一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统及方法，系统包括主气路、循环气路及三冲量控制单元，三冲量控制单元包括原料气流量计、脱氧温度计、循环返气流量计以及分别与原料气流量计、脱氧温度计、循环返气流量计、调节阀电连接的控制器。方法为：分别通过原料气流量计、脱氧温度计、循环返气流量计获取原料气流量、脱氧温度、循环返气流量；根据原料气流量、脱氧温度、循环返气流量，通过控制器控制调节阀的开度。与现有技术相比，本发明专利技术通过引入三冲量的串级调节，能及时克服返气流量带来的脱氧温度波动，实现脱氧温度的前馈控制，使脱氧出口的稳定控制能更稳定、准确。准确。准确。

【技术实现步骤摘要】
一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统及方法


[0001]本专利技术属于工业气体纯化
，涉及一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统及方法。

技术介绍

[0002]对于工业气体中氧的脱除，广泛采用含有Pt/Al2O3催化剂固定床反应脱除。利用脱氧反应脱除富氢气中1％的氧，理论温升为165℃。原料气中氧含量的波动经常会影响脱氧反应的进行，且容易造成脱氧反应“飞温”等情况，超过了脱氧催化剂使用温度，造成催化剂和设备的损坏，因此在脱氧反应中对脱氧温度的控制至关重要。
[0003]对氧含量高的原料气，可以采用循环返氢脱氧的方法，能有效控制住进入脱氧反应中原料气的氧含量。但脱氧反应的温度，由于装置运行负荷的变化，如原料气流量大小、循环返气的流量变化，会造成脱氧反应器反应温度的偏差。
[0004]常规方式对温度控制，是采用单回路的PID控制，即采用循环返气流量与脱氧出口温度调节。这种调节方式不能克服由于温度变化的滞后，虚假的温度带来的后果，同时这种调节方式对脱氧后温度的变化控制不灵敏，造成循环返气流量的控制滞后。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统及方法，通过采用三冲量的控制方法，来控制循环返氢脱氧流程中脱氧反应的温度。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统，该系统包括主气路、与主气路相连通的循环气路以及三冲量控制单元，所述的主气路上设有脱氧器，所述的循环气路上设有调节阀，所述的三冲量控制单元包括设置在主气路上并位于脱氧器上游的原料气流量计、设置在脱氧器中的脱氧温度计、设置在循环气路上的循环返气流量计以及分别与原料气流量计、脱氧温度计、循环返气流量计、调节阀电连接的控制器。
[0008]进一步地，所述的主气路包括原料气进气管路及产品气出气管路，所述的脱氧器位于原料气进气管路与产品气出气管路之间，所述的循环气路的一端与原料气进气管路相连通，另一端与产品气出气管路相连通，所述的原料气流量计设置在原料气进气管路上。
[0009]进一步地，所述的循环气路上设有循环气压缩机。
[0010]进一步地，所述的调节阀及循环返气流量计均位于循环气压缩机与原料气进气管路之间。
[0011]进一步地，所述的控制器包括监测模块及控制模块，所述的监测模块分别与原料气流量计、脱氧温度计、循环返气流量计电连接，所述的控制模块与调节阀电连接。
[0012]进一步地，所述的控制器为PID控制器。
[0013]进一步地，所述的调节阀为电磁调节阀。
[0014]进一步地，所述的脱氧器为含有Pt/Al2O3催化剂的固定床反应器。
[0015]一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制方法，基于所述的系统，所述的方法包括以下步骤：
[0016]分别通过原料气流量计、脱氧温度计、循环返气流量计获取原料气流量、脱氧温度、循环返气流量；
[0017]控制器根据原料气流量、脱氧温度、循环返气流量，控制调节阀的开度。
[0018]进一步地，通过增大循环返气流量以降低脱氧温度，通过减小循环返气流量以提高脱氧温度。
[0019]冲量控制系统，从结构上来说是一个带有前馈信号的串级控制系统，调节的过程是根据串级控制系统，选择主、副控制的正、反作用原则。
[0020]本专利技术采用三冲量的控制方法，控制思想是在脱氧温度还未影响输出以前，直接改变操作变量，以使输出不受或少受到扰动的影响。取脱氧温度、循环返气流量、原料气流量为控制的三个冲量，作用于循环返气的调节阀，通过调节阀开度，控制循环返气的流量，以达到自动调节控制脱氧温度的作用。具体实施时，以脱氧温度作为PID主调，给定PID控制器的一个输入信号，通过改变循环返气流量调节脱氧温度，当循环返气流量增大时，混合气中氧含量降低，脱氧温度降低，同时原料气流量作为副调，反馈信号，消除扰动和虚假温度信号。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
[0022]1)本专利技术引入三冲量的串级调节控制方式，控制器通过控制循环返气流量，调节脱氧温度，解决脱氧反应中温度难以控制的问题；
[0023]2)本专利技术中可以实现循环返气脱氧流程温度的稳定和精准控制，提高脱氧反应的稳定性和安全性；
[0024]3)本专利技术通过引入三冲量的串级调节，能及时克服返气流量带来的脱氧温度波动，实现脱氧温度的前馈控制，使脱氧出口的稳定控制能更稳定、准确。
附图说明
[0025]图1为本专利技术中控制系统的结构示意图；
[0026]图中标记说明：
[0027]1—主气路、101—原料气进气管路、102—产品气出气管路、2—循环气路、3—脱氧器、4—调节阀、5—原料气流量计、6—脱氧温度计、7—循环返气流量计、8—控制器、9—循环气压缩机。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]本专利技术提供了一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统，如图1所示，包括主气路1、与主气路1相连通的循环气路2以及三冲量控制单元，主气路1上设有脱氧器3，循环气路2上设有调节阀4，三冲量控制单元包括设置在主气路1上并位于脱氧器3上游的原料气流量计5、设置在脱氧器3中的脱氧温度计6、设置在循环气路2上的循环返气流量计7以及分
别与原料气流量计5、脱氧温度计6、循环返气流量计7、调节阀4电连接的控制器8。
[0030]其中，主气路1包括原料气进气管路101及产品气出气管路102，脱氧器3位于原料气进气管路101与产品气出气管路102之间，循环气路2的一端与原料气进气管路101相连通，另一端与产品气出气管路102相连通，原料气流量计5设置在原料气进气管路101上。循环气路2上设有循环气压缩机9。调节阀4及循环返气流量计7均位于循环气压缩机9与原料气进气管路101之间。
[0031]控制器8包括监测模块及控制模块，监测模块分别与原料气流量计5、脱氧温度计6、循环返气流量计7电连接，控制模块与调节阀4电连接。
[0032]优选地，控制器8为PID控制器。调节阀4为电磁调节阀。脱氧器3为含有Pt/Al2O3催化剂的固定床反应器。
[0033]本专利技术同时提供了一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制方法，包括以下步骤：
[0034]分别通过原料气流量计5、脱氧温度计6、循环返气流量计7获取原料气流量、脱氧温度、循环返气流量；
[0035]控制器8根据原料气流量、脱氧温度、循环返气流量，控制调节阀4的开度。
[0036]其中，通过增大循环返气流量以降低脱氧温度，通过减小循环返气流量以提高脱氧温度。
[0037]本专利技术采用循环返气三冲量的控制方式，具有稳定、精确控制的优点；适应性广，能应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统，其特征在于，该系统包括主气路(1)、与主气路(1)相连通的循环气路(2)以及三冲量控制单元，所述的主气路(1)上设有脱氧器(3)，所述的循环气路(2)上设有调节阀(4)，所述的三冲量控制单元包括设置在主气路(1)上并位于脱氧器(3)上游的原料气流量计(5)、设置在脱氧器(3)中的脱氧温度计(6)、设置在循环气路(2)上的循环返气流量计(7)以及分别与原料气流量计(5)、脱氧温度计(6)、循环返气流量计(7)、调节阀(4)电连接的控制器(8)。2.根据权利要求1所述的一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统，其特征在于，所述的主气路(1)包括原料气进气管路(101)及产品气出气管路(102)，所述的脱氧器(3)位于原料气进气管路(101)与产品气出气管路(102)之间，所述的循环气路(2)的一端与原料气进气管路(101)相连通，另一端与产品气出气管路(102)相连通，所述的原料气流量计(5)设置在原料气进气管路(101)上。3.根据权利要求2所述的一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统，其特征在于，所述的循环气路(2)上设有循环气压缩机(9)。4.根据权利要求3所述的一种控制循环返氢脱氧温度的三冲量控制系统，其特征在于，所述的调节阀(4)及循环返气流量计(7)均...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志军，刘京京，叶文宇，郑明强，
申请(专利权)人：上海舜华新能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：