KR800001335B1 - Temperature Control Method of Switchable Heat Exchanger of Air Separator - Google Patents
Temperature Control Method of Switchable Heat Exchanger of Air Separator Download PDFInfo
- Publication number
- KR800001335B1 KR800001335B1 KR7600685A KR760000685A KR800001335B1 KR 800001335 B1 KR800001335 B1 KR 800001335B1 KR 7600685 A KR7600685 A KR 7600685A KR 760000685 A KR760000685 A KR 760000685A KR 800001335 B1 KR800001335 B1 KR 800001335B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat exchanger
- temperature
- flow path
- control
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 절환식 열교환기의 유로의 개략도,1 is a schematic diagram of a flow path of a switched heat exchanger,
제2도는 향류식(向流式) 열교환기의 온도분포도,2 is a temperature distribution diagram of a countercurrent heat exchanger,
제3도는 절환식 열교환기의 온도 분포도,3 is a temperature distribution diagram of the switched heat exchanger,
제4도는 본 발명을 실시하기 위한 1예를 나타내는 절환식 열교환기의 온도 제어 계통도,4 is a temperature control system diagram of a switch type heat exchanger showing an example for carrying out the present invention;
제5도는 1코어(Core)를 1블럭으로 하여 5블럭으로 구성되는 절환식 교환기의 경우의 온도 제어방식도,5 is a temperature control method diagram in the case of a switch type exchanger composed of five blocks with one core as one block;
제6도는 어떤 블럭(1블럭) 내의 절환식 열교환기의 온도제어 밸브가 제어 가능 범위에서 벗어났을 경우의 온도 제어밸브의 제어동작점의 수정 방식도,6 is a method of correcting the control operation point of the temperature control valve when the temperature control valve of the switchable heat exchanger in a block (block 1) is out of the controllable range.
제7도는 어떤 블럭의 절환식 열교환기의 온도 제어밸브가 똑같이 제어 가능 범위에서 벗어 났을 경우의 온도 제어밸브의 제어 동작점의 수정 방식도,7 is a method of modifying the control operating point of the temperature control valve when the temperature control valve of the switchable heat exchanger of a block is equally out of the controllable range,
제8도는 절환식 열교환기의 모든 온도 제어 밸브가 똑같이 제어 가능 범위에서 벗어 났을 경우의 온도 제어밸브의 제어동작점의 수정 방식도,8 is a method of modifying the control operating point of the temperature control valve when all the temperature control valves of the switchable heat exchanger are equally out of the controllable range.
제9도는 정상 운전시의 제어 상태도,9 is a control state diagram during normal operation;
제10도는 증량(增量) 운전시의 제어상태도,10 is a control state diagram at the time of increasing operation,
제11도는 계획적 일시 정지후의 기동시의 제어상태도,11 is a control state diagram at start-up after a planned pause;
제12도 및 제13도는 원료공기 블럭밸브에 의한 온도 제어밸브의 제어동작점의 수정 상태도이다.12 and 13 are modified state diagrams of the control operation points of the temperature control valve by the raw air block valve.
본 발명은 공기분리장치에 사용되는 절환식(切換式) 열교환기의 온도 제어방법에 관한 것이며, 절환식 열교환기군을 자동온도 제어로 가장 알맞게 관리하여, 공기분리 프로세스의 계(系)전체의 열 평형을 밸런스시키고, 프로세스의 정상적인 장기 안정연속 운전을 유지하는 것을 목적으로 하는 것이다.The present invention relates to a temperature control method of a switch heat exchanger used in an air separation device, and to manage the switch heat exchanger group most suitably by automatic temperature control, thereby to heat the entire system of the air separation process. The aim is to balance equilibrium and maintain normal long-term stable continuous operation of the process.
일반적으로 공기 분리장치에 사용되고 있는 절환식 열교환기는, 예를들어 제1도에 표시한 바와같이 3개의 유로 즉, 원료공기유로 A, 불순질소, 불순산소, 등이 흐르는 되돌아오는 가스유로 B, 제품질소, 제품산소, 등이 흐르는 분리가스유로 C, 로 구성되어 있다.In general, a switch heat exchanger used in an air separation device includes, for example, a return gas flow B through which three flow paths, a raw air flow path A, an impure nitrogen, an impurity oxygen, etc., flow, as shown in FIG. It consists of C, which is a separated gas oil through which nitrogen, oxygen, etc. flow.
이때 상기 A, B의 유로는 절환장치의 절환에 의하여 번갈아 주기적으로 절환되어, 어느 시점에서는 A에 원료공기가 흐르고, B에는 되돌아오는 가스가 흘러서 그들의 전열면(傳熱面)을 통해서 열 교환이 이루어진다.At this time, the flow paths of A and B are periodically switched alternately by switching of the switching device, at which point raw material air flows into A, and return gas flows into B, and heat exchange is performed through their heat transfer surfaces. Is done.
C는 A, B의 유로의 절환에는 관계없이 분리가스가 흘러서 같은 방법으로 전열면을 통하여 열교환이 이루어 진다. 그리고 원료공기가 유로 A, B의 어느쪽을 흐를 때 원료공기는 냉각되는 동시에 원료공기중의 불순물이 전열면상에 석출되지만 석출된 불순물은 유로 A, B의 절환에 따라 절환전에 원료공기가 흐르고 있던 유로에 되돌아오는 가스가 흐르므로써 제거된다.Regardless of the switching of the flow paths of A and B, C flows through the heat transfer surface in the same manner as the separation gas flows. When the raw material air flows in either of the flow paths A and B, the raw material air is cooled and impurities in the raw air are precipitated on the heat transfer surface, but the precipitated impurities have flowed before the switching by the switching of the flow paths A and B. Gas returned to the flow path is removed by flow.
이와같은 종류의 절환식 열교환기는 통상 운전시에는 불순물이 축적되지 않도록, 유로 A, B를 절환하는 것이며, 이것은 원료 공기와 되돌아오는 가스 중에 있는 불순물의 증기압의 차이를 이용하여 불순물의 축적을 방지하고 있다. 그리고 이 불순물의 제거를 효과적으로 하기 위해서는 원료공기와 되돌아오는 가스와의 온도차를 어떤 허용치 이내로 제한할 필요가 있다.This type of switch heat exchanger switches the flow paths A and B so that impurities do not accumulate during normal operation, and this prevents accumulation of impurities by utilizing the difference in vapor pressure of impurities in the source air and the return gas. have. In order to effectively remove this impurity, it is necessary to limit the temperature difference between the raw air and the return gas within a certain allowable value.
절환식 열교환기는 저온역이 됨에 따라 원료공기와 되돌아오는 가스와의 비열의 차에 의해서 그 온도차는 커지는 경향이 있고, 불순물의 제거 조건을 악화시키는 것이다. 즉, 유로에 부착된 원료공기의 불순물이 되돌아오는 가스에 의해서 완전히 제거되지 않게되어, 폐색(閉塞)을 일으키는 사태가 생긴다.As the switching heat exchanger becomes a low temperature zone, the temperature difference tends to be large due to the difference in specific heat between the raw air and the returning gas, which deteriorates the condition for removing impurities. In other words, impurities in the raw air adhering to the flow path are not completely removed by the returning gas, resulting in a situation of blockage.
이것을 해결하는 수단으로서 보통 정류탑에서 추출된 가스를 절환식 열교환기의 저온측으로 역류시키는 재열회로(再熱回路)를 설치하므로서 원료공기와 되돌아오는 가스와의 온도차를 허용치 이내로 제어하고 있는 것이다.As a means to solve this problem, the temperature difference between the raw material air and the returning gas is controlled within the allowable value by providing a reheating circuit for backflowing the gas extracted from the rectification column to the low temperature side of the switching heat exchanger.
보통, 이 종류의 절환식 열교환기는 제작기술상 단면치수 1,200mm 구경의 것이 현재로는 가장 큰 것이며, 대형 공기분리장치에서는 이 열교환기를 서너 코어(core)로부터 수십 코어를 병렬로 조합해서 사용하고 있으며, 이와같이 조합해서 사용하므로서, 각 절환식 열교환기에 유량의 불평형이 생길경우 절환에 의한 영향이 가중되어 더욱 유량의 불평형이 증대되는 경향을 나타내는 성질이 있다.Usually, this type of heat exchanger has the largest cross section dimension of 1,200mm in the current manufacturing technology, and in the large air separation unit, this heat exchanger uses a combination of several cores from several cores in parallel, By using the combination in this way, when an unbalance of flow rate occurs in each of the switching heat exchangers, there is a tendency that the unbalance of the flow rate increases due to the effect of switching.
이와같이 유량의 불평형을 제어하는데는, 종래에는 열교환기의 중부 및 냉단부에 접속되어 있는 온도계 T1,T2……Tn, T´1, T´2…T´n를 눈으로 보고 대응하는 자동밸브 A1,A2…An,N1,N2,…Nn, B1,B2…Bn등에 의해서 유량을 제어하여 모든 절환식 열교환기의 중부온도, 혹은 냉단부 온도를 어떤 허용온도 범위내로 하여 운전하고 있었다(각 부호는 제4도 참조).In order to control the unbalance of the flow rate in this way, conventionally, the thermometers T 1 , T 2 ... … Tn, T ' 1 , T' 2 ... Automatic valve A 1 , A 2 ... An, N 1 , N 2 ,... Nn, B 1 , B 2 . The flow rate was controlled by Bn or the like to operate the central temperature or the cold end temperature of all switch heat exchangers within a certain allowable temperature range (each symbol is referred to in FIG. 4).
이와같은 경우에는, 비교적 소형의 공기분리장치로 절환식 열교환기의 코어수가 적으면 어느 정도는 사람의 조작으로 제어할 수 있지만 최근의 대형 공기분리 장치에서는, 그 코어수도 수집코어 이상으로 되어있을뿐더러 또한 서로의 제어조작이 상호 간섭작용을 일으켜, 프로세스의 허비시간 및 시정수(時定數)가 길기 때문에 더욱 운전이 어렵게 되어온 것이다.In such a case, if the number of cores of the switchable heat exchanger is small with a relatively small air separation device, it can be controlled to some extent by human operation. However, in the recent large air separation devices, the number of cores is more than the collecting core. In addition, the control operation of each other interferes with each other, and the operation time becomes more difficult because the waste time and time constant of the process are long.
본 발명은 이들 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하는 바 그 특징은, 자동제어 장치에 의해서 각 절환식 열교환기와 연동된 자동절환 장치의 절환 타이밍시마다 그 절환식 열 교환기에 항상 최신의 어떤 절환주기분의 각 절환식 열교환기의 온도를 측정 기억 갱신하여주는 동시에 그 기억데이타의 평균치, 즉 각 절환식 열교환기의 평균온도를 계산하여 이것을 제어량으로 하고, 다시 모든 절환식 열교환기의 평균온도를 사용하여 전체 평균온도를 계산하고 이것을 목표치로 하여 이 목표치에 제어량을 수렴 시키도록 각 절환식 열교환기의 자동밸브를 제어하도록 한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve these problems of the prior art, which is characterized by the fact that the automatic switching device always switches to the switching heat exchanger every time the switching timing of the automatic switching device interlocked with each switching heat exchanger. Measure and update the temperature of each switchable heat exchanger for each cycle, and calculate the average value of the data, that is, the average temperature of each switchable heat exchanger, and use this as the control amount. It is used to calculate the total average temperature and to control the automatic valve of each switchable heat exchanger so that the target value is converged to the target value.
즉 원료 공기유로와 되돌아오는 가스유로와 분리가스 유로를 가지며 또한 원료 공기유로와 되돌아오는 가스유로가 유로 절환되는 열교환기를 적어도 2코어 이상 병설한 공기 분리장치용 절환식 열교환군의 온도 제어방법에 있어서, 각 열교환기에 대해서 원료공기 유로와 되돌아오는 가스가 유로 절환될 때 마다 절환시에 상기 각 유로중 특정유로의 온도를 검출하고 또한 항상 최신의 어떤 절환주기분의 상기 온도를 기억 갱신하는 동시에 그 기억된 각 온도의 평균온도를 산출하여 이것을 제어량으로 하고, 앞서 산출된 각 평균온도에서 다시 평균온도를 산출하여 이것을 제어 목표치로 하고, 이 제어목표치와 상기 제어량을 비교하여 각 유로의 가스 유량을 조정하도록 한 공기분리장치용 절환식 열교환기의 온도제어 방법이다.That is, in the temperature control method of the switchable heat exchanger group for an air separator having at least two cores having a raw material air flow path, a return gas flow path and a separation gas flow path, and a heat exchanger for switching between the raw air flow path and the return gas flow path. For each heat exchanger, the temperature of a specific flow path in each flow path is detected at the time of switching each time the raw air flow path and the return gas are switched, and the memory temperature is always updated and updated at the same time for the latest switching cycle. Calculate the average temperature of each temperature calculated as the control amount, and calculate the average temperature again from each calculated average temperature to set this as the control target value, and compare the control target value with the control amount to adjust the gas flow rate in each flow path. A method of temperature control of a switched heat exchanger for an air separator.
일반적으로 향류(向流) 열교환기의 온도분포는 제2도와 같으나, 절환식 열교환기와 같이 재열회로를 설치하므로서 온도분포가 제3도와 같이 변화하며, 열교환기의 중부에 이해서 원료공기와 되돌아오는 가스와의 온도차가 최대로 된다.In general, the temperature distribution of a countercurrent heat exchanger is as shown in FIG. 2, but the temperature distribution changes as shown in FIG. 3 by installing a reheating circuit like a switch type heat exchanger. The temperature difference with the gas is maximum.
열교환기의 중부의 온로차 t5는 t3, t4에 비해서 크며 재열가스량의 증감등에 혼란이 생길 경우, 이 중부온도차 t5는 t3, t4보다 민감하게 변화가 나타나므로, 가장 민감한 그 중부온도를 측정하여 온도제어를 하는 것이 바람직하다. 그리고, 공기분리 장치는 장치에 필요한 한냉(寒冷)을 팽창 터어빈에서 발생하는 한냉과 완전히 평행을 이루도록 할 필요가 있다.The temperature difference t 5 of the central part of the heat exchanger is larger than that of t 3 , t 4 , and if there is confusion in the amount of reheating gas, the central temperature difference t 5 is more sensitive than t 3 , t 4. It is preferable to perform temperature control by measuring the central temperature. In addition, the air separation apparatus needs to make the cold cooling required for the device completely parallel to the cold cooling generated in the expansion turbine.
또한, 절환식 열교환기의 온도제어를 하므로서 다른 계(系)의 열평형을 흐트리지 않도록 할 필요가 있다. 그리고, 장치전체의 열평형이 유지되어 있다면, 필연적으로 절환식 열교환기군의 열평형도 안정되어 있으므로, 가령, 절환식 열교환기 군의 온도에 불평형이 생겼다 하더라도 절환식 열교환기군의 총 교환열량이 일정범위내에서, 더구나 프로세스를 안정시킨 상태에서 절환식 열교환기의 온도제어를 할 필요가 있다.In addition, it is necessary to prevent the thermal balance of other systems from being disturbed by controlling the temperature of the switching heat exchanger. In addition, if the heat balance of the entire apparatus is maintained, the heat balance of the switchable heat exchanger group is inevitably stable, so that even if an unbalance occurs in the temperature of the switchable heat exchanger group, the total exchange heat of the switchable heat exchanger group is constant. In addition, it is necessary to control the temperature of the switching heat exchanger in a stable state of the process.
이들 문제를 해결하기 위해서는 절환식 열 교환기의 유량 온도등의 특성을 해석하여 열평형을 무너뜨리지 않도록 열교환기의 온도를 제어하지 않으면 안되지만 이것에 대신하는 것으로 전절환식 열교환기의 평균온도를 산출하여 이것을 제어량으로 하고 앞서의 산출된 각 평균온도에서 다시 평균온도를 산출하여 이것을 제어목표치로 하는 것이 열교환기군의 총 열 손실량을 변화시키지 않는 범위에서 열의 분배를 할 수 가 있으므로 절환식 열교환기의 온도제어에 적합한 것이라 할수 있다.In order to solve these problems, the temperature of the heat exchanger must be controlled so as not to break down the thermal equilibrium by analyzing the characteristics such as the flow temperature of the switchable heat exchanger. It is possible to distribute the heat within a range that does not change the total heat loss of the heat exchanger group because it is a control amount and the average temperature is calculated again from the above average temperatures, and the control target value is used to control the temperature of the switched heat exchanger. It is suitable.
이하 본 발명에 관해서 도면에 의해 구체적으로 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated concretely by drawing.
제4도에 표시한 바와같이 절환식 열교환기는 1∼n 코어가 있으며 이것은 절환장치(도시하지 않음)의 지령으로 1코어 혹은 수코어씩 절환밸브 V1,V2……Vn에 의해서 즉, 블럭단위마다 유로 A, B의 절환이 순차로 이루어지고, 원료공기와 되돌아오는 가스와의 열교환이 이루어진다. 그리고 1블럭은 1-3코어의 절환식 열교환기가 구성되어 있다. 알기쉽게 설명하기 위하여 절환식 열교환기의 온도를 중부온도(T1,T2……Tn)로 하여(중부 온도대신에 냉단온도 T´1, T´2…T´n)등이라도 좋다.As shown in FIG. 4, the switchable heat exchanger has 1 to n cores, which are commanded by a switching device (not shown), and switch valves V 1 , V 2 ... … By Vn, that is, switching of the flow paths A and B is performed in sequence for each block unit, and heat exchange between the raw air and the gas returned is performed. One block is composed of a 1-3 core switchable heat exchanger. May know the temperature of the heat exchanger switching expression to facilitate description, even the central temperature (T 1, T 2 ...... Tn ) in the (1 naengdan temperature T', T'2 ... T'n instead central temperature), and the like.
항상 기억 갱신되는 온도를 1절환주기분(또는 2절환 주기분 등이라도 좋다)으로 하여 각 절환식 열교환기의 중부온도(T1,T2……Tn)는 각 열교환기의 유로 A, B가 절환되는 시점에서 자동제어장치에 의하여 절환시마다 측정기억이 된다.1 change cycle for temperature Or two switching cycles, etc.), the central temperature (T 1 , T 2 ... Tn) of each switchable heat exchanger is changed at the time of switching by the automatic control device at the time when the flow paths A, B of each heat exchanger are switched. It becomes measurement memory.
자동제어장치내에서는 현 시점으로부터 최신의 1절환주기분의 절환 타이밍시에 측정 기억된 중부온도가 기억 갱신된다. 알기쉽게 하기 위해서 제5도와 같이 1코어를 1블럭으로 하여 5블럭으로 구성된 절환식 열교환기에 관해서 설명한다면, 절환이 블럭단위에서(1→2→3→4→5→1→2)와 같이 절환되는 타이밍 시마다 각 절환식 열교환기의 중부온도가 측정 기억되고, 지금 A의 절환타이밍에서는 B에서 검출된 중부온도를 버리고 A에서 검출된 중부온도가 새로 기억되도록 항상 최신의 1절환주기분의 절환타이밍시에 측정 기억된 중부온도가 기억 갱신된다는 것이다.In the automatic control device, the central temperature measured and stored at the switching timing for the latest one switching cycle from the present time is stored and updated. For the sake of clarity, a switch type heat exchanger composed of 5 blocks with 1 core as 1 block will be described as shown in FIG. 5, and the switching is performed in block units (1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 1 → 2). In each switching heat exchanger, the central temperature of each switching heat exchanger is measured and memorized, and in the switching timing of A, the switching timing for the latest one switching cycle is always stored so that the central temperature detected by B is discarded and the central temperature detected by A is newly stored. The central temperature memorized and measured at the time of memory is updated.
상술한 바와같이 하여 얻어진 각 절환식 열교환기의 각 최신의 1절환 주기분의 측정 데이타를 사용하여 그 기억 데이타의 평균치 즉 각 절환식 열교환기의 평균 중부온도를 계산하여 이것을 제어량으로 하고 다시 모든 절환식 열교환기에 평균 중부온도를 사용하여 전체 평균 중부온도를 계산하여 이것을 제어목표치로 하고 이제어 목표치에 제어량을 수렴시키도록 각 절환식 열교환기의 자동밸브를 제어한다. 보통은 목표치에 대한 제어량의 편차를 구하고 편차 및 편차의 경향으로부터 현재의 자동밸브의 상태로부터의 조작량을 계산한다.Using the measured data of each latest one switching cycle of each switching heat exchanger obtained as described above, the average value of the stored data, that is, the average central temperature of each switching heat exchanger, is calculated as the control amount and all the switching again. The average median temperature is calculated using the average median temperature in the type heat exchanger, and this is set as the control target value, and then the automatic valve of each switchable heat exchanger is controlled to converge the control amount to the target value. Usually, the deviation of the control amount with respect to the target value is obtained and the manipulated value from the current state of the automatic valve is calculated from the deviation and the tendency of the deviation.
조작량의 계산에 있어서는 편차 및 경향에 대하여 불감대(不感帶)와 감대(感帶)를 설정하고, 또한 한꺼번에 낼수 있는 최대조작 및 그 이하가 되면 조작신호를 내지 않는 최소 조작량을 체크하여 최종 조작량을 계산한다. 계산에서 얻어진 조작량에 의거하여 자동밸브에 제어조작을 행하여 온도제어를 하는 것이지만 그 효과의 안정을 기하기 위해서 제어조작을 일시 중지하고, 그후 제어를 재개한다. 보통은 제어조작의 일시 중지시간은 자동절환장치의 절환신호의 회수로 관리하며, 절환식 열교환기의 전체적인 시정수에 거의 같게 설정한다.In calculating the manipulated variable, set the dead zone and the dead zone for the deviation and the tendency, and check the minimum manipulated value which does not give an operation signal when the maximum operation that can be issued at the same time or less and the final manipulated value is obtained. Calculate The control operation is performed on the automatic valve based on the operation amount obtained in the calculation, and temperature control is performed. However, in order to stabilize the effect, the control operation is paused, and then control is resumed. Usually, the pause time of the control operation is controlled by the number of switching signals of the automatic switching device, and is set to be almost equal to the overall time constant of the switching heat exchanger.
제어조작은 분리가스 제어밸브 O1,O2,O3……On 또는 되돌아오는 가스제어밸브 N1, N2, N3……Nn 또는 원료공기제어밸브 A1, A2, A3……An 원료공기 블럭밸브 B1, B2, ……Bn 또는 제4도에는 표시되어 있지 않지만 절환식 열교환기의 저온측에 설치된 재열회로의 재열회로 밸브 중의 어느것으로나 행한다.Control operation is separated gas control valve O 1 , O 2 , O 3 . … On or return gas control valves N 1 , N 2 , N 3 . … Nn or raw air control valve A 1 , A 2 , A 3 . … An Raw air block valve B 1 , B 2 ,. … Although not shown in Bn or FIG. 4, the valve is performed by any of the reheat circuit valves of the reheat circuit provided on the low temperature side of the switch type heat exchanger.
다음에 상술한 바와같은 온도제어법에 의해서, 얻어진 실제의 운전데이타(제9도 내지 11도)에서는 효과가 뚜렷한 것이 잘 나타나 있다.Next, by the temperature control method as described above, the effect is apparent in the actual operating data (Figs. 9 to 11) obtained.
제9도는 정상 운전시에 제어상태를 나타내고 있으며, 자동제어에 의한 정상 운전시에는 모든 절환식 열교환기가 양호하게 열 밸런스를 유지하고 있는 것을 알수가 있다.9 shows the control state in the normal operation, and it can be seen that all the switching heat exchangers maintain the heat balance well in the normal operation by the automatic control.
제10도는 증량운전시에 제어상태를 나타내고 있으며, 증량운전에 의한 절환식 열교환기의 열 밸런스 상태가 변화하더라도 양호하게 추종 동작하고 있음을 알수가 있다.FIG. 10 shows the control state in the increase operation, and it can be seen that the following operation is satisfactory even if the heat balance state of the switch type heat exchanger is changed by the increase operation.
제11도는 계획적 일시 정지후의 기동시 제어상태를 나타내고 있으며, 기동시의 프로세스에 불안정시기 및 절환식 열교환기가 절환주기의 변화에 대해서도 양호하게 동작하여, 열 밸런스를 유지하고 있음을 알수가 있다.FIG. 11 shows a control state at start-up after a planned pause, and it can be seen that the process at start-up is stable and the heat exchanger operates well even with a change in the switching cycle to maintain the heat balance.
절환식 열교환기의 온도제어에 있어서 온도제어 조작을 하고 있는 온도제어 밸브가 제어조작 가능범위에서 벗어났을 경우, 온도제어 밸브 이외의 자동밸브의 1종류 또는 2종류 이상을 조합하므로써 온도 제어 밸브를 제어조작 가능범위로 수정할 수가 있다.When the temperature control valve performing temperature control operation in the temperature control of the switching heat exchanger is out of the control operation possible range, the temperature control valve is controlled by combining one or two or more types of automatic valves other than the temperature control valve. Can be modified to the operable range.
상술한 온도제어 밸브의 제어동작점의 수정법을 명확히 하자면 제4도에 있어, 절환식 열교환기는 3블럭 1블럭은 3코어로 구성되어 절환식 열 교환기의 온도를 중부온도, 온도제어 밸브로 하여 분리가스제어밸브O1,O2,O3……On 또는 되돌아오는 가스제어밸브 N1, N2, N3……Nn의 어느것인가를 채용하고 있는 경우에 대하여 구체적으로 설명한다. 또 절환식 열교환기의 온도 및 온도제어 밸브가 상기 이외의 경우에도 온도 제어밸브의 제어동작점의 수정법은 같은 것이다.To clarify the method of modifying the control operation point of the temperature control valve described above, in Figure 4, the switchable heat exchanger is composed of three blocks and one block of three cores to separate the temperature of the switchable heat exchanger into a central temperature and a temperature control valve. Gas control valves O 1 , O 2 , O 3 . … On or return gas control valves N 1 , N 2 , N 3 . … The case where either of Nn is adopted is demonstrated concretely. Moreover, when the temperature and temperature control valve of a switchable heat exchanger are other than the above, the correction method of the control operation point of a temperature control valve is the same.
(가) 어느 블럭(I블럭)내의 절환식 열교환기의 온도 제어밸브가 제어 가능범위로부터 벗어 난 경우(제6도 참조).(A) The temperature control valve of the switchable heat exchanger in a block (I block) is out of the controllable range (see Fig. 6).
I 블럭내의 절환식 열교환기의 온도 제어밸브의 밸브 개도(開度)를 검출하여 이것을 제어량으로 하고, 앞서 검출된 밸브 개도의 평균치, 즉 I블럭내 평균밸브 개도를 계산하여 이것을 제어목표치로 하여, 이 제어 목표치에 제어량을 수렴(收斂)할 수 있게 I 블럭내의 각 절환식 열교환기의 원료공기 제어밸브 A3I-2, A3I-1, A3I를 조작한다.By detecting the valve opening degree of the temperature control valve of the switchable heat exchanger in the I block and using this as a control amount, calculating the average value of the valve opening degree previously detected, that is, the average valve opening degree in the I block, and making this as the control target value. The raw air control valves A 3 I-2, A 3 I-1, and A 3 I of each switchable heat exchanger in the I block are operated to converge the control amount to this control target value.
보통은 제어 목표치에 대한 제어량의 편차를 구하여, 편차에서 편차범위에 따라 감대, 불감대를 두어, 현재의 원료공기 제어밸브 A3I-2, A3I-1, A3I의 상태로 부터의 조작량을 계산한다. 원료공기 제어밸브 A3I-2, A3I-1, A3I를 조작하면 I 블럭내의 각 절환식 열교환기의 중부 온도는 온도 제어밸브가 제어가능범위에 들어가도록 온도 제어를 행하고 있으면 온도 제어밸브는 제어가능 범위내로 되돌아오는 것이다.Normally, the deviation of the control amount with respect to the control target value is obtained, and the deviation is banded and deadband according to the deviation range, and from the current state of the raw air control valves A 3 I-2, A 3 I-1, A 3 I Calculate the manipulated variable. When operating the raw air control valve A 3 I-2, A 3 I-1, A 3 I, the central temperature of each switchable heat exchanger in the I block is controlled if the temperature control valve is within the controllable range. The control valve is to return within the controllable range.
본 수정동작을 행하면 그 효과의 안정을 기다리기 위하여 수정동작을 일시 중지한 다음, 온도 제어밸브가 제어가능 범위에서 벗어났을 경우에 수정동작을 행한다. 또 온도 제어밸브로서 분리가스 제어밸브 O1,O2,O3……On, 혹은 되돌아오는 가스 제어밸브 N1, N2, N3……Nn를 사용할 경우에도 수정법은 상기한 바와 다름이 없다.When the correction operation is performed, the correction operation is paused to wait for the stability of the effect, and then the correction operation is performed when the temperature control valve is out of the controllable range. The separation gas control valves O 1 , O 2 , O 3 . … On or return gas control valves N 1 , N 2 , N 3 . … Even when Nn is used, the correction method is the same as described above.
(나) 어느 블럭의 절환식 열교환기의 온도 제어밸브가 한결같이 제어가능 범위에서 벗어났을 경우(제7도 참조).(B) The temperature control valve of the switching heat exchanger of any block is constantly outside the controllable range (see Figure 7).
각 블럭에 있어, 블럭 내의 절환식 열 교환기의 온도 제어밸브의 밸브 개도로부터 각 블럭내 평균 밸브개도를 사용하여 전 블럭평균 개도를 계산한다. 절환식 열 교환기의 온도 제어밸브의 각 블럭내 평균 밸브 개도를 제어량으로 하고, 전 블럭 평균 밸브 개도를 제어 목표치로 하여, 이 제어목표치에 제어량을 수렴 시키도록 절환식 열 교환기의 원료공기 블럭밸브 B1,B2,B3…Bn를 조작한다. 보통은 제어목표치에 대한 제어량의 편차를 구하여, 그 편차범위에 따라, 감대, 불감대를 설정하고 현재의 원료공기 블럭밸브 B1,B2,B3…Bn의 상태에서의 조작량을 계산한다. 원료공기 블럭밸브 B1,B2,B3…Bn을 조작하면 각 블럭의 절환식 열교환기의 중부온도는 온도제어 밸브가 제어가능 범위에 들어가도록 흐트러지므로 계속 온도 제어를 행하고 있으면 온도 제어밸브는 제어 가능 범위내로 돌아오는 것이다. 본 수정동작을 행하면, 그 효과의 안정을 기다리기 위하여, 수정동작을 일시 중지한 다음, 온도 제어밸브가 제어가능 범위에서 벗어난 경우에 수정동작을 행한다. 또한 온도제어 밸브로서 분리가스 제어밸브O1,O2,O3……On 혹은 되돌아오는 가스 제어밸브 N1, N2, N3……Nn을 사용한 경우에도 수정법은 상기한 바와 다름이 없다.For each block, the total block average opening is calculated using the average valve opening in each block from the valve opening of the temperature control valve of the switchable heat exchanger in the block. The raw material air block valve B of the switchable heat exchanger so that the average valve opening in each block of the temperature control valve of the switchable heat exchanger is the control amount, and the control block value is converged to the control target value with the average block opening degree of all the blocks as the control target value. 1 , B 2, B 3 ... Manipulate Bn. Normally, the deviation of the control amount to the control target value is obtained, and the dead band and dead band are set according to the deviation range, and the current raw air block valves B 1 , B 2, B 3 . The manipulated value in the state of Bn is calculated. Raw material air block valve B 1 , B 2, B 3 . By operating Bn, the central temperature of the switchable heat exchanger of each block is disturbed so that the temperature control valve is within the controllable range, so if the temperature control is continued, the temperature control valve returns to the controllable range. When the correction operation is performed, the correction operation is paused to wait for the stabilization of the effect, and then the correction operation is performed when the temperature control valve is out of the controllable range. In addition, as a temperature control valve, a separation gas control valve O 1 , O 2 , O 3 . … On or return gas control valves N 1 , N 2 , N 3 . … Even when Nn is used, the correction method is the same as described above.
(다) 절환식 열 교환기의 모든 온도 제어밸브가 한결같이 제어 가능범위에서 벗어났을 경우(제8도 참조).(C) All temperature control valves of switchable heat exchangers are constantly outside the controllable range (see Figure 8).
모든 절환식 열교환기의 온도 제어밸브를 일률적으로 조작하여, 제어 가능범위내로 돌리는 동시에 절환식 열교환기 전체 유량의 밸런스가 무너지지 않도록 온도 제어밸브가 분리가스 제어밸브O1,O2,O3……On 의 경우에는 분리가스원 밸브 D를, 온도 제어밸브가 되돌아오는 가스 제어밸브 N1, N2, N3……Nn 경우는 되돌아오는 가스원밸브 C를 조작하므로써, 절환식 열교환기 전체의 유량 밸런스, 열 밸런스를 흐트리지 않고 온도 제어밸브를 제어가능 범위내로 되돌릴수가 있는 것이다.By operating the temperature control valves of all switch heat exchangers uniformly, the temperature control valves are separated gas control valves O 1 , O 2 , O 3 . … In case of ON, the separation gas source valve D is replaced by the gas control valves N 1 , N 2 , N 3 . … In the case of Nn, by operating the return gas source valve C, the temperature control valve can be returned to within the controllable range without disturbing the flow rate balance and the heat balance of the entire switchable heat exchanger.
본 수정동작을 행하면 그 효과의 안정을 기다리기 위하여 수정동작을 일시 중지하고, 그 다음 온도 제어밸브가 제어가능 범위에서 벗어났을 경우에 수정동작을 행한다. 이상, 구체적으로 설명한 바 온도 제어 밸브의 제어 동작점의 수정법에 의거하여 얻어진 실제의 운전데이타(제12, 13도)또는 효과가 매우 크다는 것이 잘 나타나 있다.When the correction operation is performed, the correction operation is paused to wait for the stabilization of the effect, and then the correction operation is performed when the temperature control valve is out of the controllable range. As described above, it is well shown that the actual operation data (12th and 13th degrees) or the effect obtained based on the method of correcting the control operation point of the temperature control valve is very large.
제12도 및 제13도는 원료공기 블럭밸브에 의한 온도 제어밸브의 제어동작점의 수정상태가 표시되어 있고 원료 공기블럭 밸브를 조작함에 따라 3블럭의 온도 제어밸브를 폐방향(閉方向)으로 수정됨과 동시에 8블럭의 온도 제어밸브를 개방향(開方向)으로 수정되어 있음을 알 수가 있다. 3블럭과 8블럭의 재열질소 출구온도(중부온도와 동일특성)만이 온도 제어밸브의 제어동작 점의 수정방향으로 흐트러져 온도 제어를 속행하고 있으면, 제13도에서와 같이, 다른 블럭의 온도 제어밸브의 제어동작점을 바꾸지 않고도 3블럭, 8블럭만의 제어 동작점을 수정할 수 있는 것을 알 수가 있다.12 and 13 show the state of modification of the control operation point of the temperature control valve by the raw air block valve, and the three-block temperature control valve is modified in the closed direction as the raw air block valve is operated. At the same time, it can be seen that the eight-block temperature control valve is modified in the open direction. If only the reheat nitrogen outlet temperature (the same characteristic as the central temperature) of 3 blocks and 8 blocks is distracted in the correcting direction of the control operation point of the temperature control valve and temperature control is continued, as shown in FIG. 13, the temperature control valve of the other block. It can be seen that the control operating points of only 3 blocks and 8 blocks can be modified without changing the control operating points of the blocks.
이상 설명한 대로 본 발명에 의하면, 대형 공기분리장치의 절환식 열 교환기군에 있어 유량의 불평형을 자동적으로 제어할 수 있고, 각 열교환기간의 상호 간섭작용을 매우 작게 할 수가 있는 것이다.According to the present invention as described above, in the switchable heat exchanger group of the large-sized air separation device, the unbalance of the flow rate can be automatically controlled, and the mutual interaction in each heat exchange period can be made very small.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR7600685A KR800001335B1 (en) | 1976-03-22 | 1976-03-22 | Temperature Control Method of Switchable Heat Exchanger of Air Separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR7600685A KR800001335B1 (en) | 1976-03-22 | 1976-03-22 | Temperature Control Method of Switchable Heat Exchanger of Air Separator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR800001335B1 true KR800001335B1 (en) | 1980-10-28 |
Family
ID=19202091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR7600685A Expired KR800001335B1 (en) | 1976-03-22 | 1976-03-22 | Temperature Control Method of Switchable Heat Exchanger of Air Separator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR800001335B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112013472A (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-01 | 广东美的制冷设备有限公司 | Air conditioner and control method thereof |
-
1976
- 1976-03-22 KR KR7600685A patent/KR800001335B1/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112013472A (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-01 | 广东美的制冷设备有限公司 | Air conditioner and control method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0699317B1 (en) | Indoor climate controller | |
| US5669238A (en) | Heat exchanger controls for low temperature fluids | |
| BRPI0614404B1 (en) | method for controlling a distillation column | |
| KR20010023428A (en) | Auctioneering temperature and humidity controller with reheat | |
| CA2112204C (en) | Purification of refrigerant | |
| KR800001335B1 (en) | Temperature Control Method of Switchable Heat Exchanger of Air Separator | |
| US2084987A (en) | Method of and means for controlling the operation of heat exchange devices | |
| US4034420A (en) | Temperature balancing method for reversing heat exchangers | |
| JPS6019439B2 (en) | Temperature control method for switching heat exchanger group | |
| US4261719A (en) | Method of and apparatus for controlling rate of material air supply to air separation plant | |
| US3838256A (en) | Constraint control for processes with equipment limitations | |
| KR20170066595A (en) | Method for controlling a coupled heat exchanger system and heat-exchanger system | |
| US4781324A (en) | Preheat temperature balancing control | |
| JPS63172879A (en) | Intermediate temperature control method for reversible heat exchanger group | |
| JPS61159085A (en) | Control of condenser | |
| JPS6318116B2 (en) | ||
| US4438499A (en) | Fractional distillation process control | |
| RU2189555C1 (en) | Method for automatic equalization of temperatures in groups of three regenerators | |
| SU929972A1 (en) | Method of automatic control of cryogenic helium system preliminary refrigeration stage | |
| SU870869A1 (en) | Method of automatic controlling of cryogenic helium system | |
| JPS63259008A (en) | How to control a hot stove | |
| JPH01275537A (en) | Automatic specific gravity measuring device of naphthalene oil | |
| JPH0282074A (en) | Multi-stage control type air cooling device | |
| JPH02243708A (en) | Distribution control method of blast furnace contents | |
| SU1745780A1 (en) | Method and apparatus for controlling single crystal growth process under protective liquid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19760322 |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 19790716 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1605 | Publication of application before grant of patent |
Comment text: Decision on Publication of Application Patent event code: PG16051S01I Patent event date: 19801006 |
|
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 19810119 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 19810212 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 19810212 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19830930 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19840915 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19850923 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19851230 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19870928 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19880929 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19890921 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19900926 Start annual number: 11 End annual number: 11 |
|
| PC1801 | Expiration of term | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 19910919 Start annual number: 12 End annual number: 12 |