RU2021100461A -
SYSTEM FOR MANAGING THE FLOW OF ARGON AT THE OUTLET OF A DISTILLATION COLUMN
- Google Patents
SYSTEM FOR MANAGING THE FLOW OF ARGON AT THE OUTLET OF A DISTILLATION COLUMN
Download PDF
Info
Publication number
RU2021100461A
RU2021100461ARU2021100461ARU2021100461ARU2021100461ARU 2021100461 ARU2021100461 ARU 2021100461ARU 2021100461 ARU2021100461 ARU 2021100461ARU 2021100461 ARU2021100461 ARU 2021100461ARU 2021100461 ARU2021100461 ARU 2021100461A
Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж КлодfiledCriticalЛ'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Publication of RU2021100461ApublicationCriticalpatent/RU2021100461A/en
1. Система (3) для управления расходом аргона в текучей среде (120) на выпуске узла (1) из по меньшей мере одной дистилляционной колонны, чтобы достигнуть целевого содержания (SP) дикислорода, при этом система содержит1. System (3) for controlling the flow of argon in the fluid (120) at the outlet of the unit (1) from at least one distillation column in order to achieve the target content (SP) of dioxygen, while the system containsдатчик (9), предназначенный для измерения содержания (PV) дикислорода в текучей среде, содержащей аргон, на выпуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны;a sensor (9) for measuring the content (PV) of dioxygen in the fluid containing argon, at the outlet of the node from at least one distillation column;регулятор (11), выполненный с возможностью определения требуемого изменения (∆regul) расхода аргона в зависимости от разности (ε) между содержанием дикислорода, измеренным датчиком, и целевым содержанием дикислорода;a controller (11) configured to determine the desired change (∆ regul ) of the argon flow rate depending on the difference (ε) between the dioxygen content measured by the sensor and the target dioxygen content;контроллер (13), предназначенный для генерирования сигнала управления, относящегося к целевому расходу (Qargon) аргона, причем указанный целевой расход аргона определяется в зависимости от требуемого изменения расхода аргона, определенного регулятором, и от изменений в содержании дикислорода, измеренном датчиком; иa controller (13) for generating a control signal related to a target flow rate (Q argon ) of argon, said target flow rate of argon being determined depending on the desired change in the flow rate of argon, determined by the controller, and on changes in the content of dioxygen, measured by the sensor; andклапан (15), управляемый указанным контроллером и предназначенный для модификации расхода аргона в текучей среде на выпуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны, чтобы получить целевой расход аргона.a valve (15) controlled by said controller and designed to modify the flow rate of argon in the fluid at the outlet of the unit from at least one distillation column in order to obtain the target flow rate of argon.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что на узел из по меньшей мере одной дистилляционной колонны подается воздушная текучая среда (100), причем целевой расход аргона, определенный контроллером, определяется дополнительно в зависимости от прогнозируемого значения (Qpred) расхода аргона в зависимости от расхода (Qair) воздуха на впуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны и от выхода (ρ) указанного узла.2. The system according to claim 1, characterized in that air fluid (100) is supplied to the assembly from at least one distillation column, and the target argon flow rate determined by the controller is additionally determined depending on the predicted value (Q pred ) of the argon flow rate depending on the air flow rate (Q air ) at the inlet of the assembly of at least one distillation column and on the outlet (ρ) of said assembly.3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что прогнозируемое значение расхода аргона зависит от расхода (Q*air) воздуха, который задерживается относительно расхода воздуха на впуске узла (1) из по меньшей мере одной дистилляционной колонны, причем задержанный расход указанного воздуха определяется следующим образом:3. The system according to claim 2, characterized in that the predicted value of the flow rate of argon depends on the flow rate (Q * air ) of air, which is delayed relative to the air flow rate at the inlet of the assembly (1) from at least one distillation column, and the delayed flow rate of said air is defined as follows:
Q*air(t)=Qair(t0-λ) для всех t∈[t0; t0+λ],Q* air (t)=Q air (t 0 -λ) for all t∈[t 0 ; t 0 +λ],где Q*air(t) представляет собой задержанный расход в момент времени t, where Q* air (t) is the delayed flow at time t,Qair(t) представляет собой расход воздуха на впуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны в момент времени t,Q air (t) is the air flow at the inlet of the assembly of at least one distillation column at time t,t0 представляет собой любой момент времени,t 0 is any moment in time,λ и δ представляют собой предварительно определенные периоды времени,λ and δ are predetermined time periods,R представляет собой предварительно определенный положительный порог.R is a predetermined positive threshold.4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что прогнозируемое значение расхода аргона в заданный момент времени определяется следующим образом:4. The system according to claim 3, characterized in that the predicted value of argon consumption at a given point in time is determined as follows:Qpred(t)=Q*(t)⋅α⋅ρ,Q pred (t)=Q*(t)⋅α⋅ρ,где Qpred(t) представляет собой прогнозируемое значение расхода аргона в заданный момент времени t,where Q pred (t) is the predicted value of argon consumption at a given time t,α представляет собой долю аргона в потоке воздуха на впуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны,α is the proportion of argon in the air flow at the inlet of the assembly of at least one distillation column,ρ представляет собой выход узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны.ρ is the node output from at least one distillation column.5. Система по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что выход узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны определяется посредством применения предварительно определенной функции к коэффициенту, характеризующему количество энергии, используемой для управления узлом из по меньшей мере одной дистилляционной колонны.5. The system according to any one of paragraphs. 2-4, characterized in that the output of the node from at least one distillation column is determined by applying a predetermined function to a coefficient characterizing the amount of energy used to control the node from at least one distillation column.6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что предварительно определенная функция определяется посредством алгоритма обучения на основе набора данных, относящихся к множеству процессов дистилляции, реализованных в соответствии с различными значениями для количества используемой энергии.6. The system according to claim 5, characterized in that the predetermined function is determined by a learning algorithm based on a set of data relating to a plurality of distillation processes implemented in accordance with different values for the amount of energy used.7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что предварительно определенная функция является полиномиальной.7. The system according to claim 6, characterized in that the predetermined function is polynomial.8. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что целевой расход аргона определяется в зависимости от параметра (P) ожидания, относящегося к изменениям в содержании дикислорода, измеренном датчиком, причем указанный параметр ожидания принимает дискретные значения в пределах набора предварительно определенных значений.8. The system according to any of the preceding claims, characterized in that the target argon flow rate is determined depending on the expectation parameter (P) related to changes in the dioxygen content measured by the sensor, and the specified expectation parameter takes discrete values within a set of predetermined values.9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что параметр ожидания, относящийся к изменениям в содержании дикислорода, определяется следующим образом:9. The system according to claim 8, characterized in that the expectation parameter related to changes in the content of dioxygen is determined as follows:
где P(t) представляет собой значение параметра ожидания, относящегося к изменениям в содержании дикислорода, измеренном датчиком в момент времени t,where P(t) is the value of the expectation parameter relating to changes in the dioxygen content measured by the sensor at time t,P1, P2, P3 представляют собой возможные значения параметра ожидания в соответствии с изменениями в содержании дикислорода, измеренном датчиком,P 1 , P 2 , P 3 are possible values of the waiting parameter according to changes in the dioxygen content measured by the sensor,PV(t) представляет собой значение содержания дикислорода, измеренного датчиком в момент времени t,PV(t) is the value of the dioxygen content measured by the sensor at time t,τ представляет собой предварительно определенный период времени, иτ is a predetermined period of time, andS представляет собой предварительно определенный порог.S is a predetermined threshold.10. Система по п. 9 в комбинации с п. 2, отличающаяся тем, что параметр ожидания, относящийся к изменениям в содержании дикислорода, измеренном датчиком, представляет собой корректирующий расход, при этом целевой расход аргона определяется следующим образом:10. The system according to claim 9 in combination with claim 2, characterized in that the expectation parameter relating to changes in the dioxygen content measured by the sensor is a corrective flow rate, while the target argon flow rate is determined as follows:
где Qargon представляет собой целевой расход аргона,where Q argon is the target argon flow rate,Qpred представляет собой прогнозируемое значение расхода аргона,Qpred is the predicted value of argon consumption,Δregul представляет собой требуемое изменение расхода аргона, иΔregul is the desired change in argon flow rate, andP представляет собой значение корректирующего расхода.P represents the value of the corrective flow.11. Система по п. 9 в комбинации с п. 2, отличающаяся тем, что параметр ожидания, относящийся к изменениям в содержании дикислорода, измеренном датчиком, представляет собой весовой коэффициент прогнозируемого значения расхода аргона, причем целевой расход аргона определяется следующим образом:11. The system according to claim 9 in combination with claim 2, characterized in that the expectation parameter relating to changes in the dioxygen content measured by the sensor is a weighting factor for the predicted argon flow rate, and the target argon flow rate is determined as follows:Qargon=Qpred⋅P+Δregul,Q argon =Q pred ⋅P+Δ regul ,где Qargon представляет собой целевой расход аргона,where Q argon is the target argon flow rate,Qpred представляет собой прогнозируемое значение расхода аргона,Qpred is the predicted value of argon consumption,Δregul представляет собой требуемое изменение расхода аргона, иΔregul is the desired change in argon flow rate, andP представляет собой значение весового коэффициента прогнозируемого значения расхода аргона.P is the weighting value of the predicted argon flow rate.12. Система по любому из пп. 2-11, отличающаяся тем, что прогнозируемое значение расхода аргона взвешивается корректирующим коэффициентом (K), относящимся к нарушениям узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны, причем указанный корректирующий коэффициент определяется в зависимости от разности между содержанием дикислорода, измеренным датчиком, и целевым содержанием дикислорода.12. The system according to any one of paragraphs. 2-11, characterized in that the predicted value of the flow rate of argon is weighted by a correction factor (K) related to violations of the node from at least one distillation column, and the specified correction factor is determined depending on the difference between the content of dioxygen measured by the sensor, and the target content dioxygen.13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что корректирующий коэффициент определяется следующим образом:13. The system according to claim 12, characterized in that the correction factor is determined as follows:
где K1, K2 и K3 представляют собой предварительно определенные возможные значения корректирующего коэффициента, иwhere K 1 , K 2 and K 3 are predetermined possible values of the correction factor, andT1 и T2 представляют собой предварительно определенные пороги.T 1 and T 2 are predetermined thresholds.14. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что регулятор представляет собой ПИД(пропорционально-интегрально-дифференциальный)-контроллер, выполненный таким образом, чтобы значения параметров, соответственно относящихся к пропорциональному и интегральному вкладам ПИД-контроллера, умножались на два, когда содержание дикислорода, измеренное датчиком, больше, чем целевое содержание дикислорода.14. The system according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the controller is a PID (proportional-integral-derivative) controller, designed in such a way that the values of the parameters, respectively, related to the proportional and integral contributions of the PID controller are multiplied by two, when the dioxygen content measured by the sensor is greater than the target dioxygen content.15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что ПИД-контроллер является ПИ-контроллером.15. The system according to claim 14, characterized in that the PID controller is a PI controller.16. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что целевое содержание дикислорода в аргоновой текучей среде на выпуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны составляет меньше чем 2 ppm.16. The system according to any of the preceding claims, characterized in that the target content of dioxygen in the argon fluid at the outlet of the node from at least one distillation column is less than 2 ppm.17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что целевое содержание дикислорода в аргоновой текучей среде на выпуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны составляет от 0,9 ppm до 2 ppm.17. The system of claim. 16, characterized in that the target content of dioxygen in the argon fluid at the outlet of the node from at least one distillation column is from 0.9 ppm to 2 ppm.18. Система по п. 16 или 17, отличающаяся тем, что целевое содержание дикислорода в аргоновой текучей среде на выпуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны составляет 0,9 ppm.18. The system according to claim 16 or 17, characterized in that the target content of dioxygen in the argon fluid at the outlet of the node from at least one distillation column is 0.9 ppm.19. Способ управления расходом аргона в текучей среде (120) на выпуске узла (1) из по меньшей мере одной дистилляционной колонны, чтобы достигнуть целевого содержания (SP) дикислорода, при этом способ включает19. A method for controlling the flow of argon in fluid (120) at the outlet of the node (1) from at least one distillation column in order to achieve the target content (SP) of dioxygen, the method includesизмерение содержания (PV) дикислорода в текучей среде, содержащей аргон, на выпуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны;measuring the content (PV) of dioxygen in the fluid containing argon, at the outlet of the node from at least one distillation column;определение требуемого изменения (Δargon) расхода аргона в зависимости от разности (ε) между измеренным содержанием дикислорода и целевым содержанием дикислорода;determining a desired change (Δ argon ) in the argon flow rate as a function of the difference (ε) between the measured dioxygen content and the target dioxygen content;определение целевого расхода (Qargon) аргона в зависимости от требуемого изменения расхода аргона и от изменений в измеренном содержании дикислорода; иdetermining a target flow rate (Q argon ) of argon depending on the required change in the flow rate of argon and on changes in the measured content of dioxygen; andмодификацию расхода аргона в текучей среде на выпуске узла из по меньшей мере одной дистилляционной колонны, чтобы получить целевой расход аргона.modifying the argon flow rate in the fluid at the outlet of the at least one distillation column assembly to obtain a target argon flow rate.20. Компьютерная программа, содержащая команды для реализации способа по п. 19, когда указанные команды исполняются по меньшей мере одним процессором (19, 23, 27).20. A computer program containing instructions for implementing the method according to claim 19, when said instructions are executed by at least one processor (19, 23, 27).
RU2021100461A2018-06-222019-05-22
SYSTEM FOR MANAGING THE FLOW OF ARGON AT THE OUTLET OF A DISTILLATION COLUMN
RU2021100461A
(en)