[发明专利]一种空分装置制氩系统的氮塞防控方法

摘要

一种空分装置制氩系统的氮塞防控方法，它是通过选取氩馏分的氩含量、氩馏分温度和粗氩塔Ⅱ顶部氩含量各重要指标的测量值作为被控变量，其中，氩馏分的氩含量、氩馏分温度作为监测制氩系统是否发生氮塞的第一道防线，粗氩塔Ⅱ顶部氩含量作为其第二道防线；选取气氧取出量、上塔纯液氮回流量和粗氩气提取量作为操作变量；由预测控制算法计算出当前各操作变量的最优控制增量，其中，气氧取出控制增量、上塔纯液氮回流控制增量用以调节主塔的氩馏分氩含量和氩馏分温度，粗氩气提取控制增量用来调节粗氩塔Ⅱ顶部氩含量；此外，控制器还设计了前馈控制功能，将影响氩馏分氩含量和氩馏分温度的分子筛纯化器切换升压过程作为事件变量引入到控制器的扰动变量中，为气氧取出量和纯液氮回流量两个操作变量提供前馈信息。

主权项

一种空分装置制氩系统的氮塞防控方法，其特征在于所述的氮塞防控方法由如下步骤组成：步骤一、 确定控制方案的被控变量为氩馏分氩含量、氩馏分温度和粗氩塔Ⅱ顶部氩含量，操作变量为气氧取出量、纯液氮回流量和粗氩气提取量，扰动变量为事件变量—分子筛纯化器切换升压过程；步骤二、 通过装置阶跃序列测试和模型参数辨识，获得气氧取出量、纯液氮回流量分别与氩馏分氩含量、氩馏分温度之间的传递函数，以及粗氩气流量与粗氩塔Ⅱ顶部氩含量间的传递函数，其扰动传递函数是通过辨识分子筛纯化器切换升压时均压阀的阀位分别与氩馏分氩含量、氩馏分温度之间的突变过程数据所获得的；然后将各传递函数转化非参数预测模型—阶跃响应模型；步骤三、 从计算机集散控制系统(DCS)中读取k‑1时刻各个操作变量的当前值，并得出k‑1时刻各操作变量的变化量；步骤四、 通过预测控制算法预测在k‑1时刻各操作变量变化量作用下，相应被控变量的未来变化；步骤五、 检测当前各被控变量的测量值，并和原预测值进行比较，对各被控变量的未来预测值进行校正；步骤六、 根据预测控制算法的控制性能指标，优化计算出各操作变量设定值的未来变化量。