本發(fā)明屬于變壓吸附氣體分離領(lǐng)域，具體涉及一種無級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)及控制方法。
背景技術(shù)：
變壓吸附空氣分離裝置制取氮?dú)饣蜓鯕猓钱?dāng)今最為常用的在常溫下獲得產(chǎn)品氮?dú)馀c氧氣的裝置之一。
但現(xiàn)有技術(shù)的變壓吸附空氣分離裝置，通常都沒有負(fù)荷調(diào)節(jié)的針對(duì)性措施。一旦用戶實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)品的需求低于滿負(fù)荷流量，自然地會(huì)引起產(chǎn)品管路中的壓力升高，變壓吸附空氣分離裝置自動(dòng)感受到這種壓力升高后，引起流量的降低，同時(shí)會(huì)引起產(chǎn)品純度的自動(dòng)升高。這一過程是一種自適應(yīng)的過程，其結(jié)果是：裝置的流量偏離且低于滿負(fù)荷流量越多，產(chǎn)品的壓力會(huì)越高，而產(chǎn)品的純度相應(yīng)地也會(huì)越高。盡管這種流量降低后產(chǎn)品純度的提高，有少量的節(jié)能效果，但由于純度提高后，原料空氣量與產(chǎn)品氣體量的比值也相應(yīng)地升高，即便減少了產(chǎn)品氣體量的情況下，壓縮空氣的消耗并不能呈線性關(guān)系地按相應(yīng)的流量降低趨勢(shì)節(jié)約能源，顯然，流量降低后的純度自動(dòng)升高，這是一種能源的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有變壓吸附空氣分離裝置都沒有負(fù)荷調(diào)節(jié)的針對(duì)性措施導(dǎo)致能源浪費(fèi)，其目的在于提供一種無級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)及控制方法，該結(jié)構(gòu)及控制方法通過合理地控制，使得在產(chǎn)品純度基本不變化的情況下，自動(dòng)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)控制，從而節(jié)約能源的消耗。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種無級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，包括依次連接的空氣壓縮機(jī)、空氣干燥器、空氣過濾器、空氣緩沖罐、psa空氣分離裝置、產(chǎn)品氣體緩沖罐和產(chǎn)品流量計(jì)，且產(chǎn)品氣體緩沖罐連通有產(chǎn)品分析儀，所述空氣壓縮機(jī)與大氣相連通；產(chǎn)品流量計(jì)與產(chǎn)品氣體輸出管道相連接，還包括plc控制器，plc控制器同時(shí)與psa空氣分離裝置、產(chǎn)品氣體緩沖罐、產(chǎn)品流量計(jì)和產(chǎn)品分析儀連接。目前采用變壓吸附分離空氣裝置制取氮?dú)饣蜓鯕?，是?dāng)今最為常用的在常溫下獲得產(chǎn)品氮?dú)馀c氧氣的裝置，在而變壓吸附空氣分離過程，并非一直都是滿負(fù)荷流量運(yùn)行，需要根據(jù)用戶實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)品的需求，如果用戶實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)品的高于或者等于滿負(fù)荷流量，此時(shí)裝置都是滿負(fù)荷運(yùn)行，不需做任何調(diào)整，但是一旦用戶實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)品的需求低于滿負(fù)荷流量，其自然地會(huì)引起產(chǎn)品管路中的壓力升高，由于變壓吸附空氣分離裝置內(nèi)部均設(shè)置有相應(yīng)的匹配關(guān)系，當(dāng)變壓吸附空氣分離裝置自動(dòng)感受到這種壓力升高后，引起流量的降低，同時(shí)會(huì)引起產(chǎn)品純度的自動(dòng)升高。這一過程是一種自適應(yīng)的過程，其結(jié)果是：裝置的流量偏離且低于滿負(fù)荷流量越多，產(chǎn)品的壓力會(huì)越高，而產(chǎn)品的純度相應(yīng)地也會(huì)越高。盡管這種流量降低后產(chǎn)品純度的提高，有少量的節(jié)能效果，但由于純度提高后，原料空氣量與產(chǎn)品氣體量的比值也相應(yīng)地升高，即便減少了產(chǎn)品氣體量的情況下，壓縮空氣的消耗并不能呈線性關(guān)系地按相應(yīng)的流量降低趨勢(shì)節(jié)約能源，顯然，流量降低后的純度自動(dòng)升高，這是一種能源的浪費(fèi)。而且在某些工藝過程中，氣體產(chǎn)品的純度并非越高越好，太高純度的產(chǎn)品反而會(huì)影響后續(xù)使用，造成不必要的麻煩。而某些工藝過程中(如變壓吸附制氧)，產(chǎn)品純度有極限值，當(dāng)流量降低后產(chǎn)品純度提高到極限值，純度不再提高，而流量依然在降低，這就造成了能源的更大浪費(fèi)。但是目前的變壓吸附空氣分離裝置并沒有對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致一旦用戶實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)品的需求低于滿負(fù)荷流量，就開始出現(xiàn)能源浪費(fèi)?，F(xiàn)有技術(shù)中，產(chǎn)品氣體的壓力、產(chǎn)品氣體的流量及產(chǎn)品氣體的純度，都可能是孤立的儀表，可能是現(xiàn)場型的，只是獨(dú)立地去觀察壓力值、流量值及產(chǎn)品純度，通過分別的觀察，去判斷裝置的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行必要的人為干預(yù)操作，如調(diào)節(jié)純度，調(diào)節(jié)流量等。部分裝置也會(huì)設(shè)置獨(dú)立的純度控制閥，或產(chǎn)品穩(wěn)壓閥，或流量控制閥，但這種控制的目的是為了保證裝置的純度不會(huì)低于設(shè)定的純度，或產(chǎn)品壓力穩(wěn)定在設(shè)定值以上，或者流量值不允許超過額定值。而純度超過設(shè)定值，或產(chǎn)品壓力在設(shè)定值以上，或者用戶使用端流量需求量降低后引起的純度升高，并非此類控制可以解決節(jié)能問題，并進(jìn)行針對(duì)性地多參數(shù)調(diào)節(jié)控制。在現(xiàn)有技術(shù)中，plc控制器的主要目的，是按照預(yù)定的動(dòng)作時(shí)序，去控制8只以上的切換閥門的開關(guān)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)變壓吸附工藝輸出產(chǎn)品氣體的目的。
而本發(fā)明是完善了上述這些測量信號(hào)與plc控制器的連接關(guān)系，所有這些信號(hào)以plc控制器可以接受的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)入到plc控制器中進(jìn)行分析、運(yùn)算，弄清楚裝置當(dāng)時(shí)所需要的實(shí)際負(fù)荷值。當(dāng)發(fā)現(xiàn)裝置負(fù)荷小于額定負(fù)荷時(shí)，plc控制器可以發(fā)出一個(gè)信號(hào)，在裝置原有的“升壓——吸附產(chǎn)生產(chǎn)品氣——均壓——降壓再生——均壓——升壓”這樣周而復(fù)始的循環(huán)步驟中，增加一個(gè)“stopping”步驟，即“停頓”步驟，這個(gè)步驟的時(shí)間長短，由plc控制器計(jì)算而得的結(jié)果來決定。同時(shí)，由于考慮到用戶對(duì)于產(chǎn)品氣體的使用量有可能突然出現(xiàn)增大的情況，plc控制器要能夠根據(jù)收集到的測量信號(hào)，準(zhǔn)確地做出判斷，并立即能夠做出反應(yīng)，實(shí)施加大產(chǎn)氣量的措施。因此，這種降負(fù)荷，到增加負(fù)荷至額定產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)雙向的調(diào)節(jié)。
本方案提供的控制方式，當(dāng)用戶實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)品的需求量低于滿負(fù)荷流量的情況下，可以通過檢測手段感知這種需求降低的變化，在產(chǎn)品純度基本不變化的情況下，自動(dòng)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)控制。由于產(chǎn)品純度未升高，仍然保持在滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)相同的純度水平，因此原料空氣量與產(chǎn)品氣體量的比值也相應(yīng)地沒有變化，從而實(shí)現(xiàn)：只要產(chǎn)品氣體流量降低，原料壓縮空氣的需求量基本呈線性比例地降低，從而節(jié)約能源的消耗。其具體的控制方法是：
將空氣沿著管道依次進(jìn)入空氣壓縮機(jī)、空氣干燥器、空氣過濾器、空氣緩沖罐、psa空氣分離裝置、產(chǎn)品氣體緩沖罐和產(chǎn)品流量計(jì)，少量樣品氣體進(jìn)入到產(chǎn)品分析儀中，plc控制器對(duì)psa空氣分離裝置、產(chǎn)品氣體緩沖罐、產(chǎn)品氣體壓力變送器、產(chǎn)品流量計(jì)和產(chǎn)品分析儀中的狀態(tài)信息進(jìn)行檢測，根據(jù)裝置運(yùn)行中的負(fù)荷情況，從而發(fā)出指令給psa空氣分離裝置中所有的切換閥，利用“stopping”步驟，此步驟的時(shí)間設(shè)置由plc控制器的計(jì)算所得，stopping時(shí)長的計(jì)算公式如下：
stopping時(shí)長(秒)＝滿負(fù)荷工作額定流量x(單塔每周期吸附時(shí)長+閥門動(dòng)作間隔時(shí)長+均壓時(shí)長)/實(shí)測的降低負(fù)荷后的表征流量-單塔每周期吸附時(shí)長-閥門動(dòng)作間隔時(shí)長-均壓時(shí)長，
其中：
滿負(fù)荷工作額定流量——設(shè)計(jì)的產(chǎn)品流量值；
單塔每周期吸附時(shí)長——由分子篩的不同種類所確定；
閥門動(dòng)作間隔時(shí)長——考慮閥門動(dòng)作速度的時(shí)長，根據(jù)閥門種類與口徑的不同，為0秒，或0～2秒間的任何一個(gè)時(shí)長；
均壓時(shí)長——根據(jù)不同變壓吸附工藝條件所確定的時(shí)長；
實(shí)測的降低負(fù)荷后的表征流量——為實(shí)測的產(chǎn)品氣體瞬時(shí)流量，或一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平均流量，
stopping時(shí)長設(shè)置在檢測到產(chǎn)品純度未達(dá)標(biāo)時(shí)，即使檢測到流量負(fù)荷有下降，此降負(fù)荷程序不能執(zhí)行；
當(dāng)以下任意一種情況被檢測到，plc控制器均能夠即時(shí)發(fā)出指令，中止降負(fù)荷調(diào)節(jié)狀態(tài)，從而立即恢復(fù)裝置的滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，從而保證裝置純度的穩(wěn)定，適應(yīng)用戶對(duì)產(chǎn)品氣體需求量的快速增加或減少的變化工況需要：
(a)當(dāng)plc控制器感知到產(chǎn)品流量的增大到額定流量時(shí)；
(b)當(dāng)plc控制器感知到產(chǎn)品輸送管道的壓力降低到額定壓力以下0.005至0.015mpa時(shí)，此值根據(jù)裝置的現(xiàn)場調(diào)試情況設(shè)定；
(c)當(dāng)plc控制器感知到：產(chǎn)品純度差值(％)＝實(shí)測的產(chǎn)品純度(％)-用戶許可的最低產(chǎn)品純度(％)＝0時(shí)，即，只有當(dāng)產(chǎn)品純度高于用戶許可的最低產(chǎn)品純度時(shí)，才能夠執(zhí)行降低負(fù)荷的節(jié)能程序。
產(chǎn)品氣體緩沖罐和plc控制器之間設(shè)置有產(chǎn)品氣體壓力變送器，且產(chǎn)品氣體壓力變送器同時(shí)與產(chǎn)品氣體緩沖罐和plc控制器連接，產(chǎn)品氣體壓力變送器用電信號(hào)與plc控制器連接。psa空氣分離裝置中設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，并且吸附塔均與空氣緩沖罐和產(chǎn)品氣體緩沖罐連接。相應(yīng)地，設(shè)置有六只或以上的控制切換閥。所有的控制切換閥，均接受plc控制器的控制，在plc控制器與控制切換閥之間，用電信號(hào)相連接控制?？諝膺^濾器至少為一臺(tái)，當(dāng)空氣過濾器數(shù)量超過一臺(tái)時(shí)，其分別設(shè)置在空氣壓縮機(jī)和空氣干燥器之間、空氣干燥器和空氣緩沖罐之間，并依次連通。產(chǎn)品流量計(jì)的入口與產(chǎn)品氣體緩沖罐相連通，產(chǎn)品流量計(jì)用電信號(hào)與plc控制器連接，產(chǎn)品分析儀的氣體取樣口與產(chǎn)品氣體緩沖罐和產(chǎn)品流量計(jì)連通的管道相連接，而產(chǎn)品分析儀的電信號(hào)與plc控制器連接。通過上述各種電信號(hào)與plc控制器的連接，plc控制器中就可以根據(jù)各檢測裝置匯總信息(壓力、流量與產(chǎn)品純度)，能夠計(jì)算分析出裝置運(yùn)行中的負(fù)荷情況，從而能夠發(fā)出指令給psa空氣分離裝置中所有的程序控制切換閥，在原有的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)控制程序中，增加一個(gè)“stopping”步驟，此步驟的時(shí)間設(shè)置由plc控制器的計(jì)算所得，其時(shí)間長度可以是無級(jí)的，從而可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)負(fù)荷。在這種調(diào)節(jié)控制過程中，plc控制器發(fā)出的“stopping”步驟時(shí)間越長，說明裝置的負(fù)荷越小，空氣壓縮機(jī)降負(fù)荷卸載運(yùn)行的時(shí)間也越長，或從壓縮空氣管網(wǎng)索取的空氣量越少，從而可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在“stopping”步驟執(zhí)行階段，降低負(fù)荷后的產(chǎn)品氣體的連續(xù)輸出，依賴于系統(tǒng)中設(shè)置的產(chǎn)品氣體緩沖罐。因此此類裝置最大的無級(jí)變負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍可以達(dá)到30～100％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
(1)增加了自動(dòng)檢測產(chǎn)品氣體壓力、產(chǎn)品氣體流量及產(chǎn)品氣體純度并將電信號(hào)全部輸入plc控制器，進(jìn)行分析處理，確定即時(shí)產(chǎn)品氣體的真實(shí)需求量，自動(dòng)計(jì)算出負(fù)荷調(diào)節(jié)的“stopping”步驟時(shí)長，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品純度不升高而相應(yīng)比例壓縮空氣量的下降，從而實(shí)現(xiàn)降低負(fù)荷情況下的節(jié)能效果；
(2)在裝置流程不做變化的情況下，通過檢測手段的更新，以及相應(yīng)的電信號(hào)與控制系統(tǒng)的連通，合理地進(jìn)行計(jì)算，輸出控制信號(hào)的方式，實(shí)現(xiàn)變壓吸附空氣分離裝置負(fù)荷調(diào)節(jié)的功能；
(3)在變壓吸附空氣分離裝置幾乎不增加采購成本的情況下，可以實(shí)現(xiàn)用戶使用過程中長期的節(jié)能降耗。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：
圖1為本發(fā)明流程示意圖。
附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱：
1-空氣壓縮機(jī)，2-空氣干燥器，3-空氣過濾器，4-空氣緩沖罐，5-psa空氣分離裝置，6-產(chǎn)品氣體緩沖罐，6p-產(chǎn)品氣體壓力變送器，7-產(chǎn)品流量計(jì)，8-產(chǎn)品分析儀，9-plc控制器。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1：
如圖1所示，一種無級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，其硬件結(jié)構(gòu)包括依次連接的空氣壓縮機(jī)1、空氣干燥器2、空氣過濾器3、空氣緩沖罐4、psa空氣分離裝置5、產(chǎn)品氣體緩沖罐6和產(chǎn)品流量計(jì)7，且產(chǎn)品氣體緩沖罐6連通有產(chǎn)品分析儀8，產(chǎn)品分析儀8的氣體取樣口與產(chǎn)品氣體緩沖罐6和產(chǎn)品流量計(jì)7連通的管道相連接，將空氣壓縮機(jī)1與大氣相連通，抽取環(huán)境大氣，壓縮后作為空氣分離的原料氣體；產(chǎn)品流量計(jì)7與產(chǎn)品氣體輸出管道相連接，產(chǎn)品流量計(jì)7的入口與產(chǎn)品氣體緩沖罐6相連通，plc控制器9同時(shí)與psa空氣分離裝置5、產(chǎn)品氣體緩沖罐6、產(chǎn)品流量計(jì)7和產(chǎn)品分析儀8連接，產(chǎn)品分析儀8和產(chǎn)品流量計(jì)9都用電信號(hào)與plc控制器連接，還在產(chǎn)品氣體緩沖罐6和plc控制器9之間設(shè)置有產(chǎn)品氣體壓力變送器6p，且產(chǎn)品氣體壓力變送器6p同時(shí)與產(chǎn)品氣體緩沖罐6和plc控制器9連接，產(chǎn)品氣體壓力變送器6p用電信號(hào)與plc控制器9連接。其中空氣過濾器3至少為一臺(tái)，空氣過濾器3為一臺(tái)時(shí)，其設(shè)置在空氣干燥器2和空氣緩沖罐4之間，當(dāng)空氣過濾器3數(shù)量超過一臺(tái)時(shí)，其分別設(shè)置在空氣壓縮機(jī)1和空氣干燥器2之間、空氣干燥器2和空氣緩沖罐4之間，形成空氣壓縮機(jī)1、空氣過濾器3、空氣干燥器2、空氣過濾器3和空氣緩沖罐4的依次連通。其中空氣過濾器3可以是過濾粉塵類型的過濾器，也可以是具有脫除潤滑油蒸氣功能的活性炭過濾器。在該分離裝置中，設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，相應(yīng)地，設(shè)置有六只或以上的控制切換閥。所有的控制切換閥，均接受plc控制器的程序控制，在plc控制器與控制切換閥之間，用電信號(hào)相連接控制。通過上述各種電信號(hào)與plc控制器的連接，plc控制器中就可以根據(jù)各檢測裝置匯總信息(壓力、流量與產(chǎn)品純度)，能夠計(jì)算分析出裝置運(yùn)行中的負(fù)荷情況，從而能夠發(fā)出指令給psa空氣分離裝置中所有的控制切換閥，在原有的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)控制程序中，增加一個(gè)“stopping”步驟，此步驟的時(shí)間設(shè)置由plc控制器的計(jì)算所得，其時(shí)間長度可以是無級(jí)的，從而可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)負(fù)荷。在這種調(diào)節(jié)控制過程中，plc控制器發(fā)出的“stopping”步驟時(shí)間越長，說明裝置的負(fù)荷越小，空氣壓縮機(jī)降負(fù)荷卸載運(yùn)行的時(shí)間也越長，或從壓縮空氣管網(wǎng)索取的空氣量越少，從而可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。此類裝置最大的無級(jí)變負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍可以達(dá)到30～100％。當(dāng)plc控制器感知到產(chǎn)品流量的突然增大，或壓力的快速降低，或純度出現(xiàn)下降趨勢(shì)，均可以即時(shí)發(fā)出指令，中止降負(fù)荷調(diào)節(jié)狀態(tài)，從而立即恢復(fù)裝置的滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，從而保證裝置純度的穩(wěn)定，適應(yīng)用戶對(duì)產(chǎn)品氣體需求量的快速增加或減少的變化工況需要。
其具體的控制方法是：將空氣沿著管道依次進(jìn)入空氣壓縮機(jī)1、空氣干燥器2、空氣過濾器3、空氣緩沖罐4、psa空氣分離裝置5、產(chǎn)品氣體緩沖罐6和產(chǎn)品流量計(jì)7，并進(jìn)入到產(chǎn)品分析儀8中，plc控制器9對(duì)psa空氣分離裝置5、產(chǎn)品氣體緩沖罐6、產(chǎn)品氣體壓力變送器6p、產(chǎn)品流量計(jì)7和產(chǎn)品分析儀8中的狀態(tài)信息進(jìn)行檢測，根據(jù)裝置運(yùn)行中的負(fù)荷情況，從而發(fā)出指令給psa空氣分離裝置5中所有的切換閥，利用“stopping”步驟，此步驟的時(shí)間設(shè)置由plc控制器9的計(jì)算所得，stopping時(shí)長的計(jì)算公式如下：
stopping時(shí)長(秒)＝滿負(fù)荷工作額定流量x(單塔每周期吸附時(shí)長+閥門動(dòng)作間隔時(shí)長+均壓時(shí)長)/實(shí)測的降低負(fù)荷后的表征流量-單塔每周期吸附時(shí)長-閥門動(dòng)作間隔時(shí)長-均壓時(shí)長，
其中：
滿負(fù)荷工作額定流量——設(shè)計(jì)的產(chǎn)品流量值；
單塔每周期吸附時(shí)長——由分子篩的不同種類所確定；
閥門動(dòng)作間隔時(shí)長——考慮閥門動(dòng)作速度的時(shí)長，根據(jù)閥門種類與口徑的不同，為0秒，或0～2秒間的任何一個(gè)時(shí)長；
均壓時(shí)長——根據(jù)不同變壓吸附工藝條件所確定的時(shí)長；
實(shí)測的降低負(fù)荷后的表征流量——可以是實(shí)測的產(chǎn)品氣體瞬時(shí)流量，也可以是一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平均流量值。具體可以根據(jù)用戶的產(chǎn)品氣體使用特性來決定，即，對(duì)于連續(xù)穩(wěn)定用氣，只是偶爾出現(xiàn)穩(wěn)定的低流量的場合，可以用氣體瞬時(shí)流量值；而對(duì)于用氣狀態(tài)長期處于波動(dòng)狀態(tài)的場合，短時(shí)的低流量狀態(tài)的流量值不可作為降負(fù)荷運(yùn)行的表征流量。只有當(dāng)plc檢測到一定時(shí)間段內(nèi)長時(shí)間處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，則可以按該時(shí)間段內(nèi)的平均流量值作為降負(fù)荷運(yùn)行的表征流量。
stopping時(shí)長設(shè)置在檢測到產(chǎn)品純度未達(dá)標(biāo)時(shí)，即使檢測到流量負(fù)荷有下降，此降負(fù)荷程序不能執(zhí)行；
(2)以下(a)、(b)、(c)中任意一種情況被檢測到，plc控制器9均能夠即時(shí)發(fā)出指令，中止降負(fù)荷調(diào)節(jié)狀態(tài)，從而立即恢復(fù)裝置的滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，從而保證裝置純度的穩(wěn)定，適應(yīng)用戶對(duì)產(chǎn)品氣體需求量的快速增加或減少的變化工況需要：
(a)當(dāng)plc控制器感知到產(chǎn)品流量的增大到額定流量時(shí)；
(b)當(dāng)plc控制器感知到產(chǎn)品輸送管道的壓力降低到額定壓力以下某一值時(shí)，此值根據(jù)裝置的現(xiàn)場調(diào)試情況設(shè)定；
(c)當(dāng)plc控制器感知到：產(chǎn)品純度差值(％)＝實(shí)測的產(chǎn)品純度(％)-用戶許可的最低產(chǎn)品純度(％)＝0時(shí)，即，只有當(dāng)產(chǎn)品純度高于用戶許可的最低產(chǎn)品純度時(shí)，才能夠執(zhí)行降低負(fù)荷的節(jié)能程序。
例如：當(dāng)裝置進(jìn)行變壓吸附制氮時(shí)，設(shè)定其滿負(fù)荷工作額定流量為100nm3/h，產(chǎn)品氮?dú)饧兌?9.9％，用戶許可的最低產(chǎn)品純度99.8％，產(chǎn)品壓力0.6mpag。工藝條件為：單塔每周期吸附時(shí)長60秒，閥門動(dòng)作間隔時(shí)長1秒，均壓時(shí)長3秒。
①當(dāng)檢測到裝置2分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在90nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝滿負(fù)荷工作額定流量x(單塔每周期吸附時(shí)長+閥門動(dòng)作間隔時(shí)長+均壓時(shí)長)/實(shí)測的降低負(fù)荷后的表征流量-單塔每周期吸附時(shí)長-閥門動(dòng)作間隔時(shí)長-均壓時(shí)長，即
100x(60+1+3)/90-60-1-3
＝7.1(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為7.1秒；
②當(dāng)檢測到裝置2分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在80nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝100x(60+1+3)/80-60-1-3＝16(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為16秒；
③當(dāng)檢測到裝置2分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在70nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝100x(60+1+3)/70-60-1-3＝27.4(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為27.4秒；
④當(dāng)檢測到裝置2分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在60nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝100x(60+1+3)/60-60-1-3＝42.7(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為42.7秒；
⑤當(dāng)檢測到裝置2分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在50nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝100x(60+1+3)/50-60-1-3＝64(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為64秒；
⑥當(dāng)檢測到裝置2分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在30nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝100x(60+1+3)/30-60-1-3＝149.3(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為149.3秒。
以上計(jì)算對(duì)于任何實(shí)際流量負(fù)荷條件下都適用，而且是連續(xù)的，因此是一種無級(jí)調(diào)節(jié)的方法。但不建議在30％負(fù)荷以下仍然執(zhí)行這一降負(fù)荷程序，否則將出現(xiàn)產(chǎn)品氣體純度的降低。
以上示例，當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品壓力低于0.59mpag時(shí)(可根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試情況而設(shè)定)，或當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品純度降低到用戶許可的99.8％時(shí)(可根據(jù)用戶的要求設(shè)定)，即產(chǎn)品純度差值(％)＝實(shí)測的產(chǎn)品純度(％)-用戶許可的最低產(chǎn)品純度(％)＝99.8％-99.8％＝0時(shí)，plc控制器將發(fā)出指令，立即中止降負(fù)荷運(yùn)行程序，而首先恢復(fù)到滿負(fù)荷運(yùn)行程序，同時(shí)在后續(xù)的檢測過程中，再根據(jù)新的負(fù)荷要求，實(shí)施新的負(fù)荷控制，從而達(dá)到新的降負(fù)荷狀態(tài)下的純度、壓力與流量的平衡。
實(shí)施例2：
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，psa空氣分離裝置5中設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，并且吸附塔均與空氣緩沖罐4和產(chǎn)品氣體緩沖罐6連接。每個(gè)吸附塔中均填裝有吸附劑，吸附劑種類不同，本方案既可適用于吸附劑吸附氧氣、生產(chǎn)氮?dú)獾难b置，也可適用于吸附劑吸附氮?dú)?、生產(chǎn)氧氣的裝置。即變壓吸附制氮裝置與變壓吸附制氧裝置均可適用本方案。
例如：當(dāng)裝置進(jìn)行變壓吸附制氧時(shí)，滿負(fù)荷工作額定流量為50nm3/h，產(chǎn)品氧氣純度93％，產(chǎn)品壓力0.4mpag。工藝條件為：單塔每周期吸附時(shí)長75秒，閥門動(dòng)作間隔時(shí)長1秒，均壓時(shí)長15秒。
①當(dāng)檢測到裝置3分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在50nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝滿負(fù)荷工作額定流量x(單塔每周期吸附時(shí)長+閥門動(dòng)作間隔時(shí)長+均壓時(shí)長)/實(shí)測的降低負(fù)荷后的表征流量-單塔每周期吸附時(shí)長-閥門動(dòng)作間隔時(shí)長-均壓時(shí)長，即
50x(75+1+15)/50-75-1-15
＝0(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為0秒，即不降低負(fù)荷；
②當(dāng)檢測到裝置3分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在40nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝50x(75+1+15)/40-75-1-15＝22.8(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為22.8秒；
③當(dāng)檢測到裝置3分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在30nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝50x(75+1+15)/30-75-1-15＝60.7(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為60.7秒；
④當(dāng)檢測到裝置3分鐘內(nèi)的流量值穩(wěn)定在15nm3/h時(shí)，實(shí)施降負(fù)荷節(jié)能程序的stopping時(shí)長計(jì)算如下，
根據(jù)計(jì)算式：
stopping時(shí)長(秒)＝50x(75+1+15)/15-75-1-15＝212.3(秒)
即plc會(huì)發(fā)出指令實(shí)施stopping步驟的時(shí)長為212.3秒；
以上計(jì)算對(duì)于任何實(shí)際流量負(fù)荷條件下都適用，而且是連續(xù)的，因此是一種無級(jí)調(diào)節(jié)的方法。同樣對(duì)于變壓吸附制氧裝置也不建議在30％負(fù)荷以下仍然執(zhí)行這一降負(fù)荷程序，否則將出現(xiàn)產(chǎn)品氣體純度的降低。
以上示例，當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品壓力低于0.39mpag時(shí)(可根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試情況而設(shè)定)，或當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品純度降低到用戶許可的90％時(shí)(可根據(jù)用戶的要求設(shè)定)，即產(chǎn)品純度差值(％)＝實(shí)測的產(chǎn)品純度(％)-用戶許可的最低產(chǎn)品純度(％)＝90％-90％＝0時(shí)，plc控制器將發(fā)出指令，立即中止降負(fù)荷運(yùn)行程序，而首先恢復(fù)到滿負(fù)荷運(yùn)行程序，同時(shí)在后續(xù)的檢測過程中，再根據(jù)新的負(fù)荷要求，實(shí)施新的負(fù)荷控制，從而達(dá)到新的降負(fù)荷狀態(tài)下的純度、壓力與流量的平衡。
實(shí)施例3：
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本方案還適用于真空變壓吸附制氧裝置，該種工藝過程在吸附塔的解吸再生過程中，使用了真空泵進(jìn)行抽真空處理，其它原理與變壓吸附空氣分離裝置原理相同，本方案的實(shí)現(xiàn)方法相同。
以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。