[发明专利]空气分离设备控制

摘要

控制空气分离设备的方法和优化该设备生产的氩气产品的控制系统。连续地执行具有该设备的各塔、冷凝器再沸器、和氩回流冷凝器的模型的计算机程序。所述模型包含各塔内的各分离段的段模型，当组合模型时能够响应施加于该模型的输入变量而计算受控变量的当前值。受控变量用作控制器的输入，该控制器控制操纵变量使得受控变量经被选择用以优化氩气产品的生产的目标范围内；所述操纵变量包括空气分离设备的空气进料流的流量、从低压塔中取出的产品氧气流的流量、和粗氩气进料流的流量。

主权项

控制空气分离设备以优化氩气产品生产的方法，所述方法包括：连续地执行计算机程序，所述计算机程序编程有各高压塔、低压塔、氩气塔、可操作地与所述高压塔和所述低压塔关联的冷凝器再沸器、和连接至所述氩气塔的氩气回流冷凝器的模型；所述模型包含在各所述高压塔、所述低压塔和所述氩气塔内的各分离段的段模型，所述冷凝器再沸器和所述氩气回流冷凝器各由单段模型组成；所述段模型通过所述段模型之间的内部蒸气流和液体流彼此连接，包含所述段模型的所述模型通过外部蒸气流和液体流彼此连接，所述外部蒸气流和液体流流至和流出位于各所述高压塔、所述低压塔和所述氩气塔的进料和抽出位置的所述段模型；在所述计算机程序的各次执行期间：对于所述段模型，通过使用所述内部和外部蒸气流和液体流进行动态物料平衡、蒸气‑液体平衡计算、和能量平衡计算而响应于操纵变量计算受控变量的当前值，所述受控变量包括为所述低压塔内的所述段模型计算的与所述粗氩气进料流中的氮气浓度直接相关的量或者所述粗氩气进料流中的所述氮气浓度，所述操纵变量包括所述空气分离设备的空气进料流、从所述低压塔中取出的产品氧气流、和所述粗氩气进料流的一组流量；和将所述模型计算的所述受控变量的当前值输入控制器中并在所述控制器中从所述受控变量的所述当前值计算所述操纵变量，这将导致具有在所述控制器中预设的、使所述氩气产品的氩气产品产率最大化的目标范围内的浓度值的受控变量；和控制在所述空气分离设备内的所述操纵变量以获得由所述控制器计算的所述组流量。