4.3 Схемы автоматического регулирования процесса ректифи­кации

Наиболее сложными объектами являются ректификационные колонны, в которых происходит основной процесс разделения газовой смеси на фракции. Существующий метод контроля процесса разделения включает операции измерения параметров технологического процесса по колоннам и фракционного состава выходных про­дуктов, сопоставление данных о качестве выходных продуктов и области допустимых значений контролируемых параметров по регламенту установки и представление результатов сравнения управляющему персоналу для принятия решения. Такая техноло­гия контроля позволяет схеме управления обеспечить заданное качество выходных продуктов.

Если по технологическому режиму предусмотрена работа ректификационных колонн при постоянной нагрузке и свойства их стационарны, то алгоритм функционирования заключается в стабилизации всех параметров процесса при рассчитанных оп­тимальных значениях. В случаях, когда возможны значительные изменения нагрузки колонн по составу или количеству исходной смеси или нестационарности их характеристик, стабилизация параметров может привести к неэкономичному ведению процес­са, т.е. целесообразна автоматизация управления.

Из рассмотрения динамических характеристик объекта (большие инерционность и запаздывание) следует, что система регулирования по отклонению управляемых величин может дать удовлетворительные результаты только при небольших и медлен­ных возмущающих воздействиях. При больших и быстрых изме­нениях количества и состава исходной смеси нужно применять более сложные комбинированные системы регулирования.

Существует несколько схем автоматического регулирования процесса ректификации:

- схема стабилизации процесса по отклонению регулируемых величин. Идея построения таких схем заключается в стаби­лизации процесса путем устранения основных возмущаю­щих воздействий и исключения или ослабления внутренних и внешних связей в системе автоматического регулирова­ния. Однако рассчитывать на получение продуктов точно заданного состава при больших и быстрых изменениях ко­личества и состава исходной смеси при такой схеме регу­лирования нельзя.

- комбинированная схема стабилизации процесса ректифи­кации. Здесь сочетаются два принципа регулирования - по отклонению регулируемых величин и по возмущающему воздействию. Это позволяет своевременно автоматически корректировать работу регуляторов с учетом основных возмущающих воздействий и получать опережающие им­пульсы, уменьшающие запаздывания объекта регулирова­ния. При правильном подборе степени взаимных связей ре­гуляторов в комбинированных схемах можно значительно улучшить качество регулирования по сравнению с регули­рованием только по отклонению параметров.

- система оптимального управления процессом ректифика­ции. Критерием оптимальности здесь является автоматиче­ский выбор оптимальной нагрузки колонны для переработ­ки заданного количества исходной смеси в течении запла­нированного времени при минимальной себестоимости и при заданном качестве продуктов.