SU1157322A1

SU1157322A1 - Device for controlling coolant liquefaction and distribution plant

Info

Publication number: SU1157322A1
Application number: SU833626883A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Синицын; Валентин Федорович Гурин; Валерий Николаевич Пулин; Василий Васильевич Николаев; Георгий Викторович Тихомиров; Валерий Максимович Бычин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6956; Оренбургский Гелиевый Завод
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1985-05-23

Abstract

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ СЖИЖЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛАДАГЕНТА, содержащее компрессоры хладагента, блоки охлаждени , емкости - накопители жидкого хладагента, регул торы уровн давлени , регулирующие и дроссельно-регулирующие jli f гД ; U , -Ci.;l:i ЬКБЛКОТЕКА клапаны, отличающеес тем, что, с целью снижени энергетических затрат при оперативном накоплении и распределении хладагента ,- она дополнительно снабжена двум сумматорами-ограничител ми, двум управл ющими С5 мматорами, блоком селектировани и сзмматоррм задани , при этом входы сумматоров-ограничителей соединены с выходами регул торов уровн давлени , а выходы - с управл ющими сумматорами и блоком селектировани , который через сумматор эадани соединен с регул тором уровн давлени и с управл ющими сумматорами, выходы кото- рых соединены с клапанами, установО ) ленными на лини х поступлени хладагента в емкости-накопители.A MANAGEMENT DEVICE for liquefaction and distribution of refrigerant containing refrigerant compressors, cooling units, storage tanks of liquid refrigerant, pressure level regulators, regulating and throttling regulating jli f dd; U, -Ci.; L: i LPCCLOTECA valves, characterized in that, in order to reduce energy costs in the operational accumulation and distribution of the refrigerant, it is additionally equipped with two limiters, two control C5 meters, a selection unit and a setpoint transmitter. , the inputs of the adders-limiters are connected to the outputs of the pressure level regulators, and the outputs are connected to the control adders and the selection unit, which is connected to the pressure level regulator and to the control adders These valves are connected to valves installed on the lines of refrigerant supply to storage tanks.

Description

ел оо iNd toel oo iNd to

Изобретение относитс к технике разделени газов и может быть исползовано в автоматизированных установках сжижени и распределени хладагента .The invention relates to a technique for the separation of gases and can be used in automated installations for the liquefaction and distribution of refrigerant.

Известна система регулировани параметров установки, содержаща датчики параметров, органы управлени . Эта система регулировани може быть использована дл управлени группой параллельно работающих аппаратов ll .A known system for controlling installation parameters, comprising parameter sensors, controls. This control system can be used to control a group of parallel devices ll.

Однако в известной установке управление ведетс только по температуре , давлению и уровню и не учитываетс потребность в продукте, вырабатыв .аемом этими аппаратами.However, in a known installation, control is conducted only by temperature, pressure and level, and does not take into account the need for a product produced by these devices.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс установка с системой управлени , содержаща компрессоры хладагента, блоки охлаждени , емкости-накопители жидкого хпадагента, регул торы уровн , цавлени , регулирукнцие и дроссельно регулирующие клапаны 2 Closest to the invention in its technical essence and the achieved result is an installation with a control system containing refrigerant compressors, cooling blocks, storage tanks for liquid refrigerant, level controls, color control, regulation and throttle control valves 2

Известна система управлени не может быть применена, так как она не учитьшает потребность в производительности той или иной линии по перерабатьшаемому или получаемому продукту.The known control system cannot be applied, since it does not consider the need for the performance of a particular line in regards to the product being processed or received.

Цель изобретени - снижение энергетических затрат при оперативном накоплении и распределении хладагента.The purpose of the invention is to reduce energy costs during operational accumulation and distribution of the refrigerant.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве управлени установкой сжижени и распределени хладагента, содержащем компрессоры хладагента, блоки охлаждений, емкости-накопители жидкого хладагента , регул торы уровн давлени , регулирующие и дроссельно-регулирующие клапаны, дополнительно содержатс два сумматора-ограничител , два управл ющих сумматора, блок селектировани и сумматор задани , при этом входы сумматоровограничителей соединены с выходами регул торов уровн давлени , а выходы - с управл ющими сумматорами и блоком селектировани , который через сумматор задани соединен с регул тором уровн давлени и с управл ющими сумматорами, выходы которых соединены с клапанами , установленными на лини х постулени хладагента в емкости-накопители .This goal is achieved by the fact that in the control unit of the liquefaction installation and distribution of the refrigerant, containing refrigerant compressors, cooling units, storage tanks for liquid refrigerant, pressure level regulators, regulating and throttle-regulating valves, additionally contain two limiters, two controllers the adder, the selection unit and the adder of the task, while the inputs of the adders of the limiters are connected to the outputs of the pressure level regulators, and the outputs to the control adders and the unit with lektirovani which, via adder specifying connected to a pressure regulator and level with the control adders, the outputs of which are connected to the valves on lines postuleni refrigerant in the tank drives.

На чертеже представлена технологическа схема установки сжижени и распределени хладагента.The drawing shows the technological scheme of the installation of liquefaction and distribution of the refrigerant.

Установка состоит из компрессоров 1 и 2 хладагента, блоков 3 и 4 охлаждени , емкостей-накопителей 5 и 6 жидкого хладагента, блока 7 управлени распределением, содержащего сумматоры-ограничители 8 и 9, задатчик 10, блок 11 селектировани меньшего сигнала, управл ющие сумматоры 12 и 13, регул тор 14 уровн давлени , сумматор 15 задани , регул торы 16-20 уровн давлени , регулирующих клапанов 21 и 22, дроссельно-регулирующих клапанов 23-27.The installation consists of refrigerant compressors 1 and 2, cooling blocks 3 and 4, storage tanks 5 and 6 of the liquid refrigerant, distribution control unit 7 containing limiters 8 and 9, unit 10, unit 11 for selecting a smaller signal, control totalizers 12 and 13, a pressure level controller 14, a task adder 15, pressure level regulators 16-20, control valves 21 and 22, throttle control valves 23-27.

Предлагаема установка работает следующим образом.The proposed installation works as follows.

Хладагент высокого давлени с линий 28 и 29 нагнетани компрессоров 1 и 2 поступает в коллектор 30 и в технологические линии 31 и 32 охлаждени , направл сь в блокиThe high pressure refrigerant from the injection lines 28 and 29 of the compressors 1 and 2 enters the manifold 30 and into the cooling process lines 31 and 32, and is directed to the blocks

3и 4 охлаждени , где охлаждаетс до -169 С. (Все технологические параметры даны дл азота), Затем хладагент высокого давлени дросселируетс на дроссельно-регулирующих клапанах 23 и 24 от 6,0 до 0,30 ,4 МПа и поступает в парожидкостном виде при в емкости-накопители 5 и 6 в количестве, определ емом степенью открыти каждого3 and 4 cooling, where it is cooled to -169 C. (All technological parameters are given for nitrogen). Then the high-pressure refrigerant is throttled on the throttle-regulating valves 23 and 24 from 6.0 to 0.30, 4 MPa and enters in vapor-liquid form at in storage tanks 5 and 6 in an amount determined by the degree of opening of each

из дроссельно-регулирующих клапанов 23 и 24. Жидкий хладагент накапливаетс в емкост х-накопител х 5 и 6 и затем через регулирующие Клапаны 21 и 22 подаетс в качестве хладагента в установки 33 и 34 разделени газа по потребности этих ycTartoBOK в холоде. Парообразный хладагент удал етс из емкостейнакопителей 5 и 6 через дроссельнорегулирующие клапаны 26 и 27, поддерживающие давление в этих емкост х , путем воздействи на них регул торов 19 и 20 уровн давлени и объедин етс с парообразным хладагентом , поступающим из установок разделени газа. Затем парообразный хладагент поступает в коллектор 35 всасмвани компрессоров 1 и 2, предварительно пройд через блоки 3 иFrom throttle control valves 23 and 24. Liquid refrigerant accumulates in x-accumulator tanks 5 and 6 and then through control valves 21 and 22 is supplied as a refrigerant to gas separation units 33 and 34 according to the needs of these ycTartoBOK in the cold. The vapor refrigerant is removed from storage tanks 5 and 6 through throttle control valves 26 and 27, which maintain the pressure in these tanks, by acting on pressure regulators 19 and 20, and is combined with the vapor refrigerant coming from the gas separation plants. Then the vapor refrigerant enters the collector 35 of the absorption of compressors 1 and 2, preliminarily passed through blocks 3 and

4охпажпенй в качестве обратного потока и отдава свой холод потока хладагента высокого давлени . Работа установки сжижени и рас пределени хладагента основана на потребности установок 33 и 34 разделени газа в жидком хладагенте. Эта потребность может быть различн дл каждой- из установок ЗА и 33 и косвенным путем определ етс по уровню жидкого хладагента в емкбст х-накопител х 5 и 6. Если уровень в рабочих емкост х накопител х 5 и 6 ниже 0,5, то выход казвдого из пропорциональных ре гул торов 16 и 17 уровн давлени также меньше 0,5 и сигналы с выход сумматоров-ограничителей 8, 9 блока 1 1 селектировани меньшего сигнала равны 0. Следовательно, выход ной сигнал сумматора 15 задани ра вен заданию, поступающему на него с задатчика 10, и пропорциональноинтегральный регул тор 14 уровн давлени ре;улирует заданное давле ние (6,0 МПа) воздействием на дроссельно-регулирующие клапаны 23 и 2 через управл ющие сумматоры 12 и 1 Допустим, что степень открыти клапанов 23 и 24 одинакова при одинаковом на них воздействии с сумматоров 12 и 13. Тогда разность уровней жидкого хладагента в емкост хнакош1тел х 5 и 6 определ етс поступлением жидкого хладагента в уста новки 34 и 33 разделени газа. Пред положим, что уровень в емкости-нако пителе 5 растет быстрее, чем в емкости-накопителе 6 и раньше превышает уровень 0,5. В этом сутучае по вл етс сигнал на выходе суммато ра-ограничител 8 и,, соответственно на входе - управл ющего сумматора 12 и блока 11 селектировани меньшего сигнала, в то врем как сигналы на выходах сумматора-ограничител 9 и блока 11 селектировани меньшего сигнала равны 0. Сигнал с выхода сумматора 12 уменьшает с , что приводит к прикрытию дроссельио-регулируюцегр клапана 23. Давление в- коллекторе 30 нагнетани компрессоров возрастает. Регул тор 14 уровн давлени увеличивает выходной сигнал, приоткрыва клапаны 23 и 24, и восстанавливает давление нагнетани компрессоров t и 2. В результате этого расход хпадагента высокого давлени в емкостьнакопитель 5 уменьшитс . При дальнейшем накоплении уровн в емкости-накопителе 5 может произойти уравнивание сигналов на входы управл ющего сумматора 12 с выходов регул тора 14 уровн давлени и сумматора-ограничител 8, клапан 23 закрьшаетс и давление нагнетани компрессоров 1 и 2 поддерживаетс клапаном 24. Весь кладагент высокого давлени поступает после охлаждени в емкость-накопитель 6 и уровень в ней возрастает, при превьш1енш{ сигнала с регул тора 17 уровн давлени 0,5 по вл етс сигнал на выходе сумматораограничител 9 и, соответственно, на выходе блока 11 селектировани меньшего сигнала. Причем, пока выход сумматора-ограничител 9 меньше выхода сумматора-ограничител 8 выход блока 11 селектировани меньшего сигнала равен выходу сумматора-ограничител 9. Величина сигнала задани регул тору 14 уровн давлени понижаетс , что приводит к увеличению его выходного сигнала. Сигнал с выхода управл ющего сумматора 13 будет соответствовать сигналу с выхода регул тора 14 уровн давлени , а сигнал с выхода управл ющего сумматора 12 будет меньше этого сигнала на величину сигнала с выхода блока t1 се лектировани меньшего сигнала. Давление нагнетани компрессоров 1 и 2 понижаетс вследствие увеличени расхода хладагента высокого давлени ввиду приоткрывани клапанов 23 и 24. Это приводит к увеличению парообразовани хладагента при дросселировании на дрос сельно-регулирующих клапанах 23 и 24 и уменьше ию1 жидкого хладагента , накапливаемого в емкост х-накопител х 5 н 6. При минимальной потребности в идком хладагенте уровень его в емост х-накопител х возрастает и при тремлении выходных сигналов пропорциональных регул торов t6 и 17 ровн давлени к 1, давление нагнетани компрессоров поддерживаетс инимальньм. При понижении уровней идкого хладагента хот бы в одной з емкостей-нако1щтелей 5 и 6 рабоа установки аналогична описанной,4) as a back flow and returning to your cold the high pressure refrigerant flow. The operation of the liquefaction and distribution of the refrigerant is based on the needs of the gas separation units 33 and 34 in the liquid refrigerant. This need may be different for each of the installations 3A and 33 and indirectly determined by the level of the liquid refrigerant in storage tanks 5 and 6. If the level in the working capacities of storage units 5 and 6 is below 0.5, then the output each of the proportional pressure regulators 16 and 17 is also less than 0.5 and the signals from the output of limiters 8, 9 of the selection block 1 1 are equal to 0. Therefore, the output signal of the adder 15 is equal to the reference to it from setpoint 10, and proportional-integral controller 14 y The pressure is equal; it removes the predetermined pressure (6.0 MPa) by acting on the throttle control valves 23 and 2 through control adders 12 and 1. Assume that the degree of opening of the valves 23 and 24 is the same with the same effect on them as adders 12 and 13 Then the difference between the levels of liquid refrigerant in tanks 5 and 6 is determined by the intake of liquid refrigerant in gas separation units 34 and 33. Suppose that the level in the tank-napo 5 increases faster than in the tank-6 and earlier exceeds the level 0.5. In this oddly, a signal appears at the output of the limiter 8 and, respectively, at the input of the control adder 12 and the selection unit 11 of a smaller signal, while the signals at the outputs of the adder limiter 9 and the selection unit 11 of the smaller signal are 0. The signal from the output of the adder 12 decreases c, which leads to the covering of the choke-regulating valve 23. The pressure in the collector 30 of the discharge of the compressors increases. The pressure level regulator 14 increases the output signal by opening the valves 23 and 24 and restores the discharge pressure of the compressors t and 2. As a result, the flow rate of the high pressure capacitor in the storage tank 5 decreases. With further accumulation of the level in the storage tank 5, the signals to the inputs of the control adder 12 may be equalized from the outputs of the pressure level regulator 14 and the limit adder 8, the valve 23 closes and the discharge pressure of the compressors 1 and 2 is maintained by the valve 24. The high pressure agent is all After cooling, the tank 6 enters and the level in it increases when the pressure level regulator 17 exceeds the pressure level 17 and a signal appears at the output of the totalizer limiter 9 and, accordingly, at the output of the unit 11 villages less signaling. Moreover, while the output of limiter 9 is less than the output of limiter 8, the output of selection unit 11 of a smaller signal is equal to the output of limiter 9. The value of the reference signal to the pressure level controller 14 decreases, which leads to an increase in its output signal. The signal from the output of the control adder 13 will correspond to the signal from the output of the pressure level regulator 14, and the signal from the output of the control adder 12 will be less than this signal by the value of the signal from the output of the selection block t1 of the smaller signal. The discharge pressure of compressors 1 and 2 decreases due to an increase in the flow rate of high-pressure refrigerant due to the opening of valves 23 and 24. This leads to an increase in refrigerant vaporization when throttled at the throttle control valves 23 and 24 and decreases 11 of liquid refrigerant accumulated in the x-tank. 5 n 6. With a minimum demand for an refrigerant ID, its level in capacitors of x-accumulators increases and when the output signals are throbbed, the proportional regulators t6 and 17 are equal to pressure to 1, the pressure is forced inimalnm compressors is maintained. When the levels of the coolant are lowered, at least in one of the containers of points 5 and 6, the installation is similar to that described

5151

но только в обратной последовательности .but only in reverse order.

В случае, если давление нагнетани KOMTtpeccopoB 1 и 2 превышает максимально допустимое значение, то регул тор 18 уровн давлени , воздейству на регулирующий клапан 25, поддерживает это давление.In case the injection pressure KOMTtpeccopoB 1 and 2 exceeds the maximum permissible value, the pressure level regulator 18, acting on the control valve 25, maintains this pressure.

157322157322

Экономический эффект заключаетс в снижении удельных энергетических затрат за счет рационального накоплени и распределени хладагента 5 при работе компрессоров хладагента при переменной степени повышени давлени и составит 30 тыс. руб. - год.The economic effect is to reduce the specific energy costs due to the rational accumulation and distribution of the refrigerant 5 when the refrigerant compressors are operated at a variable degree of pressure increase and amount to 30 thousand rubles. - year.

Claims

CONTROL UNIT FOR CONTROL LIFTING AND DISTRIBUTION OF REFRIGERANT, containing refrigerant compressors, cooling units, tanks - liquid refrigerant accumulators, pressure level regulators, regulating and throttle-regulating valves, characterized in that, in order to reduce energy costs during operational accumulation and distribution of refrigerant, · it is additionally equipped with two adder limiters, two control adders, a selection unit and a job adder, while the inputs of the adder limiters are connected to the outputs of the pressure level control, and outputs - to the control unit and adders selektirovaniya which, via an adder coupled to the reference pressure level regulator and yn equals _Λ adders, the outputs koto- 3 ryh connected with the valves, SET-K lennymi on Incoming lines cold-K agent in storage tanks. | l

SL M so yo