【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空分精氩系统自动启停及变负荷操控方法。
技术介绍
1、某钢铁公司能源中心制氧分厂1#40000nm3/h空分精氩系统属于液相进料，投运和退出操作复杂易产生超压现象、稳态下需人工不断调整才能保证工况稳定，操作强度较大，自2008年投产以来，每次投运过程产品纯氩中氮含量均不合格，需进行排液，造成能源浪费。本项目在采用eaoc-asu系统多变量预测控制技术的基础上，结合实际操作过程制订完整可靠的策略，突破了行业内eaoc-asu等类似系统多变量预测控制技术只能用于稳态调整的瓶颈，实现了精氩系统自动启停、变负荷及稳态自动调整操作，并且每个过程产品液氩中氮含量均满足要求。精氩系统由粗氩液化器、精氩塔蒸发器、精氩塔冷凝器及塔体组成:在精氩系统中使用了热集成与物料再循环技术 ,具有典型的能量与物料高度耦合的特征，每一个阀门的操作都会对上下环节产生影响，为保证工况的稳定性，在变负荷操作及正常负荷操作时，操作人员在操作过程需要不断调整，操作强度较大、工况不稳定。精氩塔停运后没有冷源，是一个缓慢复热过程，而精氩塔再次投运过程，进料是液相，每次投运液体大量汽化，易导致精氩塔超压，严重时会损坏塔内附件及塔体、管道。为防止精氩塔投运过程塔内压力升高，必须给予冷源降低塔内压力，在降低塔内压力的同时，大量的氮组份被冷凝，产品液氩中氮含量不合格，投运后必须排放不合格的液体，重新积累然后再次建立工况，每次排放约≥2m3，造成能源浪费。精氩塔减负荷操作时，人工操作幅度较小，无法达到较为理想的最小负荷状态，当用户用量较小时，必须停运精氩塔，用户用量
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种空分精氩系统自动启停及变负荷操控方法，利用eaoc-asu系统在稳态下的多变量预测控制技术特点，结合实际操作经验制订相应策略，实现精氩系统稳态工况的正常调整，替代人工操作。
2、本专利技术采用的技术方案是，一种空分精氩系统自动启停及变负荷操控方法，按照下列步骤实施：
3、a、稳态下自动调整操作：粗氩液化器氮侧压力pica702由v716阀门pid自动控制在105kpa；粗氩液化器氩侧压力pica706通过eaoc-asu系统操作v705阀门控制，控制在21.5±0.5 kpa；精氩塔负荷fica701通过eaoc-asu软件操作v711阀门控制，将流量控制在操作人员设定的目标范围内，由于流量和压力互相影响，通过eaoc-asu系统将pica706压力等级设定高于精氩塔负荷fica701流量等级，v711阀门在进行流量控制过程中兼顾压力控制，同时，v705阀门在进行压力控制过程中兼顾流量控制；v766阀门由操作人员手动操作，一次性开到位，保持50%开度不变；产品液氩含氮分析aiaa717通过eaoc-asu系统控制精氩塔蒸发器v707阀门调整，将含氮量控制在操作人员设定的0.5-1.2ppm目标范围内；精氩塔塔内压力picas704通过eaoc-asu系统控制精氩塔冷凝器v706阀门调整，将压力控制在操作人员设定的16-22 kpa目标范围内，精氩塔冷凝器氮侧压力由v715阀门pid自动控制在47kpa左右，v766阀门由操作人员手动操作，一次性开到位，保持100%开度不变；v708阀门根据液位设定通过pid自动控制，保证lica704液位稳定；
4、b、自动变负荷操作：
5、减负荷操作：操作人员减小精氩塔负荷fica701流量设定值；v711阀门依据fica701流量设定值，按设定步幅关小，减少流量， v705阀门按设定步幅关小并兼顾fica701流量始终将氩侧压力pica706控制在21.5±0.5 kpa；精氩塔压力picas704以及产品液氩含氮分析aiaa717由eaoc-asu系统操作v706和v707阀门，始终控制在16-22 kpa 和0.5-1.2ppm范围内；v766和v751阀门由操作人员手动操作，一次性开到位，分别保持50%、100%开度不变；粗氩液化器氮侧压力pica702由v716阀门pid自动控制在105kpa；精氩塔冷凝器氮侧压力由v715阀门pid自动控制在47kpa左右，v708阀门根据液位设定通过pid自动控制，保证液位稳定；
6、加负荷操作：只需操作人员增加精氩塔负荷fica701流量设定值即可，过程所涉及的阀门均自动动作，直至精氩塔负荷fica701达到设定目标值；鉴于eaoc-asu系统的多变量预测控制技术在非稳态下的不稳定性，为保证变负荷过程的工况稳定，变负荷过程的精氩塔负荷fica701流量变化速率不得大于10m3/h；
7、c、精氩系统自动启、停操作：
8、v705阀门预开5%，v706阀门预开4%，v707阀门预开6%，粗氩液化器氮侧压力pica702由v716阀门pid自动控制在105kpa；精氩塔冷凝器氮侧压力由v715阀门pid自动控制在47kpa，v766和v751阀门由操作人员手动操作，一次性开到位，分别保持50%、100%开度不变，操作人员设定精氩塔负荷fica701流量目标值，eaoc-asu系统控制v705、v706、v711、v707动作，精氩系统缓慢加负荷，在此期间，精氩塔负荷fica701流量变化速率不得大于5m3/h；v707阀门步幅不大于0.001；v705和v711阀门的步幅不大于0.05，等到v711阀门开到25%时，eaoc-asu系统以此为触发点自动将上述阀门步幅恢复至正常步幅0.15，加快精氩塔达到设定目标负荷，v708阀门根据液位设定自动控制，保证lica704液位稳定。
9、本专利技术方法的系统优点：1、精氩系统自动启停操作、变负荷操作以及稳态调整不再需要操作人员操作，操作人员只需改变精氩系统负荷流量设定值即可。2、精氩系统自动启停、变负荷操作以及稳态调整过程，工况稳定，产品液氩含氮量均满足要求。3、彻底解决了精氩系统从自动投运初期精氩塔易超压以及必须排放不合格产品液氩的现象，杜绝了安全隐患，节约了能源消耗（6000元/每次）。4、精氩系统减负荷操作时，最小负荷可达到正常负荷的20%，且工况稳定，产品质量仍能满足要求，解决了用户用量波动较大情况下频繁启停精氩系统的问题，减少了设备启停过程交变应力变化，延长了使用寿命。5、精氩系统加负荷操作时，在相同产品质量情况下，产量较以前相比增加了7.6%，增加收入约102万元/年。该控制系统以安全、稳定、节能为原则，突破了行业内eaoc-asu以及其它类似多变量预测控制技术只能用于稳态调整的瓶颈，目前没有文献、资料显示有相似控制系统，属国内外行业独创，经济效益突出，应用前景广阔。
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1.一种空分精氩系统自动启停及变负荷操控方法，其特征在于按照下列步骤实施：
【技术特征摘要】
1.一种空分精氩系统自动启停及变负荷操...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵新中，袁高峰，顾巍，
申请(专利权)人：新疆八一钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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