第52卷第5期 2016年10月
工自动化
石油化
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
Vol, 52, No. 5 October,2016
海上平台移动式制氮系统温度控制算法研究
曹鹏，李明涛，朱轩君，杨小博
（中国石油天然气管道局国际事业部，河北廊坊065000）
摘要：海上平台设备日常维护保养以及维修改造时，需要额紧使用氮气，采用移动式膜分离制氮系统具有使用效率高的特点，但需要分析人膜压力和人膜温度对中空纤维膜分离性能的影响。针对膜分离制氮对温度控制的要求，通过能量守恒定律和实验方法建立空气加热器的数学模型，在Matlab的Simulink中搭建常规PID温度控制器模型并对常规PID温度控制器进行
制氮系统的要求，
关键词：膜分离制氮
模棚PID空气加热器模型
中图分类号：TP273
文献标志码：B
文章编号：10077324(2016)05-0041-03
Research on Mobile NitrogenProducing SystemTemperatureControl
AlgorithmforOffshorePlatform
Cao Peng, Li Mingtao, Zhu Xuanjun, Yang Xiaobo(PetroChinaPipelineBureau，Langfang，065000，China)
Abstracts: Nitrogen needs to be frequently used in offshore platform routine maintenance as well as renovation. Mobile membrane separation system for nitrogen production is with characteristic of high efficiency. Impact of film pressure and temperature on separation performance of hollow fiber membranes need to be studied. Focusing on temperature control requirements for membrane separation of nitrogen production, mathematical model of air heater through energy conservation law and experimental methods is constructed, Conventional PID temperature controller model is built in Simulink of MATLAB The conventional PID temperature controller is improved. Simulation curve of conventional and fuzzy PID controller are analyzed. Fuzzy PID is with advantages of small overshoot, short settling time and good stability. Requirement of membrane separation systems for Nitrogen production is completely met.
Key words: membrane separation for nitrogen production; fuzzy PID; air heater; modle
制氮系统的核心部件是分离膜，分离膜的性能好坏会直接影响整套设备的性能好坏，研究并分析影响膜分离性能的参数具有重要作用。研究温度和压力对中空纤维膜分离性能的影响，恒定入膜温度能提高膜分离性能，延长整套设备的使用寿命。
温度对中空纤维膜分离效率至关重要，恒定的进气温度能稳定氮气质量，延长中空纤维膜组的使用寿命1]。因此，空气加热器控制目标是为膜组工作提供恒定的进气温度，根据选用膜组的技术指标和各种膜推荐的工作温度可知最佳进气温度为 45℃。温度加热器的温度控制由温度检测部分、控制处理部分、控制输出部分组成，是一个包含温度信号采样、控制计算、控制信号输出的复杂系统，温
万方数据
度控制系统如图1所示。
a
执行口
空气
加热器
机构
给定面
传感器
图1温度控制系统示意
输出温度
图1中，温度控制系统采用闭环控制方式，工作原理：通过触摸屏输人膜组工作的最佳温度值，收稿日期：2016-06-23，修改稿收到日期：2016-08-20。
作者简介：曹路，男，毕业于西南石油大学仪器仪表工程专业，获硕士学位，目前从事海洋及码头施工技术管理工作。