CN102422109B - 气体处理装置 - Google Patents

气体处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102422109B
CN102422109B CN201080019843.6A CN201080019843A CN102422109B CN 102422109 B CN102422109 B CN 102422109B CN 201080019843 A CN201080019843 A CN 201080019843A CN 102422109 B CN102422109 B CN 102422109B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal value
temperature
function generator
indicator
value
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080019843.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102422109A (zh
Inventor
武多一浩
中川阳介
武田知晃
毛利靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
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 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Publication of CN102422109A publication Critical patent/CN102422109A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102422109B publication Critical patent/CN102422109B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0695—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/20—Integrated compressor and process expander; Gear box arrangement; Multiple compressors on a common shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/04—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2280/00—Control of the process or apparatus
    • F25J2280/02—Control in general, load changes, different modes ("runs"), measurements

Abstract

本发明公开了一种在不受负载的影响下可以有效地调节气体温度的气体处理装置。所述装置设有：压缩机(1)；热交换器；分离器；膨胀器(3)；制冷剂气体流动控制阀(22)；分支通道(13)；第一分支通道热交换器(24)和第二分支通道热交换器(25)；第一出口通道，所述第一出口通道连接到分离器上的液化后的过程气体出口并旁路通过第一分支通道热交换器(24)；第二出口通道，所述第二出口通道连接到膨胀器(3)上的出口，并旁路通过第二分支通道热交换器(25)；主通道中的第一温度计(23)；分支通道(13)中的第二温度计(26)；分离器中的第三温度计(27)；主通道上的流量控制阀(20)；和控制装置(5)，所述控制装置根据第一至第三温度计(23，26，27)测量的温度控制流量控制阀(20)和/或制冷剂气体流动控制阀(22)。

Description

气体处理装置
技术领域
本发明涉及一种气体处理设备。
背景技术
作为包括冷冻压缩机的气体处理设备的系统结构，迄今已知一种其中压缩机、冷却器、分离器、和热交换器串联连接并且其中分离器的温度由冷却器控制的结构。这种结构例如在以下专利文献1中被公开(特别是，参见以下专利文献1的图1)。换句话说，在以下专利文献1中公开的传统的气体处理设备中，被压缩机压缩的气体仅由冷却器冷却。现有技术文献
专利文献
专利文献1美国专利第5791160号
发明内容
要解决的技术问题
然而，上述传统的气体处理设备的问题在于气体处理设备的总效率低，这是因为当冷却器上的负载较大时，冷却器的入口与出口之间的温差较大。
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种能够有效执行气体温度控制而不会受到负载的影响的气体处理设备。
解决问题的手段
根据本发明的第一方面的解决上述问题的气体处理设备包括：压缩过程气体的压缩机；热交换器，所述热交换器设置在压缩机的下游并冷却过程气体的主流路中的过程气体；分离器，所述分离器设置在热交换器的下游并分离过程气体和液化后的过程气体；膨胀器，所述膨胀器设置在分离器的下游并膨胀过程气体以获得动力；制冷剂气体流量控制阀，所述制冷剂气体流量控制阀调节通过热交换器的制冷剂气体的流量，并因此冷却过程气体；分支流路，过程气体的一部分从主流路被分流到所述分支流路中，从而不通过热交换器；第一分支流路热交换器和第二分支流路热交换器，所述第一分支流路热交换器和所述第二分支流路热交换器设置在分支流路中并冷却分流后的过程气体；第一出口流路，所述第一出口流路连接到分离器的液化后的过程气体出口并通过第一分支流路热交换器；第二出口流路，所述第二出口流路连接到膨胀器的过程气体出口并通过第二分支流路热交换器；第一温度指示器，所述第一温度指示器设置在热交换器与主流路和分支流路的汇合点之间，并且测量过程气体的温度；第二温度指示器，所述第二温度指示器设置在第二分支流路热交换器与主流路和分支流路的汇合点之间，并测量分流后的过程气体的温度；第三温度指示器，所述第三温度指示器设置在分离器中并测量过程气体的温度；流量控制阀，所述流量控制阀设置在热交换器与主流路和分支流路之间的分流点之间，并调节过程气体的流量；和控制装置，所述控制装置根据第一温度指示器至第三温度指示器测量的温度控制流量控制阀和制冷剂气体流量控制阀中的至少一个。
根据本发明的第二方面的解决上述问题的气体处理设备还包括设置在分离器中并测量根据第一方面的气体处理设备中的压力的第一压力指示器。在气体处理设备中，控制装置根据第一温度指示器至第三温度指示器测量的温度和第一压力指示器测量的压力控制流量控制阀和制冷剂气体流量控制阀中的至少一个。
根据本发明的第三方面的解决上述问题的气体处理设备还包括：第二热交换器和第二分离器，所述第二热交换器和所述第二分离器设置在分离器与膨胀器之间；以及第四温度指示器，所述第四温度指示器设置在第二分离器中并测量根据本发明的第一方面的气体处理设备中的过程气体的温度。在该气体处理设备中，控制装置根据第一温度指示器至第四温度指示器测量的温度控制流量控制阀和制冷剂气体流量控制阀中的至少一个。
根据本发明的第四方面的解决上述问题的气体处理设备还包括第一压力指示器，所述第一压力指示器设置在分离器中并测量压力；和第二压力指示器，所述第二压力指示器设置在第二分离器中并测量根据第三方面的气体处理设备中的压力。在该气体处理设备中，控制装置根据第一温度指示器至所述第四温度指示器测量的温度和第一压力指示器和第二压力指示器测量的压力控制流量控制阀和制冷剂气体流量控制阀中的至少一个。
发明的效果
本发明使得可以提供一种能够有效地执行气体温度控制而不会受到负载的影响的气体处理设备。
附图说明
图1是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的结构的示意图；
图2是显示根据本发明的第二示例的气体处理设备的结构的示意图；
图3是显示根据本发明的第三示例的气体处理设备的结构的示意图；
图4是显示根据本发明的第四示例的气体处理设备的结构的示意图；
图5是根据本发明的第一示例的气体处理设备的控制方框图。
图6是根据本发明的第二示例的气体处理设备的控制方框图；
图7是根据本发明的第三示例的气体处理设备的控制方框图；
图8是根据本发明的第四示例的气体处理设备的控制方框图；
图9是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第一函数发生器的输入-输出特性的视图；
图10是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第二函数发生器的输入-输出特性的视图；
图11是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第三函数发生器的输入-输出特性的视图；
图12是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第四函数发生器的输入-输出特性的视图；
图13是显示根据本发明的第二示例的气体处理设备的第五函数发生器的输入-输出特性的视图；以及
图14是显示根据本发明的第四示例的气体处理设备的第六函数发生器的输入-输出特性的视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明根据本发明的气体处理设备的实施方式。
实施例1
以下说明根据本发明的气体处理设备的第一示例。
首先，说明根据本发明的第一示例的气体处理设备的结构。
应该注意的是根据该示例的用作过程气体的供给源的设备位于气体处理设备的上游，并且使用处理后的过程气体的设备位于所述气体处理设备的下游，然而，这里不对它们进行说明。
图1是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的结构的示意图。
如图1所示，根据本示例的气体处理设备包括用于压缩从上游设备供应的过程气体的压缩机1、设置在压缩机1的下游以分离过程气体和液化的过程气体的第一分离器2和设置在第一分离器2的下游以膨胀过程气体并因此获得动力的膨胀器3。
第一流路11连接到压缩机1的过程气体入口。过程气体入口10设置在第一流路11的端部并连接到上游设备。第二流路12设置在压缩机1的过程气体出口与第一分离器2的过程气体入口之间。
流量控制阀(CV1)20被设置在第二流路12中以调节过程气体的流量。用于冷却过程气体的第一热交换器21在第二流路12中设置在流量控制阀20的下游。用于测量过程气体的温度的第一温度指示器(TI1)23在第二流路12中设置在第一热交换器21的下游。
制冷剂流路45连接到第一热交换器21，制冷剂气体流动通过所述制冷剂流路45。制冷剂气体通过第一热交换器21以冷却过程气体。制冷剂气体流量控制阀22设置在制冷剂流路45中以调节流动通过制冷剂流路45的制冷剂气体的流量。应该注意的是需要一些类型的冷却装置以适当地冷却流动通过制冷剂流路45的制冷剂气体，但是由于可以使用现有的冷却装置，因此在此不再说明该冷却装置。
在从压缩机1与流量控制阀32之间的点到第一温度指示器23与第一分离器2之间的点设置分支流路13，过程气体的一部分从第二流路12被分支到所述分支流路13中。应该注意的是第二流路12是过程气体的主流路。
第一分支流路热交换器24设置在分支流路13中以冷却分流后的过程气体。第二分支流路热交换器25在分支流路13中设置在第一分支流路热交换器24的下游。用于测量分流后的过程气体的温度的第二温度指示器(TI2)26在分支流路13中设置在第二分支流路热交换器25的下游。
第三流路14设置在第一分离器2的过程气体出口与膨胀器4的过程气体入口之间。第五流路16连接到膨胀器3的过程气体出口，并通过第一分支流路热交换器24。第一过程气体出口17设置在第五流路16的端部并连接到使用处理后的过程气体的下游设备。
第四流路15连接到第一分离器2的液化后的过程气体出口并通过第二分支流路热交换器25。第二过程气体出口18设置在第四流路15的端部处并连接到使用处理后的液化过程气体的下游设备。第三温度指示器(TI3)27设置在第一分离器2中以测量第一分离器2的温度。
根据该示例的气体处理设备包括控制器5，所述控制器根据第一至第三温度指示器23、26和27测量的温度控制流量控制阀20和制冷剂气体流量控制阀22。控制器5执行控制使得流动通过第二流路12的过程气体与流动通过分支流路13的分流后的过程气体之间的温差在其汇合点处较小。
接下来，详细地说明控制根据第一示例的气体处理设备的方法。
图5是根据本发明的第一示例的气体处理设备的控制方框图。
如图5所示，根据该示例的气体处理设备的控制器5包括：第一和第二减法器(Δ1和Δ2)50和52，所述减法器中的每一个都执行输入值之间的减法；第一函数发生器(FX1)51、第二函数发生器(FX2)53、第一温度设定器(TSET1)54，所述第一温度设定器输出预定设定值；第一和第二加法器(+1和+2)55和56，所述第一和第二加法器中的每一个都执行输入值的加法；第一温度控制器(TC1)57；第三函数发生器(FX3)58；以及第四函数发生器(FX4)59。
这里，说明第一至第四函数发生器51、53、58和59的输入-输出特性。
图9是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第一函数发生器51的输入-输出特性的视图。
如图9所示，根据该示例的控制器5的第一函数发生器51具有输出随着输入线性减小的输入-输出特性。
图10是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第二函数发生器53的输入-输出特性的视图。
如图10所示，根据该示例的控制器5的第二函数发生器53具有输出随着输入线性减小的输入-输出特性。应该注意的是在该示例中，第二函数发生器53的输出与输入比被设定成小于第一函数发生器51的输出与输入比。
图11是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第三函数发生器58的输入-输出特性的视图。
如图11所示，在输入表示为0％至100％的范围的情况下根据该示例的控制器5的第三函数发生器58的输入-输出特性根据输入信号的值被设定如下：在输入为0％至50％的区域中，输出线性减小；在输入为50％至100％的区域中，输出被设定为0％。
图12是显示根据本发明的第一示例的气体处理设备的第四函数发生器59的输入-输出特性的视图。
如图12所示，在输入表示为0％至100％的范围的情况下根据该示例的控制器5的第四函数发生器59的输入-输出特性根据输入信号的值被设定如下：在输入为0％至50％的区域中，输出被设定到预定值X％；在输入为50％至100％的区域中，输出线性增加。
在根据该示例的气体处理设备的控制器5中，第一减法器50从第一温度指示器23和第二温度指示器26接收信号，并将通过从第二温度指示器26的信号值减去第一温度指示器23的信号值而获得的值输出给第一函数发生器51。
此外，在控制器5中，第二减法器52从第二温度指示器26和第三温度指示器27接收信号，并将通过从第二温度指示器26的信号值减去第三温度指示器27的信号值获得的值输出给第二函数发生器53。
此外，在控制器5中，第一加法器55从第二函数发生器53和第一温度设定器54接收信号，并将通过使第二函数发生器53的信号值与第一温度设定器54的信号值相加而获得的值输出给第二加法器56。
此外，在控制器5中，第二加法器56从第一函数发生器51和第一加法器55接收信号，并将通过使第一函数发生器51的信号值与第一加法器55的信号值相加而获得的值输出给第一温度控制器57。
此外，在控制器5中，第一温度控制器57从第三温度指示器27和第二加法器56接收信号，并根据第三温度指示器27和第二加法器56的信号值将温度控制信号输出给第三函数发生器58和第四函数发生器59。
此外，在控制器5中，第三函数发生器58从第一温度控制器57接收温度控制信号，并根据接收到的温度控制信号的值产生输出。来自第三函数发生器58的输出用于控制流量控制阀20。
此外，在控制器5中，第四函数发生器59从第一温度控制器57接收温度控制信号，并根据接收到的温度控制信号的值产生输出。来自第四函数发生器59的输出用于控制制冷剂气体流量控制阀22。
如上所述，在该示例的气体处理设备中，流动通过分支流路13的分流的过程气体通过第一分支流路热交换器24和第二分支流路热交换器25被冷却。这降低了用于冷却通过第一热交换器21的制冷剂气体以冷却流动通过第二流路12的过程气体的冷却装置上的负载。因此，可以在不受负载的影响的情况下有效地执行气体温度控制。
实施例2
以下说明根据本发明的气体处理设备的第二示例。
首先，说明根据本发明的第二示例的气体处理设备的结构。
图2是显示根据本发明的第二示例的显示气体处理设备的结构的示意图。
如图2所示，根据该示例的气体处理设备具有与根据第一示例近似相同的结构，但是还包括用于测量第一分离器2中的压力的第一压力指示器(PI1)28。
接下来，说明控制根据本发明的第二示例的气体处理设备的方法。
图6是根据本发明的第二示例的气体处理设备的控制方框图。
如图6所示，根据该示例的气体处理设备的控制器5具有与根据第一示例的气体处理设备的控制器5近似相同的结构，但是代替第一温度设定器54，根据该示例的气体处理设备的控制器5包括第五函数发生器(FX5)60。
以下说明第五函数发生器60的输入-输出特性。
图13是显示根据本发明的第二示例的气体处理设备的第五函数发生器60的输入-输出特性的视图。
如图13所示，根据该示例的控制器5的第五函数发生器60具有由特征曲线表示的输入-输出特性，其中所述特征曲线沿着表示当过程气体达到饱和时的输入与输出之间关系并由图13中的箭头a表示的曲线延伸并位于该曲线下方。
不同于根据第一示例的气体处理设备的控制器5，在根据该示例的气体处理设备的控制器5中，第五函数发生器60从第一压力指示器28接收信号，并根据第一压力指示器28的信号值将信号输出给第一加法器55。
因此，除了第一示例的效果之外，根据该示例的气体处理设备可以执行控制使得流动通过第二流路12的过程气体与流动通过分支流路13的分流后的过程气体之间的温差在其汇合点处进一步变小，这是因为使用第一分离器2中的实际压力。因此，可以在不受负载影响的情况下更加有效地执行气体温度控制。
实施例3
以下说明根据本发明的气体处理设备的第三示例。
首先，说明根据本发明的第三示例的气体处理设备的结构。
图3是显示根据本发明的第三示例的气体处理设备的结构的示意图。
如图3所示，根据该示例的气体处理设备具有与根据第一示例的气体处理设备近似相同的结构，但是还包括第二热交换器30、第二分离器6和第四温度指示器(TI4)29。第二热交换器30和第二分离器6设置在第一分离器2与膨胀器3之间。第四温度指示器29被设置成测量第二分离器6中的过程气体的温度。
在根据该示例的气体处理设备中，第六流路40设置在第一分离器2的过程气体出口与第二分离器6的过程气体入口之间。第二热交换器30设置在第六流路40中以冷却过程气体。第三流路14设置在第二分离器6的过程气体出口与膨胀器3的过程气体入口之间。
第五流路16连接到膨胀器3的过程气体出口并通过第二热交换器30然后通过第一分支流路热交换器24。第七流路41连接到第二分离器6的液化后的过程气体出口。第七流路41连接到第四流路15。
接下来，说明根据本发明的第三示例的控制气体处理设备的方法。
图7是根据本发明的第三示例的气体处理设备的控制方框图。
如图7所示，根据该示例的气体处理设备的控制器5具有与根据第一示例的气体处理设备的控制器5近似相同的结构，但是还包括输出预定设定值的第二温度设定器(TSET2)70、第二温度控制器(TC2)71和最小值选择器(MIN)72。
不同于在根据第一示例的气体处理设备的控制器5，在根据该示例的气体处理设备的控制器5中，第二温度控制器71从第四温度指示器29和第二温度设定器70接收信号，并根据第四温度指示器29的信号值和第二温度设定器70的信号值将信号输出给最小值选择器72。
此外，在控制器5中，最小值选择器72从第一和第二温度控制器57和71接收温度控制信号，比较来自第一温度控制器57和第二温度控制器71的温度控制信号的值，并将所述温度控制信号中较小的温度控制信号输出给第三函数发生器58和第四函数发生器59。
因此，除了第一示例的效果之外，根据该示例的气体处理设备由于包括第一分离器2和第二分离器6而可以在不受负载影响的情况下更加有效地执行气体温度控制。应该注意的是，虽然在该示例中安装第一分离器2和第二分离器6，但是可以安装更多的分离器。
实施例4
以下说明根据本发明的气体处理设备的第四示例。
首先，说明根据本发明的第四示例的气体处理设备的结构。
图4是显示根据本发明的第四示例的气体处理设备的结构的示意图。
如图4所示，根据该示例的气体处理设备具有与根据第三示例的气体处理设备近似相同的结构，但是还包括用于测量第一分离器2中的压力的第一压力指示器(PI1)28和用于测量第二分离器6中的压力的第二压力指示器(PI2)。
接下来，说明控制根据本发明的第四示例的气体处理设备的方法。
图8是根据本发明的第四示例的气体处理设备的控制方框图。
如图8所示，根据该示例的气体处理设备的控制器5具有与根据第三示例的气体处理设备的控制器5近似相同的结构，但是根据该示例的气体处理设备的控制器5包括代替第一温度设定器54的第五函数发生器(FX5)60和代替第二温度设定器70的第六函数发生器(FX6)80。
这里，以下说明第六函数发生器80的输入-输出特性。应该注意的是第五函数发生器60的输入-输出特性与第二示例中描述的相同。
图14是显示根据本发明的第四示例的气体处理设备的第六函数发生器80的输入-输出特性的视图。
如图14所示，根据该示例的控制器5的第六函数发生器80具有由特征曲线表示的输入-输出特性，所述特征曲线沿着表示当过程气体达到饱和时的输入与输出之间的关系并由图14中的箭头b所示的曲线延伸并在该曲线下方。应该注意的是在该示例中，第六函数发生器80的输出与输入比被设定成小于第五函数发生器60的输出与输入比。
不同于在根据第三示例的气体处理设备的控制器5，在根据该示例的气体处理设备的控制器5中，第六函数发生器80从第二压力指示器31接收信号并根据第二压力指示器31的信号值将信号输出给第二温度控制器71。
因此，除了第三示例的效果之外，根据该示例的气体处理设备可以执行控制使得流动通过第二流路12的过程气体与流动通过分支流路13的分流后的过程气体之间的温差在其汇合点处进一步变小，这是因为使用第一分离器2和第二分离器6中的实际压力。因此，即使在安装第一分离器2和第二分离器6的情况下，也可以在不受负载影响的情况下更加有效地执行气体温度控制。
工业应用性
本发明例如可以被用于包括冷冻压缩机的气体处理设备。
附图标记列表
1    压缩机
2    第一分离器
3    膨胀器
4    驱动器
5    控制器
6    第二分离器
10   过程气体入口
11   第一流路
12   第二流路
13   分支流路
14   第三流路
15   第四流路
16   第五流路
17   第一过程气体出口
18   第二过程气体出口
20   流量控制阀(CV1)
21   第一热交换器
22   制冷剂气体流量控制阀(CV2)
23   第一温度指示器(TI1)
24   第一分支流路热交换器
25   第二分支流路热交换器
26   第二温度指示器(TI2)
27   第三温度指示器(TI3)
28   第一压力指示器(PI1)
29   第三温度指示器(TI4)
30   第二热交换器
31   第二压力指示器(PI2)
40   第六流路
41   第七流路
45   制冷剂流路
50   第一减法器(Δ1)
51   第一函数发生器(FX1)
52   第二减法器(Δ2)
53   第二函数发生器(FX2)
54   第一温度设定器(TSET1)
55   第一加法器(+1)
56   第二加法器(+2)
57   第一温度控制器(TC1)
58   第三函数发生器(FX3)
59   第四函数发生器(FX4)
60   第五函数发生器(FX5)
70   第二温度设定器(TSET2)
71   第二温度控制器(TC2)
72   最小值选择器(MIN)
80   第六函数发生器(FX6)

Claims (4)

1.一种气体处理设备，包括： 
压缩过程气体的压缩机； 
热交换器，所述热交换器设置在所述压缩机的下游并冷却所述过程气体的主流路中的过程气体； 
分离器，所述分离器设置在所述热交换器的下游并分离所述过程气体和液化后的过程气体； 
膨胀器，所述膨胀器设置在所述分离器的下游并膨胀所述过程气体以获得动力； 
制冷剂气体流量控制阀，所述制冷剂气体流量控制阀调节通过所述热交换器的制冷剂气体的流量，并因此冷却所述过程气体； 
分支流路，所述过程气体的一部分从所述主流路被分流到所述分支流路中，从而不通过所述热交换器； 
第一分支流路热交换器和第二分支流路热交换器，所述第一分支流路热交换器和所述第二分支流路热交换器设置在所述分支流路中并冷却所述分流后的过程气体； 
第一出口流路，所述第一出口流路连接到所述膨胀器的过程气体出口并通过所述第一分支流路热交换器； 
第二出口流路，所述第二出口流路连接到所述分离器的液化后的过程气体出口并通过所述第二分支流路热交换器； 
第一温度指示器，所述第一温度指示器设置在所述热交换器与所述主流路和所述分支流路的汇合点之间，并且测量所述过程气体的温度； 
第二温度指示器，所述第二温度指示器设置在所述第二分支流路热交换器与所述主流路和所述分支流路的汇合点之间，并测量所述分流后的过程气体的温度； 
第三温度指示器，所述第三温度指示器设置在所述分离器中并测量所述过程气体的温度； 
流量控制阀，所述流量控制阀设置在所述热交换器与所述主流路和所述分支流路之间的分流点之间，并调节所述过程气体的流量；和 
控制装置，所述控制装置根据所述第一温度指示器至所述第三温度指示器测量的温度控制所述流量控制阀和所述制冷剂气体流量控制阀， 
其中，所述控制装置还包括： 
第一函数发生器，其具有输出随输入线性减小的输入-输出特性； 
第二函数发生器，其具有输出随输入线性减小的输入-输出特性； 
第三函数发生器，其具有以下输入-输出特性：在输入为0％至50％的区域中，输出随输入线性减小；在输入为50％至100％的区域中，输出被设定为0％； 
第四函数发生器，其具有以下输入-输出特性：在输入为0％至50％的区域中，输出被设定为预定值X％；在输入为50％至100％的区域中，输出根据输入的增加从X％线性地增加； 
其中，当从第二温度指示器的信号值中减去第一温度指示器的信号值所得到的值被输入第一函数发生器时从第一函数发生器输出的信号值，加上当从第二温度指示器的信号值中减去第三温度指示器的信号值所得到的值被输入第二函数发生器时从第二函数发生器输出的信号值，再加上对应预定的设定温度的设定信号值所得到的附加值与第三温度指示器的信号值被输入到第一温度控制器，第一温度控制器基于第三温度指示器的信号值和所述附加值向第三函数发生器和第四函数发生器输出温度控制信号； 
响应于从第三函数发生器输出的信号值控制所述流量控制阀的开口度；以及 
响应于从第四函数发生器输出的信号值控制所述制冷剂气体流量控制阀的开口度。 
2.根据权利要求1所述的气体处理设备，还包括设置在所述分离器中并测量压力的第一压力指示器，其中所述控制装置根据所述第一温度指示器至所述第三温度指示器测量的温度和所述第一压力指示器测量的压力控制所述流量控制阀和所述制冷剂气体流量控制阀；以及 
其中，所述气体处理设备还包括第五函数发生器，所述第五函数发生器具有由特性曲线表示的输入-输出特性，所述特性曲线沿着表示当过程气体达到饱和时的输入和输出之间的关系的曲线并在该曲线之下延伸； 
其中，当从第二温度指示器的信号值中减去第一温度指示器的信号值所得到的值被输入第一函数发生器时从第一函数发生器输出的信号值，加上当从第二温度指示器的信号值中减去第三温度指示器的信号值所得到的值被输入第二函数发生器时从第二函数发生器输出的信号值再加上当第一压力指示器的信号值被输入到第五函数发生器时从第五函数发生器输出的信号值所得到的附加值与第三温度指示器的信号值被输入到第一温度发生器，第一温度发生器基于第三温度指示器的信号值和所述附加值向第三函数发生器和第四函数发生器输出温度控制信号； 
响应于从第三函数发生器输出的信号值控制所述流量控制阀的开口度；以及 
响应于从第四函数发生器输出的信号值控制所述制冷剂气体流量控制阀的开口度。 
3.根据权利要求1所述的气体处理设备，还包括： 
第二热交换器和第二分离器，所述第二热交换器和所述第二分离器设置在所述分离器与所述膨胀器之间；以及 
第四温度指示器，所述第四温度指示器设置在所述第二分离器中并测量所述过程气体的温度， 
其中所述控制装置根据所述第一温度指示器至所述第四温度指示器测量的温度控制所述流量控制阀和制冷剂气体流量控制阀，以及 
其中，所述气体处理设备包括最小值选择器， 
当从第二温度指示器的信号值中减去第一温度指示器的信号值所得到的值被输入第一函数发生器时从第一函数发生器输出的信号值，加上当从第二温度指示器的信号值中减去第三温度指示器的信号值所得到的值被输入第二函数发生器时从第二函数发生器输出的信号值，再加上对应预定的第一设定温度的第一设定信号值，从而得到一附加值，所述附加值和第三温度指示器的信号值被输入第一温度控制器，第一温度控制器基于第三温度指示器的信号值和所述附加值向最小值发生器输出温度控制信号； 
第四温度指示器的信号值和对应预定的第二设定温度的第二设定信号值被输入第二温度控制器，第二温度控制器基于四温度指示器的信号值和对应预定的第二设定温度的第二设定信号值向最小值选择器输出温度 控制信号； 
最小值选择器从第一温度控制器和第二温度控制器输出的信号值中选择较小的信号值，并将选择的信号值输入到第三函数发生器和第四函数发生器； 
响应于从第三函数发生器输出的信号值控制所述流量控制阀的开口度；以及 
响应于从第四函数发生器输出的信号值控制所述制冷剂气体流量控制阀的开口度。 
4.根据权利要求3所述的气体处理设备，还包括： 
第一压力指示器，所述第一压力指示器设置在所述分离器中并测量压力；和 
第二压力指示器，所述第二压力指示器设置在所述第二分离器中并测量压力， 
其中所述控制装置根据所述第一温度指示器至所述第四温度指示器测量的温度和所述第一压力指示器和所述第二压力指示器测量的压力控制所述流量控制阀和所述制冷剂气体流量控制阀， 
其中，所述气体处理设备还包括： 
第五函数发生器，所述第五函数发生器具有由以下特性曲线表示的输入-输出特性，所述特性曲线沿着表示当过程气体达到饱和时的输入和输出之间的关系的曲线并在该曲线之下延伸； 
第六函数发生器，所述第六函数发生器具有由以下特性曲线表示的输入-输出特性，所述特性曲线沿着表示当过程气体达到饱和时的输入和输出之间的关系的曲线并在该曲线之下延伸； 
其中，当从第二温度指示器的信号值中减去第一温度指示器的信号值所得到的值被输入第一函数发生器时从第一函数发生器输出的信号值，加上当从第二温度指示器的信号值中减去第三温度指示器的信号值所得到的值被输入第二函数发生器时从第二函数发生器输出的信号值，再加上当第一压力指示器的信号值被输入到第五函数发生器时从第五函数发生器输出的信号值，从而得到一附加值，所述附加值和第三温度指示器的信号值被输入第一温度控制器，第一温度控制器基于第三温度指示器的信号值 和所述附加值向最小值发生器输出温度控制信号； 
第四温度指示器的信号值和当第二压力指示器的信号值被输入到第六函数发生器时从第六函数发生器输出的信号值被输入第二温度控制器，第二温度控制器基于第四温度指示器的信号值和当第二压力指示器的信号值被输入到第六函数发生器时从第六函数发生器输出的信号值向最小值选择器输出温度控制信号； 
最小值选择器从第一温度控制器和第二温度控制器输出的信号值中选择较小的信号值，并将选择的信号值输入到第三函数发生器和第四函数发生器； 
响应于从第三函数发生器输出的信号值控制所述流量控制阀的开口度；以及 
响应于从第四函数发生器输出的信号值控制所述制冷剂气体流量控制阀的开口度。 
CN201080019843.6A 2009-09-30 2010-09-09 气体处理装置 Expired - Fee Related CN102422109B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009227019A JP5191969B2 (ja) 2009-09-30 2009-09-30 ガス処理装置
JP2009-227019 2009-09-30
PCT/JP2010/065468 WO2011040199A1 (ja) 2009-09-30 2010-09-09 ガス処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102422109A CN102422109A (zh) 2012-04-18
CN102422109B true CN102422109B (zh) 2013-11-06

Family

ID=43826027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080019843.6A Expired - Fee Related CN102422109B (zh) 2009-09-30 2010-09-09 气体处理装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8899076B2 (zh)
EP (1) EP2485000A4 (zh)
JP (1) JP5191969B2 (zh)
CN (1) CN102422109B (zh)
RU (1) RU2493480C2 (zh)
WO (1) WO2011040199A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104396469A (zh) * 2014-12-12 2015-03-11 苏州青青生态种植园 一种秸秆粉碎生产线中用除尘设备
MY193428A (en) * 2019-03-14 2022-10-12 Ngltech Sdn Bhd System for recovering natural gas liquid from low pressure source at low temperatures

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067114A (zh) * 1991-05-21 1992-12-16 北京市西城区新开通用试验厂 一种石油气体液化分离处理装置
US5426952A (en) * 1994-03-03 1995-06-27 General Electric Company Refrigerant flow rate control based on evaporator exit dryness
US5791160A (en) * 1997-07-24 1998-08-11 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for regulatory control of production and temperature in a mixed refrigerant liquefied natural gas facility
CN1426524A (zh) * 2000-04-25 2003-06-25 国际壳牌研究有限公司 液化天然气产品流的生产的控制
CN1677016A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 株式会社日立空调系统 制冷系统
KR100851005B1 (ko) * 2002-03-06 2008-08-12 엘지전자 주식회사 멀티형 공기조화기의 냉매유량 제어장치

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356014A (en) * 1979-04-04 1982-10-26 Petrochem Consultants, Inc. Cryogenic recovery of liquids from refinery off-gases
US4609390A (en) * 1984-05-14 1986-09-02 Wilson Richard A Process and apparatus for separating hydrocarbon gas into a residue gas fraction and a product fraction
RU2028567C1 (ru) * 1989-07-11 1995-02-09 Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа Способ разделения газовых углеводородных смесей
US5024061A (en) * 1989-12-12 1991-06-18 Terrestrial Engineering Corporation Recovery processing and storage unit
US4936888A (en) * 1989-12-21 1990-06-26 Phillips Petroleum Company Nitrogen rejection unit
US5375422A (en) * 1991-04-09 1994-12-27 Butts; Rayburn C. High efficiency nitrogen rejection unit
US5493200A (en) * 1993-05-12 1996-02-20 Sundstrand Corporation Control for a brushless generator
US5499531A (en) * 1995-03-17 1996-03-19 The Mitre Corporation System and method for determining volatile constituents, vapor pressure and vapor emissions of liquids
RU3811U1 (ru) * 1996-01-16 1997-03-16 Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" Установка переработки углеводородного сырья
US6626635B1 (en) * 1998-09-30 2003-09-30 General Electric Company System for controlling clearance between blade tips and a surrounding casing in rotating machinery
US6257070B1 (en) * 1999-01-13 2001-07-10 Intevep, S.A. Method and apparatus for determining real time liquid and gas phase flow rates
US6332336B1 (en) * 1999-02-26 2001-12-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for maximizing the productivity of a natural gas liquids production plant
US6453698B2 (en) * 2000-04-13 2002-09-24 Ipsi Llc Flexible reflux process for high NGL recovery
DE10062948C2 (de) 2000-12-16 2002-11-14 Eaton Fluid Power Gmbh Kältemaschine mit kontrollierter Kältemittelphase vor dem Verdichter
US7141326B2 (en) * 2001-04-06 2006-11-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Warm-up apparatus for fuel cell
US6576043B2 (en) * 2001-10-12 2003-06-10 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery of nitrogen and light hydrocarbons from polyalkene purge gas
US6560989B1 (en) * 2002-06-07 2003-05-13 Air Products And Chemicals, Inc. Separation of hydrogen-hydrocarbon gas mixtures using closed-loop gas expander refrigeration
JP4191563B2 (ja) * 2003-08-28 2008-12-03 三菱重工業株式会社 圧縮機の制御方法
JP2005180822A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Ryonetsu Kogyo Kk 冷却装置
US7231784B2 (en) * 2004-10-13 2007-06-19 Praxair Technology, Inc. Method for producing liquefied natural gas
EP1659294B1 (en) * 2004-11-17 2017-01-11 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Compressor control unit and gas turbine power plant including this unit
JP4566052B2 (ja) 2005-04-07 2010-10-20 Ａｔｓジャパン株式会社 恒温維持装置。
RU70461U1 (ru) * 2007-09-17 2008-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз") Установка подготовки нефтяного газа к транспорту

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067114A (zh) * 1991-05-21 1992-12-16 北京市西城区新开通用试验厂 一种石油气体液化分离处理装置
US5426952A (en) * 1994-03-03 1995-06-27 General Electric Company Refrigerant flow rate control based on evaporator exit dryness
US5791160A (en) * 1997-07-24 1998-08-11 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for regulatory control of production and temperature in a mixed refrigerant liquefied natural gas facility
CN1220385A (zh) * 1997-07-24 1999-06-23 气体产品与化学公司 混合冷冻剂液化天然气设备中的生产和温度调节控制方法和装置
CN1426524A (zh) * 2000-04-25 2003-06-25 国际壳牌研究有限公司 液化天然气产品流的生产的控制
KR100851005B1 (ko) * 2002-03-06 2008-08-12 엘지전자 주식회사 멀티형 공기조화기의 냉매유량 제어장치
CN1677016A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 株式会社日立空调系统 制冷系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2005-180822A 2005.07.07

Also Published As

Publication number Publication date
CN102422109A (zh) 2012-04-18
JP2011075204A (ja) 2011-04-14
EP2485000A4 (en) 2018-01-03
WO2011040199A1 (ja) 2011-04-07
EP2485000A1 (en) 2012-08-08
US8899076B2 (en) 2014-12-02
US20120060528A1 (en) 2012-03-15
JP5191969B2 (ja) 2013-05-08
RU2493480C2 (ru) 2013-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Banasiak et al. Development and performance mapping of a multi-ejector expansion work recovery pack for R744 vapour compression units
CN102422109B (zh) 气体处理装置
JP6077840B2 (ja) 蒸気発生システムおよび蒸気発生システムの作動を制御するための方法
US20100107674A1 (en) Refrigeration air dryer
CN102495094A (zh) 一种水和水蒸气焓熵值的在线计算方法
RU2671479C1 (ru) Способ регулировки устройства для криогенного охлаждения и соответствующее устройство
SA517381199B1 (ar) جهاز تحليل متكامل لعملية مراقبة أثناء معالجة وتحسين غاز طبيعي
CN108355466A (zh) 一种余热再生干燥器
Ilyushin et al. Development of a spatial-distributed control system for preparation of pulse gas
CN211782274U (zh) 空气分离先进控制系统及空气分离生产系统
CN106796081B (zh) 控制耦合的换热器系统的方法和换热器系统
CN107906499B (zh) 火电机组智能控制系统
CN203858871U (zh) 核电厂大气排放系统的控制装置
CN211372811U (zh) 一种高低温试验装置
Liu et al. A new measurement model for main steam flow of power plants
CN110319614A (zh) 一种温度控制系统、光刻装置和温度控制方法
CN102883793A (zh) 用于冷却干燥气体的方法和设备
Badyda Mathematical model for digital simulation of steam turbine set dynamics and on-line turbine load distribution
CN112797683B (zh) 一种能源站多台冷冻机组的协同控制系统
WO2019175616A1 (en) Condenser architecture with multiple segments
CN103940473A (zh) 一种高中压缸合缸汽轮机缸间汽封漏汽量的测试方法及装置
CN109838692A (zh) 一种混合煤气自动调节装置及其使用方法
KR101543710B1 (ko) Lng 생산 시스템 제어장치
CN103047768B (zh) 一种热媒炉蒸发器温度控制方法
KR101400339B1 (ko) 스팀 압력 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131106

Termination date: 20180909

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee