一种采用单塔的制氩方法技术

本发明专利技术公开了一种采用单塔的制氩方法；包括以下步骤：S1，将原空气送入空气过滤器，经过过滤和空压机的加压，之后进入空冷系统冷却液化，在经过纯化系统进行纯化分解，将纯化的混合液送入制氩机构；S2，经过步骤S1之后，混合液进入第一粗氩罐，在第一粗氩罐内进行分馏，并且经过第一粗氩罐进入第二粗氩罐，在第二粗氩罐和第一粗氩罐之间进行循环，去除杂质气体；S3，经过步骤S2之后，粗氩液进入到精氩罐，在精氩罐内进行精馏提纯，提纯后的液氩通过液氩槽进行收集；S4，在步骤S1‑S3的过程中，故障检测系统通过数据采集模块和控制单元共同对制氩系统数据进行故障诊断分析，降低系统故障发生，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种采用单塔的制氩方法
本专利技术属于空分制氩设备领域，尤其涉及一种采用单塔的制氩方法。
技术介绍
随着世界科技的发展，各行各业对氧、氮、氩等工业气体需求量越来越大；全精馏制氩具有流程简单、操作方便、安全、稳定、氩提取率高等优点，是空分设备用户首选的制氩流程。全精馏制氩就是在粗氩塔中进行氧一氩分离，直接得到氧含量小于l×10-6的粗氩，在精氩中再进行氩一氮分离，得到纯度为99.999%的精氩产品。现有的制氩设备一般采用精氩空分塔，空分塔体积较大，占地面积多，而且在生产过程中能耗大；精氩塔把混合物分离和经过多个分解过程得到较高纯度的精氩；但是，当精氩他出现故障时，如分类效果无法达到预期正常工况时，就会造成资源浪费，企业受损失，或者导致气体泄漏，发生爆炸等危害，对人类的生命安全存在威胁；现有的故障检测系统不够完善，一般是出现系统故障导致停车，才进行维修，影响生产，造成较高的经济损失，故障诊断自动化程度低，故障的时间、故障大小、故障类型诊断准确度低，效率低、精确度较差。中国专利申请号201120457553.1公开了一种液氩循环管路，用于空分制氩系统，包括并联的第一进液管路和第二进液管路，两者连通空分制氩系统相邻的两个粗氩塔，且第一进液管路和第二进液管路上均设置有液氩泵，且两个液氩泵一备一用，第一进液管路和第二进液管路上均设置有排液管，且排液管上设置有第一调节阀；该液氩循环管路还包括设置在第一进液管路上的液氩泵的出口以及和该液氩泵的进口相连通的所述粗氩塔之间的第一回流管；和设置在第二进液管路上的液氩泵的出口以及和该液氩泵的进口相连通的粗氩塔之间的第二回流管，第一回流管路和所述第二回流管路上均设有第二调节阀。上述技术方案虽然减少了液体冷冻液的浪费，但是还存在较大的热量损失，没有得到重复利用，节能效率低。中国专利申请号200910102150.2一种空分装置制氩系统氮塞的防控方法，它是通过选取氩馏分的氩含量、氩馏分温度、粗氩塔II顶部氩含量和产品氧气纯度各重要指标的测量值作为被控变量，其中，氩馏分的氩含量和氩馏分温度作为监测氮塞的第一道防线，粗氩塔II顶部氩含量作为其第二道防线，此两道防线用来直观、准确的反应制氩系统是否发生氮塞，产品氧气纯度用来反映主塔工况是否稳定；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，用以调节主塔和氩系统的精馏工况。上述技术方案，故障检测技术单一，仅依靠检测氮塞的方法，不能够及时发现系统其他故障，故障检测效率不高，检测周期长。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供了一种采用单塔的制氩方法，通过改进第一粗氩罐、第二粗氩罐、精氩罐之间的连接管路，有效减小制氩单塔的体积，节约占地面积，同时设置多个换热器进行换热，使制氩过程中产生的热能重复利用，减少热能的损失，减少能耗；通过数据采集模块和控制单元同时通过对制氩系统数据进行分析故障诊断，两者结合，故障诊断自动化程度高，通过对故障的时间、故障大小、故障类型精确判断，增加故障诊断的有效性和准确性，减低生产风险，增加生产安全性，提高生产效率，减少生产资源浪费。本专利技术提供如下技术方案：一种采用单塔的制氩方法；包括以下步骤：S1，将原空气送入空气过滤器，经过过滤和空压机的加压，之后进入空冷系统冷却液化，在经过纯化系统进行纯化分解，将纯化的混合液送入制氩机构；S2，经过步骤S1之后，混合液进入第一粗氩罐，在第一粗氩罐内进行分馏，并且经过第一粗氩罐进入第二粗氩罐，在第二粗氩罐和第一粗氩罐之间进行循环，去除杂质气体；S3，经过步骤S2之后，粗氩液进入到精氩罐，在精氩罐内进行精馏提纯，提纯后的液氩通过液氩槽进行收集；S4，在步骤S1-S3的过程中，故障检测系统通过数据采集模块和控制单元同时通过对制氩系统数据进行分析故障诊断，减小系统故障发生，提高生产效率。优选的，步骤S4中，控制单元的数据处理分析模块的检测步骤包括a，通过设置的多个激光传感器对制氩机构的管道的直径、厚度、轮廓、长度数据进行采集；b，对采集的数据进行分组存储，将数据库分为配置数据库和系统数据库，每个传感器对应一个系统数据库，配置数据库存储系统数据相对应的配置数据。优选的，控制单元的数据处理分析模块的检测步骤还包括c，对采集的制氩机构的管道数据进行分析处理；d，经过步骤c分析之后的数据与制氩机构的管道的原始数据进行对比，判断制氩机构的管道的受损情况；e，得出诊断结果之后，将故障的时间、故障大小、故障类型通过显示模块显示。优选的，步骤S4中，控制单元通过对制氩系统数据进行分析故障诊断的过程为，A1系统数据预处理，A2，互信息计算值，A3，系统数据分类训练，A4，故障分类，确定故障源。优选的，系统数据预处理过程为选取系统数据，对数据进行预处理，删除显著误差数据，处理过程中对所有数据求平均值，求取绝对偏差，根据绝对偏差求得显著误差。优选的，互信息计算值过程：计算数据变量之间的延迟时间；再将延时时间与互信息相结合，互信息通过添加时间延迟在一个变量中间计算的，计算各个变量与目标变量之间的互信息值；根据互信息值的大小，选择在一定范围内适合的变量。优选的，系统数据分类训练方法为：系统数据分类训练采用一对一分类器完成，一对一分类器采用粒子群算法，本系统在进行系统分类分类训练的过程中，采用粒子群算法结合支持向量机，对系统数据进行选择优化，提高整体分类效果。另外，在对氩机构的管道的直径、厚度、轮廓、长度数据进行存储时，根据制氩机构系统的运行时间和管道原始数据进行时频域特征提取，并将采集的数据特征信号进行分层处理，对每一层利用聚类算法找出每一层的聚类中心，得出少部分故障类型集合，在对每一小部分进行分类器训练，提取比较好的训练结果；之后对新数据集进行重新分层，对于新的数据层集首先通过聚类计算出其每一簇数据的中心，然后再之前建立的数据库的每一层聚类中心求取真实距离，再把新的数据集的聚类中心的距离相加求和；距离和最小的分为一类，对最新数据实现分层；重复上述方法一直求取最底层集合进行分类，判断制氩机构的管道故障的时间、故障大小、故障类型；增加制氩机构的管道故障判断的准确性。另外，系统数据预处理过程中，选择制氩系统中的最优变量，因为系统在同一输出时刻输出的不同变量之间存在延迟，会导致对于故障数据分析，相关性提取、故障诊断存在影响，为了减少延迟的影响，需要对系统数据行进预处理，增强数据之间的抗干扰能力，减少对故障诊断的影响，系统数据进行预处理的方法为：首选，选取系统数据，对数据进行预处理，删除显著误差数据，处理过程中对所有数据求平均值b，求取绝对偏差b2，根据绝对偏差求得显著误差c，平均值b1满足以下公式，b=1/M(b1+···+bM)；M为系统数据的个数；绝对偏差z=bM-b；显著误差c=3（1/(M-1)((b1-b)+···+(bM-b))2）1/2；然后，计算数据变量之间的延迟时间；根据互信息值的大小，选择在一定范围内适合的变量，作为相关变量的初值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用单塔的制氩方法；其特征在于，包括以下步骤：S1，将原空气送入空气过滤器，经过过滤和空压机的加压，之后进入空冷系统冷却液化，在经过纯化系统进行纯化分解，将纯化的混合液送入制氩机构；/nS2，经过步骤S1之后，混合液进入第一粗氩罐，在第一粗氩罐内进行分馏，并且经过第一粗氩罐进入第二粗氩罐，在第二粗氩罐和第一粗氩罐之间进行循环，去除杂质气体；/nS3，经过步骤S2之后，粗氩液进入到精氩罐，在精氩罐内进行精馏提纯，提纯后的液氩通过液氩槽进行收集；/nS4，在步骤S1-S3的过程中，故障检测系统通过数据采集模块和控制单元共同对制氩系统数据进行故障诊断分析，降低系统故障发生，提高生产效率。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用单塔的制氩方法；其特征在于，包括以下步骤：S1，将原空气送入空气过滤器，经过过滤和空压机的加压，之后进入空冷系统冷却液化，在经过纯化系统进行纯化分解，将纯化的混合液送入制氩机构；
S2，经过步骤S1之后，混合液进入第一粗氩罐，在第一粗氩罐内进行分馏，并且经过第一粗氩罐进入第二粗氩罐，在第二粗氩罐和第一粗氩罐之间进行循环，去除杂质气体；
S3，经过步骤S2之后，粗氩液进入到精氩罐，在精氩罐内进行精馏提纯，提纯后的液氩通过液氩槽进行收集；
S4，在步骤S1-S3的过程中，故障检测系统通过数据采集模块和控制单元共同对制氩系统数据进行故障诊断分析，降低系统故障发生，提高生产效率。


2.根据权利要求1所述一种采用单塔的制氩方法，其特征在于，步骤S4中，控制单元的数据处理分析模块的检测步骤包括a，通过设置的多个激光传感器对制氩机构的管道的直径、厚度、轮廓、长度数据进行采集；b，对采集的数据进行分组存储，将数据库分为配置数据库和系统数据库，每个传感器对应一个系统数据库，配置数据库存储系统数据相对应的配置数据。


3.根据权利要求2所述一种采用单塔的制氩方法，其特征在于，控制单元的数据处理分析模块的检测步骤还包括c，对采集的制氩机构的管道数据进行分析处理；d，经过步骤c分析之后的数据与制...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱克嘉，张小勇，温涛，
申请(专利权)人：开封迪尔空分实业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41