CN114322453A - 一种基于5g网络的工业互联网空分系统智能控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，包括压缩系统、预冷系统、纯化系统、换热系统、精馏塔系统、多功能处理系统、产品压缩系统，所述控制方法包括以下具体步骤：S1、空气的液化；S2、制冷循环交换，液态空气由换热系统输入精馏塔系统，进行空分出纯氮、纯氧和污氮气体，纯氮和纯氧收集前输送至换热系统，进行余热的交换；S3、检测分析；S4、液氮过冷处理。该智能控制方法，通过设置纯度检测器和液氮过冷器，在灌装空分气体前对进行检验，利用液氮自身的低温实现空分气体的再次降温，导入精馏塔内循环提纯，并利用5G网络多功能处理器对各检测点的信号采集，从而充分实现智能控制能源的循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及空分生产控制技术领域，尤其涉及一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法。
背景技术
空分设备是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备，广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。
因为厂区庞大、车间繁多、工艺复杂，全厂的能源、环保数据等监控难度较大，空分系统作为高用能单元，如何合理的配置系统内的能源，充分实现智能控制能源的循环利用，仍然是空分行业的痛点，为此，本申请提出一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，包括压缩系统、预冷系统、纯化系统、换热系统、精馏塔系统、多功能处理系统、产品压缩系统，所述控制方法包括以下具体步骤：
S1、空气的液化，将空气经压缩系统、预冷系统和纯化系统，实现空气的压缩、降温和过滤，得低温液态空气，输入换热系统；
S2、制冷循环交换，液态空气由换热系统输入精馏塔系统，进行空分出纯氮、纯氧和污氮气体，纯氮和纯氧收集前输送至换热系统，进行余热的交换；
S3、检测分析，对步骤S2中空分出的纯氮、纯氧和污氮气体进行纯度检测，检测数据由多功能处理系统进行分析，纯度达标进行灌装，不达标气体再回收至精馏塔系统循环提纯；
S4、液氮过冷处理，以液氮为冷却介质，对步骤S3中的在回收气体进行降温。
优选地，所述压缩系统包括空气压缩机和循环空气压缩机，所述纯化系统包括分子筛纯化装置，所述换热系统包括主换热器和液氮过滤器，所述多功能处理系统包括精馏塔输出气体信号反馈的纯度检测器。
优选地，所述压缩系统还包括热端增压机和冷端增压机，热端增压机和冷端增压机并联于循环空气压缩机下游，液态空气通过冷端增压机输入主换热器，热端增压机对精馏塔进行热能供应。
优选地，所述精馏塔系统包括上塔和下塔，上塔内设主冷凝蒸发器，液氧和污氮、氮气混合气体由上塔输出，液氮由下塔输出，所述精馏塔系统的输出端均设置有纯度检测器，纯度检测器设置有旁通阀将输送介质导入液氮过冷器。
优选地，所述下塔空分过程，纯氮气冷凝呈液氮导人上塔，液氧气化呈氧气导入上塔，上塔内液氮回流至下塔。
优选地，所述产品压缩系统包括液氧储罐、医用储罐、液氮储罐、中压氮气缓冲罐和常压氮气缓冲罐。
本发明具有以下有益效果：
1、该基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，通过设置纯度检测器和液氮过冷器，在灌装空分气体前对进行检验，利用液氮自身的低温实现空分气体的再次降温，导入精馏塔内循环提纯，并利用5G网络多功能处理器对各检测点的信号采集，从而充分实现智能控制能源的循环利用。
2、该基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，通过设置主换热器，精馏塔系统生产的液氮、液氧和污氮混合气，再次输送主换热器，与液态空气实现热交换，最后完成空分气体的收集，最大程度的节约能源，从而实现整个节能系统的集成度和功能性更优。
3、该基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，通过设置热端增压机和冷端增压机，在空气压缩液化的过程，将产生的低温和热能，直接对接于精馏塔和主换热器，进行合理利用，有效降低了系统独立工作的运行能耗。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，包括压缩系统、预冷系统、纯化系统、换热系统、精馏塔系统、多功能处理系统、产品压缩系统。
压缩系统包括空气压缩机和循环空气压缩机，纯化系统包括分子筛纯化装置，换热系统包括主换热器和液氮过滤器，多功能处理系统包括精馏塔输出气体信号反馈的纯度检测器。
压缩系统还包括热端增压机和冷端增压机，热端增压机和冷端增压机并联于循环空气压缩机下游，液态空气通过冷端增压机输入主换热器，热端增压机对精馏塔进行热能供应，通过设置热端增压机和冷端增压机，在空气压缩液化的过程，将产生的低温和热能，直接对接于精馏塔和主换热器，进行合理利用，有效降低了系统独立工作的运行能耗。
精馏塔系统包括上塔和下塔，上塔内设主冷凝蒸发器，液氧和污氮、氮气混合气体由上塔输出，液氮由下塔输出，精馏塔系统的输出端均设置有纯度检测器，纯度检测器设置有旁通阀将输送介质导入液氮过冷器，下塔空分过程，纯氮气冷凝呈液氮导人上塔，液氧气化呈氧气导入上塔，上塔内液氮回流至下塔。
产品压缩系统包括液氧储罐、医用储罐、液氮储罐、中压氮气缓冲罐和常压氮气缓冲罐，利用主换热器和产品压缩系统热交换功能，精馏塔系统生产的液氮、液氧和污氮混合气，再次输送主换热器，与液态空气实现热交换，最后完成空分气体的收集，最大程度的节约能源，从而实现整个节能系统的集成度和功能性更优。
本实施例中，该控制方法包括以下具体步骤：
S1、空气的液化，将空气经压缩系统、预冷系统和纯化系统，实现空气的压缩、降温和过滤，得低温液态空气，输入换热系统；
S2、制冷循环交换，液态空气由换热系统输入精馏塔系统，进行空分出纯氮、纯氧和污氮气体，纯氮和纯氧收集前输送至换热系统，进行余热的交换；
S3、检测分析，对步骤S2中空分出的纯氮、纯氧和污氮气体进行纯度检测，检测数据由多功能处理系统进行分析，纯度达标进行灌装，不达标气体再回收至精馏塔系统循环提纯；
S4、液氮过冷处理，以液氮为冷却介质，对步骤S3中的在回收气体进行降温。
通过设置纯度检测器和液氮过冷器，在灌装空分气体前对进行检验，利用液氮自身的低温实现空分气体的再次降温，导入精馏塔内循环提纯，并利用5G网络多功能处理器对各检测点的信号采集，从而充分实现智能控制能源的循环利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，包括压缩系统、预冷系统、纯化系统、换热系统、精馏塔系统、多功能处理系统、产品压缩系统，其特征在于：所述控制方法包括以下具体步骤：
S1、空气的液化，将空气经压缩系统、预冷系统和纯化系统，实现空气的压缩、降温和过滤，得低温液态空气，输入换热系统；
S2、制冷循环交换，液态空气由换热系统输入精馏塔系统，进行空分出纯氮、纯氧和污氮气体，纯氮和纯氧收集前输送至换热系统，进行余热的交换；
S3、检测分析，对步骤S2中空分出的纯氮、纯氧和污氮气体进行纯度检测，检测数据由多功能处理系统进行分析，纯度达标进行灌装，不达标气体再回收至精馏塔系统循环提纯；
S4、液氮过冷处理，以液氮为冷却介质，对步骤S3中的在回收气体进行降温。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，其特征在于：所述压缩系统包括空气压缩机和循环空气压缩机，所述纯化系统包括分子筛纯化装置，所述换热系统包括主换热器和液氮过滤器，所述多功能处理系统包括精馏塔输出气体信号反馈的纯度检测器。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，其特征在于：所述压缩系统还包括热端增压机和冷端增压机，热端增压机和冷端增压机并联于循环空气压缩机下游，液态空气通过冷端增压机输入主换热器，热端增压机对精馏塔进行热能供应。
4.根据权利要求2所述的一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，其特征在于：所述精馏塔系统包括上塔和下塔，上塔内设主冷凝蒸发器，液氧和污氮、氮气混合气体由上塔输出，液氮由下塔输出，所述精馏塔系统的输出端均设置有纯度检测器，纯度检测器设置有旁通阀将输送介质导入液氮过冷器。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，其特征在于：所述下塔空分过程，纯氮气冷凝呈液氮导人上塔，液氧气化呈氧气导入上塔，上塔内液氮回流至下塔。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的工业互联网空分系统智能控制方法，其特征在于：所述产品压缩系统包括液氧储罐、医用储罐、液氮储罐、中压氮气缓冲罐和常压氮气缓冲罐。
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