[发明专利]无级调节现场制气系统采用的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种现场制气系统采用的控制方法。

背景技术

变压吸附制氮、氧作为一种成熟的现场制气技术，已经在多个行业都得到了成熟而良好的应用。它主要包含一套提供原料空气的动力机械（压缩机、鼓风机等）、至少两只装填有吸附剂的吸附塔、一套程序控制自动切换阀门及一套监测仪表和附件。通过程序设置，自动切换阀门定时开关，实现两只吸附塔同时进行吸附和解析过程，从而实现连续产气的目的。

通常情况下，每只吸附塔至少要经历充压、吸附（产气）、均压、放气和冲洗五个步骤，决定切换周期的关键步骤是吸附（产气）步骤，而吸附步骤的时间在设计吸附器时是固定的。

吸附器的设计原则是：空气在一定的流速下均匀通过吸附塔中的吸附剂床层，在吸附步骤时间内被吸附杂质的传质区前沿不会突破吸附剂床层。若吸附步骤时间过长或者气流分布不均，非产品气将突破吸附剂床层，混入产品气中，造成产品的纯度下降；而吸附时间过短，吸附周期内有效产气时间比例降低，造成空气耗量增加，从而造成动力机械能耗的增加。

变压吸附现场制气的特点是终端用气不稳定，尤其是一些特定行业，对气体的需求量在高峰期和低谷期时差别很大，这就对现场制气设备的适应性提出了挑战。当处于用气高峰时，制气装置要全负荷运行，而当用气量降低时，切换程序和动力机械还在正常运行，单位能耗会急剧上升，造成了能耗的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够根据实际用气量而自动调整制气系统的制气流程以降低能耗的控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无级调节现场制气系统采用的控制方法，用于控制无级调节现场制气系统的制气流程，所述的无级调节现场制气系统包括控制系统和在其控制下协同工作的提供原料气的变频动力机械、装填有吸附剂以对所述的原料气进行吸附来产生产品气的若干个吸附塔、连接管路、设置于所述的连接管路上的若干个阀门、监测仪表，所述的监测仪表包括检测所述的产品气的实际流量并输出与所述的实际流量相对应的电信号的流量计、监测所述的产品气的实际纯度的气体纯度分析仪，所述的控制方法包括：所述的流量计检测所述的产品气的实际流量，即所述的产品气的用气量，当所述的产品气的实际流量小于所述的产品气的额定流量且大于所设定的第一用气量值时，所述的控制系统通过调整所述的吸附塔的吸附时间；当所述的产品气的实际流量小于或等于所述的第一用气量值且大于所设定的第二用气量值时，所述的控制系统首先调整所述的变频动力机械的输入频率，再调整所述的吸附塔的吸附时间。

优选的，当所述的产品气的实际流量相对所述的产品气的额定流量减小时，所述的流量计检测所述的产品气的实际流量并输出相应的电信号至所述的控制系统，所述的控制系统中设置有所述的第一用气量值和所述的第二用气量值，所述的控制系统判断所述的用气量与所述的第一用气量值和所述的第二用气量值的大小关系。

优选的，当所述的产品气的实际流量小于所述的产品气的额定流量且大于所述的第一用气量值时，所述的控制系统调整延长所述的吸附塔的吸附时间；

在调整延长所述的吸附塔的吸附时间的过程中，所述的气体纯度分析仪检测所述的产品气的实际纯度并得出其相对所述的产品气的额定纯度的变化率；若所述的变化率小于所设定的第一纯度变化率值，则结束对所述的吸附塔的吸附时间的调整；若所述的变化率大于或等于所设定的第一纯度变化率值，则继续调整所述的吸附塔的吸附时间，直至所述的变化率小于所设定的第一纯度变化率值；

当所述的产品气的实际流量大于所述的第二用气量值且小于或等于所述的第一用气量值时，所述的控制系统首先调整所述的变频动力机械的输入频率以降低其转速，在调整所述的变频动力机械的输入频率的过程中，所述的气体纯度分析仪检测所述的产品气的实际纯度并得出其相对所述的产品气的额定纯度的变化率；若所述的变化率大于或等于所设定的第二纯度变化率值，则继续调整所述的变频动力机械的输入频率，直至所述的变化率小于所设定的第二纯度变化率值则结束对所述的变频动力机械的输入频率的调整；