CN107870642A - 冷干机露点温度控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷干机露点温度控制系统及其控制方法，控制系统包括控制器、文本显示器、露点温度变送器、电流变送器和电磁阀，露点温度变送器和电流变送器均与控制器的输入端连接，控制器的输出端连接文本显示器和电磁阀；控制器用于采集并处理实时露点温度和实时压缩机负荷电流，控制电磁阀的通断调节压缩机的负荷，并将采集的数据发送给文本显示器；文本显示器用于显示控制器发送的数据。本发明通过露点温度变送器和电流变送器分别检测露点温度和压缩机负荷电流，控制器采集上述数据并处理，控制电磁阀来调节压缩机的负荷，从而实现对露点温度的有效调节，节约用电和制冷计量，同时能防止超负荷跳停，维持设备平稳安全运行。

Description

冷干机露点温度控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及催化裂化联合装置的控制技术领域，具体涉及一种冷干机露点温度控制系统及其控制方法。

背景技术

冷干机作为催化裂化联合装置的一部分，其采用了降温结露的工作原理，通过冷却降温，使压缩空气中的水蒸气凝结成液滴，从而达到减少含湿量的目的。冷干机主要包括制冷压缩机、冷凝器和蒸发器，制冷压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用，制冷压缩机将蒸发器内的低压(低温)制冷剂吸入压缩机汽缸内，制冷剂蒸汽经过压缩，压力、温度同时升高；高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器，在冷凝器内，温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换，制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来，制冷剂蒸汽变成了液体，再被输送至蒸发器；在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化，而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水被排除。所以压缩空气除湿的效率与冷干机的露点温度有关，而现有催化裂化联合装置中缺少冷干机的露点温度控制系统，无法实现露点温度的调节，尤其在外界温度较高的工作环境中，致使冷干机长期存在露点温度过高的现象。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有的冷干机无法实现露点温度的调节。

本发明提出了一种冷干机露点温度控制系统，包括控制器、文本显示器、安装在冷干机的压缩机出口至蒸发器入口的冷媒介质管上的露点温度变送器、安装在冷干机的压缩机电源控制柜内的电流变送器以及安装在压缩机上的电磁阀，露点温度变送器和电流变送器均与控制器的输入端连接，控制器的输出端连接文本显示器和电磁阀；控制器用于采集并处理实时露点温度和实时压缩机负荷电流，控制电磁阀的通断调节压缩机的负荷，并将采集的数据发送给文本显示器；文本显示器用于显示控制器发送的数据。

进一步，上述控制系统还包括安装在冷干机进口的进气温度变送器、安装在冷干机的冷凝器出口的冷凝温度变送器和安装在冷干机出口的出气温度变送器，上述变送器均连接控制器的输入端。

在冷干机的进、出口和冷凝器出口加装温度变送器用于检测进气口温度、出气口温度和冷凝器中的温度，并通过控制器处理后传输给文本显示器显示，便于操作人员观察，实现冷干机工作状态的可视化。

进一步，上述控制系统还包括监控终端，所述监控终端与控制器通信连接。

通过监控终端与控制器通信，可实现对冷干机的远程监控，存储冷干机生产运行时的数据，便于后续查找分析。

进一步，本发明提出了上述冷干机露点温度控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，测定电磁阀调节压缩机负荷时间与负荷电流之间的特性曲线，测定露点温度与负荷电流之间的特性曲线，获得调节滞后时间及露点温度与负荷电流的比例系数；

步骤2，设定标准露点温度和允许温度误差范围；

步骤3，选择调节模式，监控终端向控制器发送调节模式信号，控制器接收到调节模式信号后切换到相应的工作模式；若监控终端发送手动调节模式信号给控制器，控制器切换到手动调节模式；若监控终端发送自动调节模式信号给控制器，控制器切换到自动调节模式；

步骤4，控制器采集各个变送器的测量值并传输给文本显示器和监控终端，文本显示器显示上述测量值，监控终端显示并存储上述测量值；

步骤5，控制器判断自身工作模式，若为手动调节模式，执行步骤6，若为自动调节模式，执行步骤7；

步骤6，控制器等待监控终端发送升/降压缩机负荷信号，收到信号后控制器根据升/降压缩机负荷信号控制电磁阀通断使压缩机的负荷上升/下降，执行步骤4，若预设时间后未收到信号，执行步骤4；

步骤7，控制器计算实时露点温度与设定的标准露点温度的偏差，若偏差在允许温度误差范围内，执行步骤4，否则根据实时压缩机负荷电流，控制电磁阀通断使压缩机的负荷上升/下降，待实时露点温度与设定的标准露点温度的偏差在允许温度误差范围内，执行步骤4。

进一步，所述步骤4至步骤7周期性执行。周期性检测实时露点温度，若有偏差及时进行调节。

进一步，所述步骤7具体包括以下步骤：

步骤7.1，计算实时露点温度与标准露点温度的偏差，若偏差在允许温度误差范围内，执行步骤7.6，若偏差超过允许温度误差范围，执行步骤7.2；

步骤7.2，利用步骤1中获得的露点温度与负荷电流的比例系数，计算出要达到标准露点温度所需的负荷电流值；

步骤7.3，比较所需负荷电流值与实时负荷电流值，若有偏差，执行步骤7.4，若无偏差，执行步骤7.5；

步骤7.4，若实时负荷电流值比所需负荷电流值小，则控制电磁阀使压缩机的负荷上升，若实时负荷电流值比所需负荷电流值大，则控制电磁阀使压缩机的负荷下降，执行步骤7.3；

步骤7.5，根据步骤1得到的调节滞后时间，等待该时间后，执行步骤7.1；

步骤7.6，执行步骤4。

由于电磁阀调节压缩机升/降负荷到蒸发器露点温度改变之间有较大的滞后，直接根据露点温度的偏差进行控制动作，必然会造成压缩机负荷的过调节而使露点温度产生超调，由于我们采用的是反馈控制系统，这样又会迅速产生反向调节作用，因而会控制电磁阀频繁开关切换，露点温度大幅振荡。所以上述自动调节模式采用内外控制环，先在内控制环根据实时负荷电流值与计算出的所需负荷电流值的偏差，控制实时负荷电流在所需负荷电流附近，待实时负荷电流与所需负荷电流无偏差后，再在外控制环中计算实时露点温度值与设定的标准露点温度值的偏差，若偏差不在温度允许范围内，则根据偏差重新计算负荷电流的设定值，进入内环控制，若偏差在温度允许范围内，则一次调节结束。这种内外控制环方案不会控制电磁阀频繁开关，调节迅速且调节精度高，既能很好地控制露点温度，又能保证冷干机稳定运行。

本发明的有益效果：(1)本发明旨在通过调节压缩机的负荷来实现对露点温度的控制，压缩机负荷电流可以反应压缩机的负荷情况，通过露点温度变送器和电流变送器检测露点温度和压缩机负荷电流，控制器采集上述数据并处理，控制电磁阀来调节压缩机的负荷，从而实现对露点温度的有效调节，节约用电和制冷计量，达到了节约产能的效果，同时能防止超负荷跳停，维持设备平稳安全运行；(2)控制器对采集到的露点温度及压缩机负荷电流数据处理后传输给文本显示器显示，便于车间操作人员观察冷干机工作状态。

附图说明

图1是本发明控制系统的结构示意图。

图2是本发明控制方法的流程图。

具体实施方式

参阅图1，一种冷干机露点温度控制系统，包括控制器、文本显示器、安装在冷干机的压缩机出口至蒸发器入口的冷媒介质管上的露点温度变送器、安装在冷干机的压缩机电源控制柜内的电流变送器以及安装在压缩机上的电磁阀，露点温度变送器和电流变送器均与控制器的输入端连接，控制器的输出端连接文本显示器和电磁阀；控制器用于采集并处理实时露点温度和实时压缩机负荷电流，控制电磁阀的通断调节压缩机的负荷，并将采集的数据发送给文本显示器；文本显示器用于显示控制器发送的数据。

本发明旨在通过调节压缩机的负荷来实现对露点温度的控制，而实践中无法从压缩机中测量得到负荷参数，考虑到压缩机负荷电流可反应压缩机的负荷情况，故本系统通过测量负荷电流反应压缩机负荷大小。露点温度变送器用于测量实时露点温度，压缩机电流变送器用于测量实时压缩机负荷电流，控制器周期性采集实时露点温度数据及压缩机负荷电流数据，分析处理后判断是升/降负荷，对应控制电磁阀通断调节压缩机的负荷，从而将露点温度控制在标准露点温度范围内。

为了便于操作人员对生产过程进行监视，本控制系统还包括安装在冷干机入口的进气温度变送器，安装在冷干机的冷凝器出口的冷凝温度变送器，安装在冷干机出口的出气温度变送器，上述变送器均与控制器连接。控制器周期性采集进气温度、冷凝温度和出气温度，并将检测的数据传送给文本显示器显示。

本控制系统还包括监控终端，监控终端与控制器通信连接。监控终端用于设定标准露点温度及显示实时进气温度、实时露点温度、实时冷凝温度、实时出气温度和实时压缩机负荷电流。加装监控终端可在远程进行生产过程的控制及监视。

图2为上述冷干机露点温度控制系统的控制方法流程，具体为：步骤1、控制系统运行后，首先需要对后续控制中要用到的露点温度与负荷电流之间的比例系数和调节滞后时间这两个参数进行测定，本发明使用实验测取法，测定电磁阀调节压缩机负荷时间与负荷电流之间的特性曲线，测定露点温度与负荷电流之间的特性曲线，将这些数据处理后得到露点温度与负荷电流之间的比例系数和调节滞后时间；步骤2、设定标准露点温度和允许温度误差范围，可通过监控终端进行设置，并传输给控制器；步骤3、选择调节模式，具体为监控终端向控制器发送调节模式信号，控制器接收到调节模式信号后切换到相应的工作模式；若监控终端发送手动调节模式信号给控制器，控制器切换到手动调节模式；若监控终端发送自动调节模式信号给控制器，控制器切换到自动调节模式；步骤4、控制器采集各个变送器的测量值并传输给文本显示器和监控终端，文本显示器显示上述测量值，监控终端显示并存储上述测量值；步骤5、控制器判断自身工作模式，若为手动调节模式，执行步骤6，若为自动调节模式，执行步骤7；步骤6、控制器等待监控终端发送升/降压缩机负荷信号，收到信号后控制器根据升/降压缩机负荷信号控制电磁阀通断使压缩机的负荷上升/下降，执行步骤4，若预设时间后未收到信号，执行步骤4；步骤7、控制器计算实时露点温度与设定的标准露点温度的偏差，若偏差在允许温度误差范围内，执行步骤4，否则根据实时压缩机负荷电流，控制电磁阀通断使压缩机的负荷上升/下降，待实时露点温度与设定的标准露点温度的偏差在允许温度误差范围内，执行步骤4。上述步骤4至步骤7周期性执行。

考虑到由于调节压缩机升/降负荷到蒸发器露点温度改变之间有较大的滞后，如果直接根据露点温度的偏差进行控制动作，必然会造成压缩机负荷的过调节而使露点温度产生超调，而我们采用的是反馈控制系统，这样又会迅速产生反向调节作用，因而会控制电磁阀频繁开关切换，露点温度大幅振荡。所以自动调节模式采用内外控制环，先根据检测的露点温度偏差，以及前面得到的露点温度与负荷电流比例系数，计算所需负荷电流的设定值；内控制环中，比较所需负荷电流值与实时负荷电流值，若实时负荷电流值比所需负荷电流值小，则控制电磁阀使压缩机的负荷上升，若实时负荷电流值比所需负荷电流值大，则控制电磁阀使压缩机的负荷下降，直至实时负荷电流达到所需负荷电流后执行保持负荷操作；等待前面得到的调节滞后时间后，外控制环中计算实时露点温度值与设定的标准露点温度值的偏差，偏差不在温度允许范围内，根据偏差重新计算负荷电流的设定值，进入内环控制，继续调节压缩机负荷，使实时负荷电流值与所需负荷电流值无偏差。这样内外环调节，既能很好地控制露点温度，又能保证冷干机稳定运行。

Claims (6)

1.一种冷干机露点温度控制系统，其特征在于，包括控制器、文本显示器、安装在冷干机的压缩机出口至蒸发器入口的冷媒介质管上的露点温度变送器、安装在冷干机的压缩机电源控制柜内的电流变送器以及安装在压缩机上的电磁阀，露点温度变送器和电流变送器均与控制器的输入端连接，控制器的输出端连接文本显示器和电磁阀；控制器用于采集并处理实时露点温度和实时压缩机负荷电流，控制电磁阀的通断调节压缩机的负荷，并将采集的数据发送给文本显示器；文本显示器用于显示控制器发送的数据。

2.根据权利要求1所述的冷干机露点温度控制系统，其特征在于，还包括安装在冷干机进口的进气温度变送器、安装在冷干机的冷凝器出口的冷凝温度变送器和安装在冷干机出口的出气温度变送器，上述变送器均连接控制器的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的冷干机露点温度控制系统，其特征在于，还包括监控终端，所述监控终端与控制器通信连接。

4.一种权利要求3所述的冷干机露点温度控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，测定电磁阀调节压缩机负荷时间与负荷电流之间的特性曲线，测定露点温度与负荷电流之间的特性曲线，获得调节滞后时间及露点温度与负荷电流的比例系数；

步骤2，设定标准露点温度和允许温度误差范围；

步骤3，选择调节模式，监控终端向控制器发送调节模式信号，控制器接收到调节模式信号后切换到相应的工作模式；若监控终端发送手动调节模式信号给控制器，控制器切换到手动调节模式；若监控终端发送自动调节方式信号给控制器，控制器切换到自动调节模式；

步骤4，控制器采集各个变送器的测量值并传输给文本显示器和监控终端，文本显示器显示上述测量值，监控终端显示并存储上述测量值；

步骤5，控制器判断自身工作模式，若为手动调节模式，执行步骤6，若为自动调节模式，执行步骤7；

步骤6，控制器等待监控终端发送升/降压缩机负荷信号，收到信号后控制器根据升/降压缩机负荷信号控制电磁阀通断使压缩机的负荷上升/下降，执行步骤4，若预设时间后未收到信号，执行步骤4；

步骤7，控制器计算实时露点温度与设定的标准露点温度的偏差，若偏差在允许温度误差范围内，执行步骤4，否则根据实时压缩机负荷电流，控制电磁阀通断使压缩机的负荷上升/下降，待实时露点温度与设定的标准露点温度的偏差在允许温度误差范围内，执行步骤4。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4至步骤7周期性执行。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤7具体包括以下步骤：

步骤7.1，计算实时露点温度与标准露点温度的偏差，若偏差在允许温度误差范围内，执行步骤7.6，若偏差超过允许温度误差范围，执行步骤7.2；

步骤7.2，利用步骤1中获得的露点温度与负荷电流的比例系数，计算出要达到标准露点温度所需的负荷电流值；

步骤7.3，比较所需负荷电流值与实时负荷电流值，若有偏差，执行步骤7.4，若无偏差，执行步骤7.5；

步骤7.4，若实时负荷电流值比所需负荷电流值小，则控制电磁阀使压缩机的负荷上升，若实时负荷电流值比所需负荷电流值大，则控制电磁阀使压缩机的负荷下降，执行步骤7.3；

步骤7.5，根据步骤1得到的调节滞后时间，等待该时间后，执行步骤7.1；

步骤7.6，执行步骤4。