第五讲吸附式干燥器控制及节能运行

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1、文章编号:100622971(2002)0520030205第五讲吸附式干燥器控制及节能运行李申(杭州超滤净化设备有限公司,浙江杭州310013)中图分类号:TQ05118+6文献标识码:E时序控制是实现吸附干燥器工作程序最常用的方法。控制器按预先设定的时间次序对受控阀(主要是进气阀和再生排气阀,包括先导阀或执行机构)实行开、断或方向切换,使双塔进行周而复始的有序循环。图1为常见的四阀受控的无热再生吸附干燥器原理图,其动作时序如图2所示(以10min循环周期为例),图中阴影代表电磁阀处于开启状态。开机后电磁阀F1首先打开,A塔进气,潮湿空气沿A塔吸附床上升,经单向阀a

2、排出干燥空气;2s后,B塔的再生排气阀F2打开,由A塔提供的干燥再生气由节流小孔和针阀c进入B塔对吸附剂进行再生,携带大量水分的再生尾气经阀F2、消声器E排出,B塔的再生时间持续进行4min28s后由阀F2的关闭而结束,继续流通的再生气促使B塔逐渐升压而与A塔压力相等(即“均压”);均压过程持续24s,在4min54s时,B塔进气阀F3打开(此时F1尚未关闭,形成双塔同时供气,避免用气中断),6s后,A塔进气阀在开启了5min后关闭,B塔开始单独向管网供气,进入下半个工作循环概述众所周知,为解决连续供气问题,吸附干燥器都做成双塔并联结构。尽管两塔之间既不存在主从关系,

3、也不存在上下游关系,但由于相互提供再生气,所以两塔协调工作是十分重要的。一个完整的1干燥周期(持续时间为T)要包含“吸附”(持续时间为T′)T″)与“再生”(持续时间为两个基本操作步骤(半周期),不同类型的干燥器再生半周期还有多种细分如加热、吹冷及均压、增压等,不作详谈。通常设定T′=T/2,T″≤T′,且要求双塔工作过程完全对称,干燥器就在控制装置作用下有条不紊的按预先设定的时间次序循环工作。控制器是干燥器的重要组成部分,是实现预定吸附过程(PSA或TSA)的指挥中心,它对吸附干燥器正常运行及更高级的节能控制起举足轻重的作用。在吸附干燥机理基本成熟后,控制技术的进步

4、成了发展吸附干燥器的主要方向。111程序控制收稿日期:2002-09-04吸附式干燥器系列讲座第一讲吸附原理及常用吸附剂第二讲吸附式干燥器工作流程及结构参数第三讲吸附式干燥器露点研究第四讲吸附式干燥器的再生能耗第五讲吸附式干燥器控制及节能运行第六讲吸附式干燥器选型、使用及维护辅机应用·31·第5期李申:吸附式干燥器控制及节能运行图1图3一个完善的有热(微热)干燥器的控制系统,在每一道工序切换中都应把温度因素考虑进去。112“微电脑”参数控制当前吸附干燥器广泛采用以集成芯片为核心的程序控制装置,通常称作“微电脑”控制器———其技术跨度很大:从只有简单现场编程功能的单片机

5、、到智能化的可编程逻辑控制器———PLC控制器、直到采用现场总线技术、具有网络通讯功能的大型工控机(DCS)等都可列入“微电脑”控制器范畴。这些先进的控制装置为吸附干燥器的高级运行———例如以负荷随动力基础的节能运行、供气网络中设备之间的互相联动、运行数据的在线处理以及与上位机的信号联络等提供了可能。采用芯片技术的微电脑控制器多半还是以时序控制为基础,但它比传统的时序控制装置更准确可靠,而且可根据干燥器的不同工况和用户当地的地理、气候、季节情况,就地在宽范围内进行调整设置。如西安厚德公司生产的HD系列可编程序控制器周期预设范围0～99min59s(0～99h59min

6、)连续可调,可编程状态达30组,且具有断电保护功能,上电后能自动恢复掉电前状态,已完全取代了过去的机电式控制装置。微电脑控制器的一个强大功能是能方便地实行“参数控制”———即根据干燥器的技术参数和在线运行参数对其工作过程进行全方位监控。我们知道,成品气含水量(露点)及再生能耗是衡量吸附干燥器工作好坏的两大质量指标。对两大指标产生重大影响的进气状况———如压力、温度和流量等是吸附干燥器的技术参数,而具体表征在线工作状况的可测参数———如吸附床温升、再生尾气温度及成品气露点是运行参数。无论是技术参数还是运行参数均可作为系统控制的监察对象,即可把上述某一或某几个参数的开关量

7、或模拟量输入微电脑控制器,对干燥器的工作过程进行全面的在线图2可用多种方法实行预先设定的时序动作。早期的吸附干燥器多半采用同步电机—凸轮控制系统和以时间继电器为主的分立元件控制系统。无热再生干燥器由于动作频繁,上述机电控制装置已不适使用而被更先进的电子程序控制器所替代。单纯的时序控制只适合于可视为等温过程的无热再生干燥器,对有热(或微热)再生干燥器来讲并不适宜。由于这类干燥器运行时既有吸附热的大量散失,又有外热的大量补充,塔内热交换关系十分复杂,各点温度起伏变化很大,所以在实行时序控制时还应将温度因素考虑进去。此时温度选点便显得十分重要。图3所示为微