40000Nm3/h空分氪氙提取系统贫氪一塔回流控制研究

摘要

氪氙提取装置系统的选择特别是贫氪一塔调节阀门参数的配置，关系到整个系统的能耗的问题。另外贫氪一塔的回流储罐液位及回流液体对贫氪一塔上部造成直接影响的塔压，对整个系统的能耗与氪氙提取率也有很大的影响。因此氪氙提取装置贫氪一塔回流系统优化的研究对于氪氙提取装置的能耗与氪氙提取率研究也有很重要的意义。
　　 本文以大型空分的氪氙提取系统为研究对象依靠理论研究和仿真建模相结合为手段对氪氙提取系统中贫氪一塔回流阀进行操作优化，从而达到降低能耗、提高氪氙提取率的目的。
　　 此次工程硕士学位论文主要研究内容为:
　　 (1)从氪氙提取装置的设备工艺流程入手，并结合湘钢梅塞尔40000Nm3/h空分氪氙提取装置自身特点，提出影响氪氙提取率及能耗的关键操作点，从而对该套氪氙提取装置进行配置。
　　 (2)根据湘钢梅塞尔40000Nm3/h空分设备调试的实际情况，结合厂家所供贫氪一塔回流控制的参数得到根据实际情况辨识的参数，并建立贫氪一塔回流控制的Simulink仿真模型。
　　 (3)对影响贫氪一塔稳定运行的关键流程参数变化进行仿真模拟，设计复合控制器以优化贫氪一塔回流控制，并加以分析。通过贫氪一塔回流控制测试试验数据分析，得到湘钢梅塞尔40000Nm3/h空分氪氙提取装置贫氪一塔的运行操作规律，为将来对湘钢梅塞尔40000Nm3/h空分氪氙提取装置整体操作优化打下坚实基础。
　　 以上研究的方法与结论对氪氙提取系统的优化具有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 氪氙的研究和发展状况

1．1．1 氪氙基本性质及用途

1．1．2 氪氙的常用提取方法

1．1．3 氪氙提取装置的国内发展情况

1．2 氪氙提取装置控制系统的发展动态

1．2．1 贫氪一塔回流控制研究现状

1．2．2 低温精馏行业控制系统的发展

1．3 课题目的和意义

1．4 论文各部分的主要内容

第二章 湘钢梅塞尔氪氙提取系统工艺及设备分析

2．1 引言

2．2 湘钢梅塞尔氪氙提取系统工艺过程

2．2．1 湘钢梅塞尔氪氙提取装置的基本原理

2．2．2 湘钢梅塞尔氪氙提取装置的工艺过程

2．3 湘钢梅塞尔氪氙提取系统设备配置

2．3．1 XKrXe-0．1Y型氪氙提取装置技术参数

2．3．2 XKrXe-0．1Y型氪氙提取装置各系统设备概要

2．3．3 XKrXe-0．1Y型氪氙提取装置设备主要特点

2．4 XKrXe-0．1Y型氪氙提取装置分子筛及其仪控部分的特点分析

2．4．1 XKrXe-0．1Y型氪氙提取装置分子筛部分的特点分析

2．4．2 XKrXe-0．1Y型氪氙提取装置PKS控制系统的特点分析

2．5 小结

第三章 贫氪一塔回流控制系统仿真

3．1 引言

3．2 贫氪一塔内各物料基本关系及控制要求

3．2．1 贫氪一塔内各物料的基本关系

3．2．2 贫氪一塔内各物料进出的控制要求

3．2．3 贫氪一塔控制变量与影响因素

3．3 贫氪一塔回流系统塔压控制

3．3．1 回流系统中贫氪一塔上塔压力的控制

3．3．2 贫氪一塔回流控制运行状况概述

3．4 贫氪一塔回流控制系统建模

3．4．1 贫氪一塔回流控制系统模型及参数辨识

3．4．2 回流控制系统SIMULINK仿真

3．5 小结

第四章 贫氪一塔回流控制复合控制器研究

4．1 引言

4．2 当前回流控制系统存在的问题

4．3 回流系统控制器优化

4．3．1 微分先行控制

4．3．2 史密斯预估器

4．3．3 前馈控制

4．3．4 复合控制器设计

4．4 小结

第五章 贫氪一塔回流复合控制器试验研究

5．1 引言

5．2 试验研究对象

5．3 试验研究目的及试验研究方案

5．4 现场试验装置特点分析

5．5 现场试验数据前后对比

5．6 小结

第六章 结论与展望

6．1 主要收获

6．2 主要结论

6．3 工作展望

参考文献

附录一 2010年1月22日回流阀PID控制组态调整后采集数据

附录二 2011年9月27日回流阀PID控制组态调整后采集数据

附录三 2011年10月24日回流阀PID控制组态调整后采集数据

附录四 2012年3月7日回流阀PID控制组态调整后采集数据

致谢

攻读学位期间的研究成果