一種工業(yè)變頻制氮機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種工業(yè)變頻制氮機(jī)，包括壓縮空氣入口、PLC控制器、吸附塔、氮?dú)鈨?chǔ)存罐和成品氣出口，所述壓縮空氣入口、吸附塔、氮?dú)鈨?chǔ)存罐和成品氣出口經(jīng)管道和多個(gè)控制閥依次相互連接，所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B，所述吸附塔A和吸附塔B并聯(lián)，所述氮?dú)鈨?chǔ)存罐和成品氣出口之間的管路上還設(shè)有一氮?dú)饧兌确治鰞x和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀，所述氮?dú)饧兌确治鰞x、氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀和多個(gè)控制閥均與所述PLC控制器電連接，所述PLC控制器根據(jù)氮?dú)饧兌确治鰞x和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀的數(shù)值分析對(duì)吸附塔A和吸附塔B的切換頻率做閉環(huán)控制。本實(shí)用新型會(huì)自動(dòng)改變切換頻率，使得設(shè)備的能耗與用戶終端用氣負(fù)荷趨向線性的正比，大大降低了設(shè)備能耗，節(jié)能效果明顯。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種工業(yè)變頻制氮機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變壓吸附制氮設(shè)備，尤其涉及到一種能根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整切換頻率的節(jié)能型變頻型制氮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]PSA制氮設(shè)備，是以壓縮空氣為原料，采用兩只裝填有分子篩的吸附塔，兩只吸附塔交替工作，利用加壓吸附、減壓脫附原理，分子篩吸附氧氣，產(chǎn)出高純度的氮?dú)?。PSA制氮設(shè)備的主要能耗是空氣壓縮機(jī)，約占成套PSA制氮設(shè)備的92%，空氣凈化設(shè)備占7.5%，PSA制氮主機(jī)設(shè)備自身占0.5%。原PSA制氮設(shè)備在工作時(shí)，一般采用定頻率的工作方式，即在任何情況下，兩吸附塔的切換周期不變，因此切換排氣的消耗量不變。但是當(dāng)用戶端的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，PSA制氮設(shè)備還是按原定的程序運(yùn)行(相當(dāng)于定頻運(yùn)行)，造成設(shè)備大量的能耗損失。
[0003]多次試驗(yàn)得出當(dāng)PSA制氮設(shè)備的負(fù)荷降到50%時(shí)，壓縮空氣的的消耗只降低了
11.1%，而壓縮空氣是通吸附塔交替切換時(shí)排氣消耗掉的。因此只有降低吸附塔交替切換時(shí)的排氣量，才有可能降低壓縮空氣的消耗，而要降低吸附塔交替切換時(shí)的排氣量，只有降低吸附塔交替切換的頻率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是改善【背景技術(shù)】中現(xiàn)有的制氮設(shè)備定頻工作能耗大的問(wèn)題。
[0005]為了解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種工業(yè)變頻制氮機(jī)，包括壓縮空氣入口、P L C控制器、吸附塔、氮?dú)鈨?chǔ)存罐和成品氣出口，所述壓縮空氣入口、吸附塔、氮?dú)鈨?chǔ)存罐和成品氣出口經(jīng)管道和多個(gè)控制閥依次相互連接，所述吸附塔包括吸附塔A和吸附塔B，所述吸附塔A和吸附塔B并聯(lián)，所述氮?dú)鈨?chǔ)存罐和成品氣出口之間的管路上還設(shè)有一氮?dú)饧兌确治鰞x和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀，所述氮?dú)饧兌确治鰞x、氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀和多個(gè)控制閥均與所述PLC控制器電連接，所述PLC控制器根據(jù)氮?dú)饧兌确治鰞x和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀的數(shù)值分析對(duì)吸附塔A和吸附塔B的切換頻率做閉環(huán)控制。
[0006]進(jìn)一步地，所述吸附塔的底部還連接有一消音器。
[0007]進(jìn)一步地，所述成品氣出口處還設(shè)有一壓力調(diào)節(jié)閥。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)PLC控制器對(duì)氮?dú)饧兌群偷獨(dú)饬髁康扔嘘P(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并控制多個(gè)控制閥對(duì)吸附塔切換周期進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了制氮設(shè)備的變頻工作。當(dāng)用戶終端用氣負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，制氮機(jī)會(huì)自動(dòng)改變切換頻率，使得設(shè)備的能耗與用戶終端用氣負(fù)荷趨向線性的正比，從而大大降低了設(shè)備能耗，降低了用戶的使用成本。
【附圖說(shuō)明】
[0009]附圖1是本實(shí)用新型所述的一種工業(yè)變頻制氮機(jī)的示意圖。
[0010]附圖2是本實(shí)用新型的一種工業(yè)變頻制氮機(jī)的壓縮空氣消耗和氮?dú)庳?fù)荷比例曲線圖。
[0011]圖例說(shuō)明:1、壓縮空氣入口；2、PLC控制器;3、吸附塔;31、吸附塔A;32、吸附塔B;4、氮?dú)鈨?chǔ)存罐;5、成品氣出口； 6、控制閥；61、壓力調(diào)節(jié)閥；7、氮?dú)饧兌确治鰞x;8、氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀;9、消音器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種工業(yè)變頻制氮機(jī)作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，本實(shí)施例的工業(yè)變頻制氮機(jī)，包括壓縮空氣入口1、PLC控制器2、吸附塔3、氮?dú)鈨?chǔ)存罐4和成品氣出口 5，壓縮空氣入口 1、吸附塔3、氮?dú)鈨?chǔ)存罐4和成品氣出口5經(jīng)管道和多個(gè)控制閥6依次相互連接，吸附塔3包括吸附塔A31和吸附塔B32，吸附塔A31和吸附塔B32并聯(lián)，氮?dú)鈨?chǔ)存罐4和成品氣出口 5之間的管路上還設(shè)有一氮?dú)饧兌确治鰞x7和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀8，氮?dú)饧兌确治鰞x7、氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀8和多個(gè)控制閥6均與PLC控制器2電連接，PLC控制器2根據(jù)氮?dú)饧兌确治鰞x7和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀8的數(shù)值分析對(duì)吸附塔A31和吸附塔B32的切換頻率做閉環(huán)控制。
[0014]設(shè)備工作時(shí)，PLC控制多個(gè)控制閥6實(shí)現(xiàn)對(duì)吸附塔A和吸附塔B的交替切換，并實(shí)時(shí)監(jiān)控氮?dú)饬髁亢偷獨(dú)饧兌龋獨(dú)饬髁考丛O(shè)備負(fù)荷，氮?dú)饧兌燃丛O(shè)備性能。當(dāng)滿負(fù)荷時(shí)，PLC程序優(yōu)先使用預(yù)設(shè)時(shí)間120秒交替切換制氮吸附塔，可滿足氮?dú)饧兌冗_(dá)標(biāo)；當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，以5%負(fù)荷為單位，PLC程序會(huì)做相應(yīng)調(diào)整，以0.5秒為單位減小吸附塔切換頻率，在氮?dú)饧兌冗_(dá)標(biāo)的前提下，盡可能減小頻率。反之，當(dāng)設(shè)備負(fù)荷在增加時(shí)，PLC程序也會(huì)做出增加頻率的控制動(dòng)作，以確保設(shè)備性能達(dá)標(biāo)。設(shè)備減小了切換頻率即減少了切換時(shí)的排氣消耗量，從而達(dá)到了節(jié)能的效果。本實(shí)用新型的控制方式為閉環(huán)控制，即氮?dú)饧兌群皖l率相互進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，因此更為精準(zhǔn)。在減小或增加吸附塔交替切換頻率的同時(shí)，保證了設(shè)備性能不受影響。
[0015]本實(shí)施例中，吸附塔3的底部還連接有一消音器9。在吸附塔進(jìn)行切換時(shí)需要進(jìn)行排氣，但高壓的氣體排放時(shí)會(huì)產(chǎn)生極大的噪音，設(shè)置消音器，可達(dá)到良好的降噪效果。
[0016]本實(shí)施例中，成品氣出口5處還設(shè)有一壓力調(diào)節(jié)閥61。壓力調(diào)節(jié)閥可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)的壓力值并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使設(shè)備運(yùn)行良好。
[0017]如圖2所示，本實(shí)施例的節(jié)能效果明顯，本實(shí)施例的制氮設(shè)備在采用自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)后，從半負(fù)荷一直到滿負(fù)荷階段，壓縮空氣消耗接近線性比例，效果非常明顯；而在超低負(fù)荷階段25%時(shí)，壓縮空氣消耗比例可達(dá)35%，低負(fù)荷階段10%時(shí)，壓縮空氣消耗比例可達(dá)25%。由此可以看出，采用本專(zhuān)利的變頻技術(shù)，可使得制氮設(shè)備在50% —100%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，達(dá)到非常理想的變頻節(jié)能效果。
[0018]本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例及變換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)變頻制氮機(jī)，包括壓縮空氣入口( I)、PLC控制器(2)、吸附塔(3)、氮?dú)鈨?chǔ)存罐(4)和成品氣出口(5)，所述壓縮空氣入口(I)、吸附塔(3)、氮?dú)鈨?chǔ)存罐(4)和成品氣出口(5)經(jīng)管道和多個(gè)控制閥(6)依次相互連接，其特征在于:所述吸附塔(3)包括吸附塔A(31)和吸附塔B(32)，所述吸附塔A(31)和吸附塔B(32)并聯(lián)，所述氮?dú)鈨?chǔ)存罐(4)和成品氣出口(5)之間的管路上還設(shè)有一氮?dú)饧兌确治鰞x(7)和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀(8)，所述氮?dú)饧兌确治鰞x(7 )、氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀(8 )和多個(gè)控制閥(6 )均與所述PLC控制器(2 )電連接，所述PLC控制器(2)根據(jù)氮?dú)饧兌确治鰞x(7)和氮?dú)饬髁繖z測(cè)儀(8)的數(shù)值分析對(duì)吸附塔A(31)和吸附塔B(32)的切換頻率做閉環(huán)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)變頻制氮機(jī)，其特征在于:所述吸附塔(3)的底部還連接有一消音器(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)變頻制氮機(jī)，其特征在于:所述成品氣出口(5)處還設(shè)有一壓力調(diào)節(jié)閥(61)。
【文檔編號(hào)】B01D53/053GK205527752SQ201620078393
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日
【發(fā)明人】余志偉, 陳達(dá)
【申請(qǐng)人】杭州盛爾氣體設(shè)備有限公司