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眾所周知，空分裝置的穩(wěn)定，是提高氧提取率和氬提取率的保證。通常在分子篩純化器的切換過(guò)程中，壓力和流量波動(dòng)較大，造成空分主塔工況的不穩(wěn)定，從而直接影響氧和氬的提取。所以我們?cè)O(shè)計(jì)以下針對(duì)制氧機(jī)分子篩純化系統(tǒng)的措施：

圖a 鋼鐵股份有限公司制氧分廠
1.1 控制算法
1.1.1 采用模塊化思路。在分子篩邏輯設(shè)計(jì)上采用模塊化思路，以面向?qū)ο蟮乃悸烦橄蟪鲞壿嫴叫虻墓餐卣?，建立?biāo)準(zhǔn)順控邏輯，以保證邏輯設(shè)計(jì)上的可靠性。在分子篩運(yùn)行過(guò)程中，包括吸附、切換、降壓、解吸、充壓，每一個(gè)邏輯步序，操作人員都可以暫停、繼續(xù)；也可以手動(dòng)直接跳過(guò)該步序；或延長(zhǎng)或縮短任意步序的等待時(shí)間。同時(shí)，運(yùn)行人員可以在操作畫面上監(jiān)視每一步序的運(yùn)行過(guò)程，這樣使分子篩純化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)更靈活更精確。
1.1.2 采用變參數(shù)控制。在分子篩處于不同階段，需要調(diào)節(jié)的污氮?dú)饬髁亢团趴諌毫r差別較大，采用了變參數(shù)控制，有效的降低了不同階段下壓力流量的波動(dòng)現(xiàn)象。
1.1.3 采用超馳控制。一般空分系統(tǒng)同時(shí)分離生產(chǎn)氬氣，所以要求分子篩切換過(guò)程中平穩(wěn)，壓力擾動(dòng)少，以保證分餾塔中氬氣的純度。而一般控制情況，在分子篩切換過(guò)程中，壓力擾動(dòng)比較大。在兩個(gè)凈化器的周期性切換過(guò)程中，會(huì)引起污氮壓力的劇烈波動(dòng)，影響氬氣純度。為此，采用對(duì)污氮放空閥的超馳控制，即大約在切換開始前20 秒左右提前打開污氮放空閥，保證切換時(shí)壓力不會(huì)發(fā)生劇烈波動(dòng)，減少了切換過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)的干擾。
1.1.4 采用變速率開閥。一般控制中，切換閥都采用定速率逐漸將切換閥門打開，由于容器的容量效應(yīng)，升壓開始速度比較慢，中間上升速率過(guò)快，而終了上升速率又過(guò)慢。中間上升速率過(guò)快時(shí)，對(duì)氬分餾塔的壓力波動(dòng)影響比較明顯，采動(dòng)變速率開閥，可以有效降低塔內(nèi)的壓力波動(dòng)，穩(wěn)定氬氣的生產(chǎn)。同時(shí)，節(jié)省了切換時(shí)間?？刂菩Ч€圖如圖b 所示


圖b 控制效果曲線圖

1.2 控制方案
空分技術(shù)中使用最多的就是深度冷凍技術(shù)，深冷技術(shù)的控制系統(tǒng)主要由如下子系統(tǒng)組成：空壓機(jī)系統(tǒng)；預(yù)冷系統(tǒng)；分子篩（純化）系統(tǒng)；膨脹機(jī)系統(tǒng)；氧氮分餾系統(tǒng)；冷箱換熱系統(tǒng)；氬系統(tǒng)；液儲(chǔ)系統(tǒng)；循環(huán)機(jī)系統(tǒng)。
主要工藝系統(tǒng)的控制組態(tài)如下：


圖c 主塔系統(tǒng)


圖d 空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)


圖e 空氣預(yù)冷系統(tǒng)


圖f 空氣純化系統(tǒng)


圖g 氬塔系統(tǒng)