[发明专利]一种空分装置自动变负荷过程中空气进料量的控制方法

说明书

本发明涉及一种空分装置自动变负荷过程中空气进料量的控制方法，将空分装置中影响空气进料量参数的主要变量提取出来，包括氧气流量、氩馏分含氩量、氧气纯度、膨胀空气去上塔流量、氮气流量、污氮气流量、液氮进上塔调节阀开度等变量；通过神经网络建立上述参数对空气进料量之间的关系模型；通过氧气流量的目标值和所提取参数的当前值计算出空气流量的计算值；将空气流量的计算值和当前值的差值乘以一个系数函数，作为空气流量的增量值，将此增量值加上空气流量当前值即为空气进料流量的目标值，将此目标值给控制器，实现空分装置变负荷过程中空气进料流量的控制。本发明可使空分装置在变负荷过程中快速达到稳定状态，且各项参数满足质量要求。

技术领域

本发明涉及空气分离技术领域，尤其是空分装置自动变负荷过程中空气进料量的控制方法。

背景技术

随着我过工业化进程的发展，钢厂和化工厂对氧气、氮气、氩气的需求量不断提升，空气分离装置进而受到广泛关注。气体产品由于其不易储存，通常情况下气体的产量受上游钢厂或化工厂生产的影响和电价的影响不断波动，因此空气分离装置需要频繁变负荷以满足生产要求。

在空分装置变负荷过程中，通常是氧气需求量决定空气进料流量，但空气进料流量在负荷变动时并不与氧气产品流量成线性关系，其影响因素较多，尤其在动态系统中，难以通过氧气流量单一变量找到对应的使系统稳定的空气进料流量的目标值。因此空气进料流量的精确控制是在变负荷过程中保证空分装置稳定生产的前提。

大型空分公司都有内部的空压机流量回归关系。但国内空气分离装置目前仍旧依靠操作员经验对空压机流量进行设定，装置不易稳定且波动会引起不必要的能耗，有些工厂通过构建氧气流量与空气进料流量之间的线性关系来调整空气进料流量，其拟合度较低，不易使装置稳定。

发明内容

针对上述技术不足，本发明公开了空分装置自动变负荷过程中空气进料量的控制方法。本发明的目的在于提供一种空分装置自动变负荷过程中空气进料量的控制方法，以解决目前空分装置在变负荷过程中不易稳定和能耗较高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种空分装置自动变负荷过程中空气进料量的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：获取空气分离装置的监测信息；

步骤二：根据所获得的监测信息，通过神经网络得到输出为空气进料量的神经网络模型；

步骤三：将监测信息的当前值作为神经网络模型的输入值，得到空气流量的计算值；

步骤四：将空气流量的计算值和当前值的差值乘以一个系数函数，作为空气流量的增量值，将此增量值加上空气流量当前值即为空气进料流量的目标值，将此目标值给控制器，实现空气分离装置变负荷过程中空气进料流量的控制。

所述监测信息包括：氧气流量、氩馏分含氩量、氧气纯度、膨胀空气去上塔流量、氮气流量、污氮气流量、液氮进上塔调节阀开度。

所述空气进料流量的目标值通过下式得到：

F_AirT＝(F_AirC-F_Air)×f(|F_O2T-F_O2|)+F_Air

其中，F_AirT为空气进料流量目标值，F_AirC为空气流量计算值，F_Air为空气流量当前值，F_O2T为氧气流量目标值，F_O2为氧气流量当前值，f为关于氧气流量当前值和氧气流量目标值之差的绝对值的系数函数。

所述系数函数为：

f(x)＝1-e^kx

其中，x表示氧气流量目标值和当前值之差的绝对值；k为系数