которые  вл ютс  основными аппаратами подготовки воздуха дл  дальнейшего его разделени  в ректификационной колонне.The invention relates to devices for automatically controlling installations for separating gas mixtures, for example air, by low-temperature distillation, and can be used to control regenerators, which are the main air preparation devices for further separation in a distillation column.

Узел регенераторов воздухоразделительных установок рассчитываетс  по необходимым услови м теплообмена, исход  из допустимой величины перепада давлени  на участке от выхода продукта.в ректификационную колонну до потребител , т. е. по гидравлическому сопротивлению дл  обратного потока. Этот перепад практически определ ет число параллельно включенных регенераторов, сто щих под обратным потоком . Другое количество регенераторов, сто щих под пр мым потоком, принимаетс  равным полученному числу. Так традиционно решаетс  узел регенераторов, который состоит из несколько параллельно включенных групп из двух регенераторов, соединенных между собой трубопроводами с переключающей арматурой. В этом случае все регенераторы, сто щие под пр мым потоком, оказываютс  выбранными с больщим запасом по теплообменной поверхности и по числу регенераторов, так как давление пр мого потока, равное 6 кгс/см, много больще давлени  обратного потока, составл ющего 0,85 кгс/см.The node of the air separation units regenerators is calculated according to the necessary heat exchange conditions, based on the allowable value of the pressure drop in the area from the product outlet into the distillation column to the user, i.e., the hydraulic resistance to reverse flow. This differential practically determines the number of parallel-connected regenerators standing under the return flow. Another number of regenerators under the direct flow is taken to be equal to the number obtained. This is how the regenerator assembly is traditionally solved, which consists of several groups of two regenerators connected in parallel and interconnected by means of pipelines with switching valves. In this case, all regenerators standing under the direct flow are selected with a large supply of heat-exchange surface and the number of regenerators, since the pressure of the direct flow equal to 6 kgf / cm is much higher than the return flow of 0.85 kgf / cm

Известно устройство дл  управлени  температурным режимом узла регенераторов, в основу которого заложено переключение пар регенераторов по достижению заданного значени  температуры их холодных концов 1 .A device for controlling the temperature regime of the regenerator assembly is known, which is based on switching pairs of regenerators upon reaching a predetermined temperature value of their cold ends 1.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство управлени  узлом регенераторов , содержащее регенераторы, объединенные воздушным трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из воздушных клапанов, объединенные газовым трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из газовых клапанов, содержащих перепускные и сбросной клапаны, термометры, установленные на холодном конце регенераторов, св занные через программные блоки переключени  регенераторов с указанными клапанами. Иереключение регенераторов с холодного дуть  к теплому и обратно осуществл ют при достижении заданной величины температуры на холодном конце регенераторов: Узел содержит посто нные пары переключаемых регенераторов . Дл  стабилизации температурного режима на воздущном потоке каждой пары регенераторов установлен регулирующий орган 2.Closest to the invention is a regenerator unit control device comprising regenerators connected by an air line connected to each of the regenerators via one of the air valves, connected by a gas line connected to each of the regenerators by one of the gas valves containing bypass and discharge valves thermometers installed at the cold end of the regenerators, connected through the program blocks of switching the regenerators with the indicated valves. The selection of regenerators from a cold blow to a warm one and back is carried out when the specified value of the temperature at the cold end of the regenerators is reached: The node contains constant pairs of switchable regenerators. In order to stabilize the temperature mode, the regulator 2 is installed on the air flow of each pair of regenerators.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что число регенераторов, сто щих подThe disadvantage of this device is that the number of regenerators standing under

пр мым и обратным дутьем, одинаково (п ш). Это не позвол ет обеспечить оптимальное число регенераторов, сто щих под пр мым и обратным дутьем, оптимальную продолжительность периода дуть  иdirect and reverse blowing, equally (n, w). This does not allow for the optimal number of regenerators under direct and reverse blow, the optimum duration of the period to blow and

равномерное распределение возмущений. Дл  этого устройства характерны сложна  трубна  обв зка на теплом конце регенераторов , наличие дорогосто 111,ей регулирующей арматуры и приборов регулировани ,uniform distribution of disturbances. This device is characterized by complex piping at the warm end of the regenerators, the presence of expensive 111, its control valves and control devices,

сложных трехходовых сбросных клапанов (на каждую пару по одному такому клапану ). Все это приводит к увеличению капитальных и энерегтических затрат.complex three-way waste valves (for each pair, one such valve). All this leads to an increase in capital and energy costs.

Цель изобретени  - оптимизаци  работы регенераторов за счет сокращени  энергетических и капитальных затрат.The purpose of the invention is to optimize the operation of regenerators by reducing energy and capital costs.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство управлени  узлом регенераторов снабжено блоком формировани  переключаегиых пар регенераторов, соединенным с программным блоком, регенераторы объединены перепускным трубопроводом, соединенным с каждым регенератором посредством одного из перепускных клапанов, а сбросной клапан установлен на перепуск5 ном трубопроводе.The goal is achieved by the fact that the control unit of the regenerator unit is equipped with a switch generator forming unit connected to a program block, the regenerators are connected by a bypass pipe connected to each regenerator via one of the bypass valves, and a drain valve is installed on the bypass 5 pipeline.

Кроме того, программный блок содержит  чейку управлени  перепускными клапанами ,  чейки управлени  перепускными и сбросным клапанами и  чейку управлени  сбросным клапаном, св занную с  чейкамиIn addition, the program block contains a control valve control cell, control valve and relief valve control cell, and a control valve control cell associated with the control cell.

0 управлени  перепускными и сбросным клапанами всех регенераторов.0 control bypass and waste valves of all regenerators.

На фиг. 1 изображен узел регенераторов установки разделени  воздуха; на фиг. 2циклограмма работы узла регенераторов; на фиг. 3 - схема системы управлени  узлом регенераторов; на фиг. 4 - диаграмма переключени  клапанов регенераторов.FIG. 1 shows the assembly of air separation unit regenerators; in fig. 2 cyclogram of the regenerator unit; in fig. 3 is a diagram of the control system of the regenerator unit; in fig. 4 is a valve switching diagram for regenerators.

Устройство содержит регенераторы 1-8 с общи1у1 трубопроводом 9 петлевого потока, объединенные воздущным трубопроводом 10 через воздушные клапаны 11 -18, объединенные газовым (продукционным) трубопроводом 19 через газовые клапаны 20- 27 и перепускным трубопроводом 28 через перепускные клапаны 29-36, соединенные с одним сбросным клапаном 37. На выходе воздушного потока из каждого регенератораThe device contains regenerators 1-8 with obshchu11 pipeline 9 loop flow, combined by air pipe 10 through the air valves 11 -18, combined gas (production) pipe 19 through the gas valves 20-27 and the bypass pipe 28 through the bypass valves 29-36 connected to one relief valve 37. At the outlet of the air flow from each regenerator

установлены термометры 38-45 с сигнализаторами . installed thermometers 38-45 with alarms.

На вертикальной оси фиг. 2 указаны регенераторы 1-8, а на горизонтальной оси моменты переключени  регенераторов. Имеетс  последовательность переключений: первый переключаетс  с четвертым, второй с п тым, третий с шестым, четвертый с седьмым, п тый с восьмым, гнестой с первым , седьмой со вторым, восьмой с третьим . На этом полный цикл переключени On the vertical axis of FIG. 2 shows the regenerators 1-8, and on the horizontal axis, the switching times of the regenerators. There is a switching sequence: the first switches from the fourth, the second with the fifth, the third with the sixth, the fourth with the seventh, the fifth with the eighth, the nest with the first, the seventh with the second, the eighth with the third. On this full cycle of switching

5 оканчиваетс , т. к. в дальнейшем оп ть повтор етс  комбинаци  переключений. Точки на горизонтальной оси характеризуют мо .менты переключени , в этот момент температура пр мого потока после регенераторов достигает заданного значени . Каждой такой точке приписан единственный термометр , выдающий информацию на переключение регенераторов.5 ends, since the switching pattern is repeated again later. The points on the horizontal axis characterize the switch submultiples, at which point the direct flow temperature after the regenerators reaches a predetermined value. Each such point is assigned a single thermometer, which gives information on the switching of regenerators.

Переключение обеспечиваетс  специальным устройством - системой управлени  узлом регенераторов (фиг. 3), содержащей сигнализаторы температуры 38-45, блок 46 формировани  переключаемых пар регенераторов , общий программный блок 47, состо щий из программных блоков 48-55 с однотипными  чейками управлени  перепускными клапанами 56, однотипными  чейками 57 управлени  перепускными и сбросным клапанами и  чейку 58 управлени  сбросным клапаном, св занную с  чейками 57 всех регенераторов.Switching is provided by a special device, the control system of the regenerator unit (Fig. 3), which contains temperature alarms 38-45, a unit 46 for generating switched pairs of regenerators, a common program block 47 consisting of program blocks 48-55 with the same type of control cells of the bypass valve 56, single-type control and discharge valve 57 control cells and a relief valve control cell 58 associated with cells 57 of all regenerators.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При достижении заданной температуры, например, на холодном конце регенератора 1 срабатывает сигнализатор 38, при этом начинают переключатьс  клапана 11, 20 и 29. Одновременно организуетс  пара, состо ща  из регенератора 1 и регенератора 4, клапана которого 14, 23 и 32 также начинают переключатьс , причем регенератор 1  вл етс  ведущим, так как регенератор 4 переключаетс  по его команде.When the set temperature is reached, for example, the cold end of the regenerator 1 triggers the alarm 38, and valves 11, 20 and 29 begin to switch. At the same time, a pair consisting of the regenerator 1 and the regenerator 4 start to switch, the valves of which 14, 23 and 32 also begin to switch and the regenerator 1 is the master, since the regenerator 4 switches on its command.

Устройство осу111ёствл ет переключение потоков, так, чтобы узел регенераторов представл л собой единую группу, в которой числа регенераторов, сто щих под обратными и пр мым дутьем, выбраны посто нными по таблицеThe device implements flow switching, so that the node of the regenerators is a single group in which the numbers of regenerators standing under the return and direct blasting are chosen constant according to the table

п|3 4 5 5 6n | 3 4 5 5 6

2334523345

а переход регенераторов из одного состо ни  в другое осуществл ют последовательно , обеспечив полный замкнутый цикл в группе так, что времена; в течение которых каждый регенератор стоит под обратным и пр мым потоками, пропорциональны -пАггГ и 5 соответственно. Переход регенераторов из одного состо ни  в другое по полному замкнутому циклу осуществл ют комбинационно путем формировани  комбинаций регенераторов кратных n-fm, которые исчезают через промежутки времени, пропорциональные Каждую комбинацию стро т из ведущего регенератора, сто щего под пр мым дутьем, и ведомого, сто щего под обратным дутьем, а врем  переключени  комбинации определ ют-по ведущему регенератору.and the transfer of regenerators from one state to another is carried out sequentially, ensuring a complete closed loop in the group so that times; during which each regenerator stands under reverse and forward flows, are proportional to -n ArgG and 5, respectively. The transfer of regenerators from one state to another through a complete closed cycle is carried out in combination by forming combinations of n-fm multiple regenerators, which disappear at intervals proportional to. Each combination is built from a master regenerator under direct blasting and a slave one. driving under reverse blast, and the switching time of the combination is determined by the master regenerator.

Это осуществл ет блок 46, в данном случае он включает программные блоки 48 и 51 и блок 58.This is accomplished by block 46, in this case it includes program blocks 48 and 51 and block 58.

В блоке 58 срабатывает  чейка 56 (длинный перепуск), а в блоке 51 срабатываетIn block 58, cell 56 (long bypass) is triggered, and in block 51,

 чейка 57 (короткий перепуск). Во врем , равное разности между длинным и коротким перепуском (фиг. 4), срабатывает обща  дл  всех регенераторов  чейка 58 управлени  сбросным клапаном. В дальнейшем все рассужден.и  повтор ютс  путемcell 57 (short bypass). At a time equal to the difference between the long and short bypass (Fig. 4), the relief valve control cell 58, common to all regenerators, is triggered. In the following, everything is reasoned and repeated by

чередовани  регенераторов (как показано на циклограмме фиг. 2).alternation of regenerators (as shown in the sequence diagram of FIG. 2).

В данном примере выбран узел регенераторов с восьмью аппаратами, из три 1, 7 и 8 сто т под пр мым дутьем и п ть 2-6 - под обратным. При любом переключении всегда три сто т под пр мым дутьем и п ть под обратным. Полный цикл переключени  проходит тогда, когда все регенераторы помен ют свое дутье, т. е. это происходит через восемь временных интервалов . Каждый регенератор за полный циклIn this example, a node of regenerators with eight devices is selected, out of three 1, 7, and 8 stand under direct blasting and five 2-6 under the reverse. In any switch, there are always three under direct blast and five under the reverse. A complete switching cycle takes place when all the regenerators change their blast, i.e., this occurs at eight time intervals. Each regenerator for a full cycle

Т находитс  под пр мым дутьем в течение времени, пропорционального 3/8Т, в общем виде (1й+-к) и под обратным дутьем в течение времени, пропорционального 5/8Т, в общем виде (тйТ )ТОбъединение регенераторов в одну группу и однотипность их переключени  позвол ет выбирать оптимальную с теплотехнической точки зрени  схему включени  регенераторов .T is under direct blast for a time proportional to 3/8 T, in general (1st + -k) and under reverse blowing for a time proportional to 5 / 8T, in general (Tt) To unify the regenerators into one group and the same type switching them allows choosing the optimal regenerator switching circuit from the thermal point of view.

Последовательно переключение и формирование пар регенераторов, существующих короткое врем , позвол ет равномерно распределить возмущени  на все регенераторы .Sequentially switching and pairing regenerators that exist for a short time allows the disturbances to be distributed evenly across all regenerators.

Ожидаемый экономический эффект на 1 установку составл ет 20 тыс. руб. за счетThe expected economic effect on 1 unit is 20 thousand rubles. due to

сокращени  числа регенераторов ЗО тыс. руб. за счет сокращени  арматуры трубопроводных коммуникаций и оборудовани  автоматики и 10 тыс. руб. за счет уменьщени  сопротивлений на входе в регенераторы. Ожидаемый годовой экономический эффектreducing the number of regenerators of 30 thousand rubles. by reducing the reinforcement of pipeline communications and automation equipment and 10 thousand rubles. by reducing the resistances at the input to the regenerators. Expected annual economic effect

180 тыс. руб.180 thousand rubles

J 5 6J 5 6

- нлапан отнрыт- nlapan open

ФигFig

Claims (3)

I’ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ УЗЛОМ РЕГЕНЕРАТОРОВ, содержащее регенераторы, объединенные воздушным трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из воздушных клапанов, и объединенные газовым трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из газовых клапанов, перепускные и сбросной клапаны, термометры сопротивления, установленные на холодных концах регенератоI 'DEVICE FOR MANAGEMENT OF THE REGENERATOR UNIT on the cold ends regenerate Воздух^ янаи поток/Air ^ air flow / II J ров, связанные через программный блок переключения регенераторов с указанными клапанами, отличающееся тем, что, с целью оптимизации работы регенераторов за счет сокращения энергетических и. капитальных затрат, устройство снабжено блоком формирования переключаемых пар регенераторов, соединенным с программным блоком, регенераторы объединены перепускным трубопроводом, соединенным с каждым регенератором посредством одного из перепускных клапанов, а сбросной клапан установлен на перепускном трубопроводе.J ditch connected through the program block switching regenerators with the indicated valves, characterized in that, in order to optimize the work of regenerators by reducing energy and. capital expenditures, the device is equipped with a unit for generating switchable pairs of regenerators connected to the program unit, the regenerators are combined bypass pipe connected to each regenerator through one of the bypass valves, and the relief valve is installed on the bypass pipe. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что программный блок содержит ячейку управления перепускными клапанами, ячейки управления перепускными и сбросным клапанами и ячейку управления сбросным клапаном, связанную с ячейками управления перепускным'и и сбросным клапанами всех регенераторов..2. The device according to π. 1, characterized in that the program unit comprises a bypass valve control cell, bypass and relief valve control cells and a relief valve control cell associated with the bypass control cells and the relief valves of all regenerators .. 5 тропой ^отоп] /д Продукт5 trail ^ heating] / d Product Фи.г.1FI.G.1