CN202470875U

CN202470875U - 一种空气分离中的换热器中部温差控制系统

Info

Publication number: CN202470875U
Application number: CN2012200982374U
Authority: CN
Inventors: 齐红斌; 洪玲
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-03-16

Abstract

本实用新型涉及温差控制系统技术领域，公开了一种空气分离中的换热器中部温差控制系统，包括：采集温度的第一热等效电路、采集温度的第二热等效电路、集散控制系统；本实用新型利用一个采集温度的热等效电路输出的温度信号值来体现由多个温度检测元件所传递的温度信号值，提高了传输到集散控制系统的温度信号的精确度，集散控制系统利用精确度高的温度信号对换热器中部温差进行调节控制，从而提高了换热器中部温差调节控制的精确度，进而降低了事故控制的风险和冰潴瘤的产生，减少了炸裂等一些恶性生产设备事故的产生，保证了生产的连续性。本实用新型结构合理、效果明显、实用性强。

Description

一种空气分离中的换热器中部温差控制系统

技术领域

本实用新型涉及温差控制系统技术领域，主要适用于一种空气分离中的换热器中部温差控制系统。

背景技术

空气分离装置，它是以深冷技术为基础，将空气液化，再控制气体的蒸发，从而分离空气中全气体一种工艺流程。

空气分离装置制冷冷量，是靠压缩空气，再膨胀而得到的，压缩空气需要大量电力，电力消耗也是空气分离装置最主要的成本的。板式换热器是回收冷量，保证空气分离装置处于深冷状态及连续生产的关键工艺装置。

空气分离板式换热器，是空气分离装置的心脏部位，板式换热器中部温差控制，是保证板式换热器正常工作必要条件，二大组板式换热器为一整体结构，中部温差控制不好，极容易造成空气分离塔上塔及中部板式热交换器潴溜冰块堵塞，由于是热管温度为+25℃，冷管温度是-185℃。若将冷热管的中部温差调节控制均衡在(-185℃)-(+25℃)/2＝-210℃/2＝-105℃，要求控制精确度相当高。控工艺安全系统要求，该中部温度差值控制偏差±10℃，该偏差值越大，存在的事故控制风险就越大。若出现过大偏差，如大于±10℃的偏差就会造成热管挂霜，最终急骤冷却空气中的CO2及水分，形成冰潴瘤，甚至炸裂，将会造成恶性生产设备事故。换热不好，也会造成冷量的流失，消耗能源，影响生产的连续性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种空气分离中的换热器中部温差控制系统，它利用一个采集温度的热等效电路输出的温度信号值来体现由多个温度检测元件所传递的温度信号值，提高了传输到集散控制系统的温度信号的精确度，集散控制系统利用精确度高的温度信号对换热器中部温差进行调节控制，从而提高了换热器中部温差调节控制的精确度，进而降低了事故控制的风险和冰潴瘤的产生，减少了炸裂等一些恶性生产设备事故的产生，保证了生产的连续性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种空气分离中的换热器中部温差控制系统，包括：采集温度的第一热等效电路、采集温度的第二热等效电路、集散控制系统；所述采集温度的第一热等效电路中的每个温度检测元件各自分别对应于一组换热器的一条气体管道，且安装在相应的气体管道上；采集温度的第一热等效电路的输出端与所述集散控制系统中输入卡件的第一输入端连接；所述采集温度的第二热等效电路中的每个温度检测元件各自分别对应于另一组换热器的一条气体管道，且安装在相应的气体管道上；采集温度的第二热等效电路的输出端与集散控制系统中输入卡件的第二输入端连接。

上述方案中，所述采集温度的第一热等效电路包括：第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件、第四温度检测元件；所述第一温度检测元件与所述第二温度检测元件串联，该串联电路与包括所述第三温度检测元件、所述第四温度检测元件的串联电路并联，该并联电路与所述集散控制系统中输入卡件的第一输入端连接；所述采集温度的第二热等效电路包括：第五温度检测元件、第六温度检测元件、第七温度检测元件、第八温度检测元件；所述第五温度检测元件与所述第六温度检测元件串联，该串联电路与包括所述第七温度检测元件、所述第八温度检测元件的串联电路并联，该并联电路与集散控制系统中输入卡件的第二输入端连接。

上述方案中，所述集散控制系统包括：集散控制系统模拟量输入块、PID功能块；所述集散控制系统模拟量输入块的第一输入端与集散控制系统中输入卡件的第一输出端连接；集散控制系统模拟量输入块的第二输入端与集散控制系统中输入卡件的第二输出端连接；集散控制系统模拟量输入块的输出端与所述PID功能块的输入端连接。

上述方案中，所述温度检测元件为热电阻。

上述方案中，所述集散控制系统模拟量输入块为西门子S7。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型利用一个采集温度的热等效电路输出的温度信号值来体现由多个温度检测元件所传递的温度信号值，提高了传输到集散控制系统的温度信号的精确度，集散控制系统利用精确度高的温度信号对换热器中部温差进行调节控制，从而提高了换热器中部温差调节控制的精确度，进而降低了事故控制的风险和冰潴瘤的产生，减少了炸裂等一些恶性生产设备事故的产生，保证了生产的连续性。本实用新型结构合理、效果明显、实用性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的空气分离中的换热器中部温差控制系统的结构框图。

图2为本实用新型实施例中集散控制系统模拟量输入块的内部结构框图。

图3为本实用新型实施例中集散控制系统模拟量输入块与PID功能块的连接图。

其中，1-第一温度检测元件，2-第二温度检测元件，3-第三温度检测元件，4-第四温度检测元件，5-第五温度检测元件，6-第六温度检测元件，7-第七温度检测元件，8-第八温度检测元件。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种空气分离中的换热器中部温差控制系统的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

本实用新型提供的一种空气分离中的换热器中部温差控制系统，包括：采集温度的第一热等效电路、采集温度的第二热等效电路、集散控制系统、电气转换装置、第一调节阀、第二调节阀。采集温度的第一热等效电路中的每个温度检测元件各自分别对应于一组换热器的一条气体管道，且安装在相应的气体管道上；采集温度的第一热等效电路的输出端与集散控制系统中输入卡件的第一输入端连接；采集温度的第二热等效电路中的每个温度检测元件各自分别对应于另一组换热器的一条气体管道，且安装在相应的气体管道上；采集温度的第二热等效电路的输出端与集散控制系统中输入卡件的第二输入端连接。采集温度的第一热等效电路的规格等效于电路中每个温度检测元件的规格，采集温度的第二热等效电路的规格等效于电路中每个温度检测元件的规格，且采集温度的第一热等效电路的规格与采集温度的第二热等效电路的规格也一致。

优选的，由图1可知，采集温度的第一热等效电路，包括：第一温度检测元件1、第二温度检测元件2、第三温度检测元件3、第四温度检测元件4；第一温度检测元件1与第二温度检测元件2串联，该串联电路与包括第三温度检测元件3、第四温度检测元件4的串联电路并联，该并联电路与集散控制系统中输入卡件的第一输入端连接；采集温度的第二热等效电路包括：第五温度检测元件5、第六温度检测元件6、第七温度检测元件7、第八温度检测元件8；第五温度检测元件5与第六温度检测元件6串联，该串联电路与包括第七温度检测元件7、第八温度检测元件8的串联电路并联，该并联电路与集散控制系统中输入卡件的第二输入端连接。集散控制系统包括：集散控制系统模拟量输入块、PID功能块。集散控制系统模拟量输入块中的第一输入端与集散控制系统中输入卡件的第一输出端连接，集散控制系统模拟量输入块中的第二输入端与集散控制系统中输入卡件的第二输出端连接。集散控制系统模拟量输入块的输出端与PID功能块的输入端连接，PID的功能块的输出端与电气转换装置的输入端连接，电气转换装置的输出端与第一调节阀、第二调节阀连接。优选的，在本实施例中，温度检测元件为热电阻。优选的，集散控制系统模拟量输入块为西门子S7。

本实用新型提供的一种空气分离中的换热器中部温差控制系统在使用时，由图2可知，首先热电阻将采集到的两组换热器的气体管道中的温度信号各自分别传送到集散控制系统模拟量输入块的第一模拟量采集处理块FC105、第二模拟量采集处理块FC105中。第一模拟量采集处理块FC105将接收到的温度信号进行标准量化为摄氏度，并由输出端将经处理的温度信号传送到减法器中；第二模拟量采集处理块FC105也将接收到的温度信号进行标准量化为摄氏度，并由输出端将经处理的温度信号传送到减法器中。减法器将接收到的两个温度信号相减，得到中部温差信号。中部温差信号由减法器的输出端经集散控制系统模拟量输入块的输出端传递到PID功能块的输入端。这里需要说明的是，在集散控制系统模拟量输入块接收由热电阻采集的温度信号的同时，第一模拟量采集处理块FC105、第二模拟量采集处理块FC105均对温度信号的采集是否出错进行判断。若采集正常，则在RET_VAL输出端输出为零。若采集出错，则在RET_VAL端输出其他值。由RET_VAT端输出的数据值，依次通过与零作比较运算、取反作或运算，最后得到中部温度采集出错信号。由图3可知，中部温差信号由集散控制系统中的PID功能块的PV_IN端进入PID，中部温度采集出错信号经MAN_ON端进入PID功能块。当接收到中部温度采集出错信号的MAN_ON端的逻辑值为“真”时，自动将PID置手动，而PID的另一路输出，直接反馈PID的手动输入端，故PID置手动时的，手动输入值自动跟踪其输出值，将PID输出保持，同时报警。当中部温度信号采集无异常时，PID功能块对中部温差信号进行分析，并将控制信号经LMN_PER端输出到电气转换装置中。控制信号在电气转换装置中经电气转换成气信号，气信号由电气转换装置的输出端输出，开始对第一调节阀、第二调节阀进行调节控制。在本实施例中，第一调节阀为气开阀，第二调节阀为气闭阀，当信号为0..02-0.06Mpa，气开阀对应关-开；当信号为0..06-0.1Mpa，气闭阀对应开-关。这里需要说明的是，在本实施例中，若PID功能块接收到的中部温差信号大于-5℃或+5℃的绝对值时，PID也置手动，而PID的另一路输出，直接反馈PID的手动输入端，故PID置手动时的，手动输入值自动跟踪其输出值，将PID输出保持，同时也报警。

本实用新型实施例提供的一种空气分离中的换热器中部温差控制系统利用一个采集温度的热等效电路输出的温度信号值来体现由多个温度检测元件所传递的温度信号值，提高了传输到集散控制系统的温度信号的精确度，集散控制系统利用精确度高的温度信号对换热器中部温差进行调节控制，从而提高了换热器中部温差调节控制的精确度，进而降低了事故控制的风险和冰潴瘤的产生，减少了炸裂等一些恶性生产设备事故的产生，保证了生产的连续性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种空气分离中的换热器中部温差控制系统，其特征在于，包括：采集温度的第一热等效电路、采集温度的第二热等效电路、集散控制系统；所述采集温度的第一热等效电路中的每个温度检测元件各自分别对应于一组换热器的一条气体管道，且安装在相应的气体管道上；采集温度的第一热等效电路的输出端与所述集散控制系统中输入卡件的第一输入端连接；所述采集温度的第二热等效电路中的每个温度检测元件各自分别对应于另一组换热器的一条气体管道，且安装在相应的气体管道上；采集温度的第二热等效电路的输出端与集散控制系统中输入卡件的第二输入端连接。

2.如权利要求1所述的空气分离中的换热器中部温差控制系统，其特征在于，所述采集温度的第一热等效电路包括：第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件、第四温度检测元件；所述第一温度检测元件与所述第二温度检测元件串联，该串联电路与包括所述第三温度检测元件、所述第四温度检测元件的串联电路并联，该并联电路与所述集散控制系统中输入卡件的第一输入端连接；所述采集温度的第二热等效电路包括：第五温度检测元件、第六温度检测元件、第七温度检测元件、第八温度检测元件；所述第五温度检测元件与所述第六温度检测元件串联，该串联电路与包括所述第七温度检测元件、所述第八温度检测元件的串联电路并联，该并联电路与集散控制系统中输入卡件的第二输入端连接。

3.如权利要求1或2所述的空气分离中的换热器中部温差控制系统，其特征在于，所述集散控制系统包括：集散控制系统模拟量输入块、PID功能块；所述集散控制系统模拟量输入块的第一输入端与集散控制系统中输入卡件的第一输出端连接；集散控制系统模拟量输入块的第二输入端与集散控制系统中输入卡件的第二输出端连接；集散控制系统模拟量输入块的输出端与所述PID功能块的输入端连接。

4.如权利要求1或2所述的空气分离中的换热器中部温差控制系统，其特征在于，所述温度检测元件为热电阻。

5.如权利要求3所述的空气分离中的换热器中部温差控制系统，其特征在于，所述集散控制系统模拟量输入块为西门子S7。