一种节能变压吸附制气设备的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种节能变压吸附制气设备的控制方法。基于控制系统、吸附单元的第一阀组以及储气单元的调节阀、第一流量计、第二流量计、气体纯度分析仪和压力表，该控制方法包括控制系统计算在设定时间段通过第二流量计的总流量Q，并与上一个设置时间段通过第二流量计的总流量Q

【技术实现步骤摘要】
一种节能变压吸附制气设备的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种节能变压吸附制气设备的控制方法。

技术介绍

[0002]在现代工业中，变压吸附制气设备即PSA设备在气体分离和制备方面得到了广泛的应用。变压吸附制气设备主要是利用吸附剂加压吸附、降压解吸的原理从空气或其他原料气中吸附和释放其他气体从而分离出目标气体。设备在实际产气量不大于设备额定产气量情况下运行，实际产气量越接近装置额定产气量，原料气消耗量与产气量的比值越低，则设备运行能耗越低；反之，实际产气量越小于装置额定产气量，原料气消耗量与产气量的比值越高，则设备运行能耗越高。通过使用流量计测量产气流量，在实际产气量低于额定产气量时，通过在一定范围内延长其吸附、排放周期，可减少空气的消耗量，从而减少空压机的电力消耗，实现节能的目的。
[0003]以往的节能变压吸附制气设备或是手动调节，或是分为几个档位的自动调节，并不能达到最佳节能状态，而且只适用于后级稳定用气及用气量越来越小的情况，这种情况下根据后级用气量的变化，改变档位合理的延长吸附周期，能在保证纯度的前提下实现节能。但是，在后级用气量突然变大的情况下，吸附周期跳跃性由长变短，必然导致短时间内的气体纯度不合格，不满足使用需求的情况发生。而如果此时使吸附周期缓慢由长变短，使流量慢慢加大，则后级又会出现短时间内压力下降，产品气不够用的情况，同样不满足使用需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种节能变压吸附制气设备的控制方法，该控制方法能在保证产品气满足使用需求的情况下，根据实时用气量自动调整运行参数至最节能的状态。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种节能变压吸附制气设备的控制方法，基于控制系统，
[0007]对应于节能变压吸附制气设备吸附单元的第一阀组，所述第一阀组受控于控制系统且由控制系统控制其打开或关闭，
[0008]对应于节能变压吸附制气设备储气单元的第二阀组、流量计组、气体纯度分析仪和压力表，所述储气单元包括第一储气罐和第二储气罐，所述第一储气罐位于吸附单元和第二储气罐之间且与两者相连通，所述第二阀组包括设置在连通第一储气罐和第二储气罐的管路上的调节阀，所述调节阀受控于控制系统且由控制系统控制其开度，所述流量计组、气体纯度分析仪和压力表分别与控制系统连接并向控制系统反馈检测值，所述流量计组包括设置在连通第一储气罐和第二储气罐的管路上的第一流量计和设置在第二储气罐出气端的第二流量计，所述压力表设置在所述第二储气罐上，用于检测第二储气罐内的压力，
[0009]所述控制方法包括：
[0010](1)控制系统根据第二流量计反馈的检测值计算在设定时间段通过第二流量计的总流量Q，并与上一个设置时间段通过第二流量计的总流量Q
’
作对比，当Q＞Q
’
，则执行(2)；当Q＝Q
’
，则执行(3)；当Q＜Q
’
，则执行(4)；
[0011](2)控制系统根据第一流量计的检测值来控制调节阀的开度，使得通过第一流量计的气体流量缓慢增加，并缩短吸附单元的吸附周期，直至Q与Q
’
持平；
[0012](3)控制系统控制调节阀的开度保持不变，并根据气体纯度分析仪的检测值对吸附单元的吸附周期作微调；
[0013](4)控制系统根据压力表的检测值来控制调节阀的开度，使得第二储气罐内的压力保持稳定，并延长吸附单元的吸附周期，直至Q与Q
’
持平。
[0014]由于吸附单元产出的气体压力是波动的，伴随着流量的周期性变化，通过设置第一储气罐，能够稳定压力和流量。由于当后级用气量突然变大时，短时间内节能变压吸附制气设备的产气量小于用气量，会导致吸附周期跳跃性由长变短或产品气不够用的情况，通过设置第二储气罐，可以使吸附周期平稳加长并保证不间断供气，满足使用需求。
[0015]优选地，所述(2)中，在所述设定时间段中控制吸附周期缩短0.2～1s，例如0.2s、0.5s、0.8s或1s。
[0016]优选地，所述(4)中，在所述设定时间段中控制吸附周期延长0.2～1s，例如0.2s、0.5s、0.8s或1s。
[0017]由于控制系统根据第一流量计的检测值调整吸附周期，在(2)中，通过第二储气罐的设置并根据第一流量计的检测值来控制调节阀的开度，可以保证第一流量计的气体流量是缓慢增加而不是跳跃性增加，从而可以让吸附周期平缓缩短，保证了产品气的稳定和持续。在(4)中，一旦Q＜Q
’
时，第二储气罐内的压力会升高，此时控制系统通过压力表的检测值来控制调节阀的开度，更及时，保证了产品气的稳定。
[0018]优选地，所述设定时间段为30～120s，例如30s、60s、90s或120s。
[0019]优选地，所述设定时间段通过第二流量计的总流量＝[(该设置时间段内第二流量计的检测下限值+该设置时间段内第二流量计的检测上限值)/2]×
设定时间段。
[0020]优选地，所述(2)和/或(4)中，控制系统根据气体纯度分析仪的检测值对吸附单元的吸附周期作微调。
[0021]优选地，所述节能变压吸附制气设备还包括设置在吸附单元与储气单元之间且与两者相连通的缓冲单元。
[0022]进一步优选地，所述缓冲单元包括缓冲罐。
[0023]优选地，所述吸附单元包括第一吸附器和第二吸附器，所述第一阀组包括：
[0024]第一进气阀和第二进气阀，分别设置在第一吸附器进气管路、第二吸附器进气管路上，用于将第一吸附器进气管路、第二吸附器进气管路分别连通或断开，
[0025]第一排气阀和第二排气阀，分别设置在第一吸附器排气管路、第二吸附器排气管路上，用于将第一吸附器排气管路、第二吸附器排气管路分别连通或断开，
[0026]均压阀，设置在连通第一吸附器与第二吸附器的管路上，用于将连通第一吸附器与第二吸附器的管路连通或断开，
[0027]第一排空阀和第二排空阀，分别设置在第一吸附器排空管路、第二吸附器排空管路上，用于将第一吸附器排空管路、第二吸附器排空管路分别连通或断开，
[0028]所述控制系统通过控制第一阀组的开闭时间实现吸附周期的缩短或延长。
[0029]一些实施方式中，所述吸附周期包括吸附、第一均压、脱附和第二均压四个工序，所述吸附工序中，所述控制系统控制第一进气阀、第一排气阀和第二排空阀打开，第二进气阀、第二排气阀、均压阀和第一排空阀关闭；
[0030]所述第一均压工序中，所述控制系统控制第一进气阀、第二进气阀和均压阀打开，第一排气阀、第二排气阀、第一排空阀和第二排空阀关闭；
[0031]所述脱附工序中，所述控制系统控制第二进气阀、第二排气阀和第一排空阀打开，第一进气阀、第一排气阀、第二排空阀和均压阀关闭；
[0032]所述第二均压工序中，所述控制系统控制第一进气阀、第二进气阀和均压阀打开，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能变压吸附制气设备的控制方法，其特征在于：基于控制系统，对应于节能变压吸附制气设备吸附单元的第一阀组，所述第一阀组受控于控制系统且由控制系统控制其打开或关闭，对应于节能变压吸附制气设备储气单元的第二阀组、流量计组、气体纯度分析仪和压力表，所述储气单元包括第一储气罐和第二储气罐，所述第一储气罐位于吸附单元和第二储气罐之间且与两者相连通，所述第二阀组包括设置在连通第一储气罐和第二储气罐的管路上的调节阀，所述调节阀受控于控制系统且由控制系统控制其开度，所述流量计组、气体纯度分析仪和压力表分别与控制系统连接并向控制系统反馈检测值，所述流量计组包括设置在连通第一储气罐和第二储气罐的管路上的第一流量计和设置在第二储气罐出气端的第二流量计，所述压力表设置在所述第二储气罐上，用于检测第二储气罐内的压力，所述控制方法包括：(1)控制系统根据第二流量计反馈的检测值计算在设定时间段通过第二流量计的总流量Q，并与上一个设置时间段通过第二流量计的总流量Q
’
作对比，当Q＞Q
’
，则执行(2)；当Q＝Q
’
，则执行(3)；当Q＜Q
’
，则执行(4)；(2)控制系统根据第一流量计的检测值来控制调节阀的开度，使得通过第一流量计的气体流量缓慢增加，并缩短吸附单元的吸附周期，直至Q与Q
’
持平；(3)控制系统控制调节阀的开度保持不变，并根据气体纯度分析仪的检测值对吸附单元的吸附周期作微调；(4)控制系统根据压力表的检测值来控制调节阀的开度，使得第二储气罐内的压力保持稳定，并延长吸附单元的吸附周期，直至Q与Q
’
持平。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述(2)中，在所述设定时间段中控制吸附周期缩短0.2～1s，和/或，所述(4)中，在所述设定时间段中控制吸附周期延长0.2～1s。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述设定时间段为30～120s；和/或，所述设定时间段通过第二流量计的总流量＝[(该设置时间段内第二流量计的检测下限值+该设置时间段内第二流量计的检测上限值)/2]
×
设定时间段。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述(2)和/或(4)中，控制系统根据气体纯度分析仪的检测值对吸附单元的吸附周期作微调。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述节能变压吸附制气设备还包括设置在吸附单元与储气单元之间且与两者相连通的缓冲单元。6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述吸附单元包括第一吸附器和第二吸附器，所述第一阀组包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郗春满，熊大平，陆璐，郭正军，
申请(专利权)人：苏州苏净保护气氛有限公司，
类型：发明
国别省市：