โรงงานออกซิเจนแช่แข็งควบคุมอัตราการไหลของการผลิตออกซิเจนอย่างไร

ในฐานะซัพพลายเออร์ที่มีประสบการณ์ของพืชออกซิเจนแช่แข็งฉันได้เห็นบทบาทสำคัญที่การควบคุมอัตราการไหลโดยตรงในการผลิตออกซิเจนที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกลงไปในความซับซ้อนของวิธีการที่โรงงานออกซิเจนแช่แข็งควบคุมอัตราการไหลของการผลิตออกซิเจนสำรวจองค์ประกอบหลักกระบวนการและกลยุทธ์ที่เกี่ยวข้อง

ทำความเข้าใจพื้นฐานของการผลิตออกซิเจน cryogenic

ก่อนที่เราจะดำน้ำในการควบคุมอัตราการไหลให้ตรวจสอบพื้นฐานของการผลิตออกซิเจนในแช่แข็งสั้น ๆ โรงงานออกซิเจนแช่แข็งดำเนินการบนหลักการของการแยกออกซิเจนออกจากอากาศผ่านกระบวนการของการทำให้เป็นของเหลวและการกลั่น กระบวนการเริ่มต้นด้วยการบริโภคอากาศโดยรอบซึ่งจะถูกกรองเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกเช่นฝุ่นความชื้นและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากนั้นอากาศบริสุทธิ์จะถูกบีบอัดและเย็นลงถึงอุณหภูมิต่ำมากโดยทั่วไปจะต่ำกว่า -183 ° C (-297 ° F) ทำให้มันเป็นของเหลว

เมื่ออากาศเป็นของเหลวมันจะถูกป้อนเข้าสู่คอลัมน์การกลั่นซึ่งจะถูกแยกออกเป็นก๊าซส่วนประกอบตามจุดเดือด ออกซิเจนโดยมีจุดเดือดที่ -183 ° C (-297 ° F) ถูกรวบรวมที่ด้านล่างของคอลัมน์ในขณะที่ไนโตรเจนโดยมีจุดเดือดที่ต่ำกว่า -196 ° C (-321 ° F) ที่ด้านบน ออกซิเจนที่แยกจากกันจะถูกทำให้บริสุทธิ์และเก็บไว้ในรูปแบบของเหลวหรือก๊าซเพื่อการกระจาย

ส่วนประกอบสำคัญสำหรับการควบคุมอัตราการไหล

การควบคุมอัตราการไหลของการผลิตออกซิเจนในโรงงานออกซิเจนแบบแช่แข็งนั้นจำเป็นต้องมีการผสมผสานระหว่างอุปกรณ์ขั้นสูงและระบบควบคุมที่แม่นยำ นี่คือองค์ประกอบสำคัญบางส่วนที่เกี่ยวข้อง:

เมตร

เครื่องวัดการไหลเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการวัดอัตราการไหลของออกซิเจนในโรงงาน มีเมตรไหลหลายประเภทที่มีอยู่รวมถึงเครื่องวัดการไหลของแรงดันที่แตกต่างกันมิเตอร์การไหลของกังหันและมิเตอร์การไหลของมวล แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเองและการเลือกมิเตอร์การไหลขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นความแม่นยำที่ต้องการช่วงของอัตราการไหลและลักษณะของของเหลวที่วัดได้

วาล์วควบคุม

วาล์วควบคุมใช้เพื่อควบคุมการไหลของออกซิเจนผ่านโรงงานโดยการปรับการเปิดและการปิดของวาล์วตามอัตราการไหลที่ต้องการ มีวาล์วควบคุมหลายประเภทรวมถึงวาล์วลูกโลกวาล์วบอลและวาล์วผีเสื้อ การเลือกวาล์วควบคุมขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นประเภทของของเหลวที่ถูกควบคุมสภาพความดันและอุณหภูมิและลักษณะการไหลที่ต้องการ

ตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLCs)

โปรแกรมควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLCs) เป็นระบบควบคุมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการทำงานของโรงงานออกซิเจนแช่แข็งโดยอัตโนมัติ PLCs ถูกตั้งโปรแกรมไว้เพื่อตรวจสอบและควบคุมพารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่นอัตราการไหลความดันอุณหภูมิและระดับและสามารถกำหนดค่าเพื่อปรับการทำงานของโรงงานตามจุดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า PLCs ให้ความยืดหยุ่นและความน่าเชื่อถือในระดับสูงและสามารถรวมเข้ากับระบบควบคุมอื่น ๆ ในโรงงานได้อย่างง่ายดาย

ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCSS)

ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCSs) เป็นระบบควบคุมขั้นสูงที่ใช้ในการจัดการการทำงานทั้งหมดของโรงงานออกซิเจนแช่แข็ง DCSs ประกอบด้วยตัวควบคุมหลายตัวกระจายทั่วทั้งโรงงานแต่ละแห่งรับผิดชอบในการควบคุมกระบวนการหรือระบบย่อยเฉพาะ DCSs ให้ความซ้ำซ้อนและความน่าเชื่อถือในระดับสูงและสามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดายเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของโรงงาน

กระบวนการสำหรับการควบคุมอัตราการไหล

การควบคุมอัตราการไหลของการผลิตออกซิเจนในโรงงานออกซิเจนแบบแช่แข็งนั้นเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของโรงงานมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ นี่คือกระบวนการสำคัญบางส่วนที่เกี่ยวข้อง:

ปริมาณอากาศและการบีบอัด

ขั้นตอนแรกในกระบวนการผลิตออกซิเจน cryogenic คือการบริโภคอากาศโดยรอบซึ่งถูกบีบอัดเป็นแรงดันสูง อัตราการไหลของปริมาณอากาศจะถูกควบคุมโดยเครื่องวัดการไหลและวาล์วควบคุมซึ่งปรับการเปิดและการปิดของวาล์วตามอัตราการไหลที่ต้องการ จากนั้นอากาศอัดจะถูกทำให้เย็นลงเพื่อกำจัดความร้อนและความชื้นและป้อนเข้าสู่ระบบการทำให้บริสุทธิ์

การทำให้บริสุทธิ์

จากนั้นอากาศอัดจะถูกทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกเช่นฝุ่นความชื้นและคาร์บอนไดออกไซด์ โดยทั่วไปแล้วกระบวนการทำให้บริสุทธิ์นั้นเกี่ยวข้องกับชุดของตัวกรองเครื่องดูดซับและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งกำจัดสิ่งสกปรกออกจากอากาศ อัตราการไหลของอากาศผ่านระบบการทำให้บริสุทธิ์นั้นถูกควบคุมโดยเครื่องวัดการไหลและวาล์วควบคุมซึ่งปรับการเปิดและการปิดของวาล์วตามอัตราการไหลที่ต้องการ

การทำให้เหลวและการกลั่น

จากนั้นอากาศบริสุทธิ์จะถูกทำให้เย็นลงถึงอุณหภูมิต่ำมากทำให้มันเป็นของเหลว จากนั้นอากาศของเหลวจะถูกป้อนเข้าสู่คอลัมน์การกลั่นซึ่งจะถูกแยกออกเป็นก๊าซส่วนประกอบตามจุดเดือด อัตราการไหลของอากาศเหลวผ่านคอลัมน์กลั่นจะถูกควบคุมโดยเครื่องวัดการไหลและวาล์วควบคุมซึ่งปรับการเปิดและการปิดของวาล์วตามอัตราการไหลที่ต้องการ ออกซิเจนที่แยกจากกันจะถูกทำให้บริสุทธิ์และเก็บไว้ในรูปแบบของเหลวหรือก๊าซเพื่อการกระจาย

การจัดเก็บและการกระจายออกซิเจน

ออกซิเจนบริสุทธิ์จะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของเหลวหรือก๊าซในถังเก็บหรือกระบอกสูบ อัตราการไหลของออกซิเจนจากถังเก็บหรือกระบอกสูบมักถูกควบคุมโดยเครื่องวัดการไหลและวาล์วควบคุมซึ่งปรับการเปิดและการปิดของวาล์วตามอัตราการไหลที่ต้องการ จากนั้นออกซิเจนจะถูกแจกจ่ายให้กับผู้ใช้ปลายทางผ่านเครือข่ายของท่อหรือรถบรรทุก

กลยุทธ์สำหรับการควบคุมอัตราการไหล

นอกเหนือจากองค์ประกอบที่สำคัญและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอัตราการไหลแล้วยังมีกลยุทธ์หลายอย่างที่สามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโรงงานออกซิเจนแบบแช่แข็ง นี่คือกลยุทธ์สำคัญบางประการ:

การเพิ่มประสิทธิภาพ setpoint

หนึ่งในกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับการควบคุมอัตราการไหลคือการเพิ่มประสิทธิภาพจุดเริ่มต้นของระบบควบคุมตามข้อกำหนดเฉพาะของโรงงาน สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการปรับจุดเริ่มต้นของเครื่องวัดการไหลวาล์วควบคุมและ PLCs เพื่อให้แน่ใจว่าโรงงานทำงานในอัตราการไหลและประสิทธิภาพที่ต้องการ การเพิ่มประสิทธิภาพ SetPoint สามารถทำได้ผ่านการรวมกันของการปรับด้วยตนเองและอัลกอริทึมการควบคุมอัตโนมัติ

การควบคุมข้อเสนอแนะ

อีกกลยุทธ์ที่สำคัญสำหรับการควบคุมอัตราการไหลคือการใช้ระบบควบคุมความคิดเห็นเพื่อตรวจสอบและปรับอัตราการไหลอย่างต่อเนื่องตามเงื่อนไขจริงในโรงงาน ระบบควบคุมความคิดเห็นใช้เซ็นเซอร์เพื่อวัดอัตราการไหลความดันอุณหภูมิและพารามิเตอร์อื่น ๆ และเปรียบเทียบการวัดเหล่านี้กับจุดตั้งที่ต้องการ หากเงื่อนไขจริงเบี่ยงเบนจากจุดตั้งค่าระบบควบคุมจะปรับการทำงานของโรงงานเพื่อนำเงื่อนไขกลับไปสู่ระดับที่ต้องการ

การควบคุมการทำนาย

การควบคุมการทำนายเป็นกลยุทธ์ขั้นสูงมากขึ้นสำหรับการควบคุมอัตราการไหลที่ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และอัลกอริทึมเพื่อทำนายพฤติกรรมในอนาคตของพืชตามเงื่อนไขปัจจุบันและข้อมูลประวัติ ระบบควบคุมการทำนายสามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโรงงานโดยการปรับจุดตั้งของระบบควบคุมล่วงหน้าเพื่อคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลความดันอุณหภูมิและพารามิเตอร์อื่น ๆ

การบำรุงรักษาและการสอบเทียบ

การบำรุงรักษาและการสอบเทียบอย่างสม่ำเสมอของเครื่องวัดการไหลวาล์วควบคุมและอุปกรณ์อื่น ๆ ในโรงงานออกซิเจนแบบแช่แข็งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตรวจสอบการควบคุมอัตราการไหลที่แม่นยำและเชื่อถือได้ ขั้นตอนการบำรุงรักษาและการสอบเทียบควรดำเนินการตามคำแนะนำของผู้ผลิตและมาตรฐานอุตสาหกรรมและควรรวมถึงงานต่าง ๆ เช่นการทำความสะอาดการตรวจสอบและการปรับอุปกรณ์

บทสรุป

การควบคุมอัตราการไหลของการผลิตออกซิเจนในโรงงานออกซิเจนแช่แข็งเป็นงานที่ซับซ้อนและท้าทายซึ่งต้องใช้การผสมผสานระหว่างอุปกรณ์ขั้นสูงระบบควบคุมที่แม่นยำและกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพ โดยการทำความเข้าใจกับองค์ประกอบที่สำคัญกระบวนการและกลยุทธ์ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอัตราการไหลและโดยการใช้แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการบำรุงรักษาและการสอบเทียบคุณสามารถมั่นใจได้ว่าการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ของโรงงานออกซิเจนแช่แข็งของคุณ

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับของเราโรงงานก๊าซออกซิเจนเหลว-โรงงานออกซิเจนเหลว, หรือเครื่องกำเนิดออกซิเจนแช่แข็งหรือหากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการควบคุมอัตราการไหลในพืชออกซิเจนแช่แข็งโปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณและจัดหาโซลูชันที่กำหนดเองให้คุณ

การอ้างอิง

• Perry, RH, & Green, DW (1997) คู่มือวิศวกรเคมีของ Perry (7th ed.) McGraw-Hill
• Schweitzer, PA (1998) คู่มือการเลือกวาล์ว (3rd ed.) Marcel Dekker
• Walas, SM (1990) อุปกรณ์กระบวนการทางเคมี: การเลือกและการออกแบบ Butterworth-Heinemann