浅谈空分装置自动化
空分装置的操作优化浅析
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空分装置的操作优化浅析空气分离是根据空气中各组分物理性质的不同,采用变压吸附、膜分离或低温分离等方法,从空气中分离出氧气、氮气,或同时提取氩气、氦气等稀有气体的过程。
近年来,随着我国国民经济的高速发展,不同规模的空分设备广泛运用于钢铁冶金、电子、化工、煤化工、航空航天和油气开采等行业,空分设备也具有较为广阔的发展前景。
本文主要对空分装置的操作优化进行分析探讨。
标签:空分装置;操作优化;浅析1 前言河南省中原大化集团有限责任公司空分装置采用杭州制氧股份有限公司设计制造的KDON-52000/61100型空分装置。
设计氧气产量52000Nm3/h,氮气产量61100 Nm3/h,氩气产量1600 Nm3/h。
该空分装置采用常温分子筛净化、增压透平膨胀机、填料型上塔、全精馏无氢制氩、液氧(氮)泵增压的内压缩工艺技术。
系统控制采用先进的DCS微机控制技术。
随着空气分离技术的不断发展,空分设备生产工艺的不断进步,人类对生产过程中的能耗也提出了更高的要求。
空分装置氧提取率的高低不但影响装置的生产负荷和能耗,而且对公司总体的生产成本产生直接影响。
目前,我单位空分装置的平均氧提取率只有85%左右,所以通过装置操作优化从而提高空分装置氧提取率,最终达到降低整体能耗目的。
2 空分工艺流程的选择通过对空气分离装置的工作原理和不同工艺流程特点的分析,在工程设计中可依据用户需求,本着技术先进可靠、经济和节能原则,按照以下方法对空分装置的工艺流程进行选择。
2.1 全气态产品的工艺选择2.1.1 氧气产品的工艺选择对于用户需求的产品为气态氧气、纯度不大于95%,且规模较小的空分装置,可选用变压吸附或低温精馏空分工艺。
氧气纯度大于95%、且使用连续的则只能选用低温精馏空分工艺。
膜分离工艺装置不能制取高纯度的氧气,因此,该工艺只适用于锅炉富氧燃烧、污水处理和医疗保健等对氧气纯度要求不高的行业。
2.1.2 氮气产品的工艺选择若所需产品为单一氮气,三种分离工艺都能满足要求。
空分装置技术分析及发展趋势
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空分装置技术分析及发展趋势摘要:随着我国空分技术设备发展水平的不断提升,目前其在工业现代化过程中的地位也在不断显现。
文章首先分析了空分装置技术原理与分类情况,其次对空分装置技术发展现状进行了解析,并在最后对空分装置的发展趋势进行了探索,希望能够有效提升空分装置技术的发展水平,确保行业平稳快速发展。
关键词:空分装置;技术特征;发展趋势随着国内气体行业的发展,目前各大工业生产领域对于气体制造装备的质量水平也提出了更高的要求。
这不但在很大程度上促进了空分设备与技术的发展,同样也使得国内的企业形成了自主研发的习惯,推进了技术的优化与革新。
为了进一步介绍空分装置技术的发展趋势,现就空分装置技术的基本原理介绍如下。
一、空分装置技术原理分析1.低温分离法低温分离技术是一种集成了深度冷冻与精馏两种技术的复合技术类型,在这种技术的应用过程中,需要根据实际的使用环境划分为高压、低压以及中压等不同的流程。
由于该技术属于低温技术,所以需要提前对空气进行压缩,达到一定的程度后空气会由于膨胀降温进而利用气化温度不同的特征来进行分离。
由于本身氧气、氮气的沸点较低,所以这两种气体的分离难度较小,很容易就会气化。
在蒸馏塔当中,温度较高的蒸汽会与液体相接处,在上升到一定值后就会出现液体下流的情况,这样就可以实现分离的目标。
气体液化环节一般倾向于采用深度冷冻技术,要求空气冷却到100K以下,采用沸点差对液化空气进行有效分离,这样才能够完成气体分离的操作。
2.吸附分离法吸附分离法是一种借助于物理方法进行气体分离的技术,这种技术的特征是借助于分子筛吸附塔对不同性质的气体进行分离。
比如说利用13X能够实现对氮气的吸取,而只有氧气可以通过吸附塔,所以能够轻易获取到纯度较高的氧气。
除此之外,在吸附过程中会有一定的过饱和度,如果达到了过饱和度,那么就需要及时处理好吸附处理,否则吸附能力就会受到严重的影响与限制。
通过上述技术方法,能够实现对特定目标的吸附,吸附的成本较低,效率较高。
试论大型煤化工型空分设备及其自动控制技术
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试论大型煤化工型空分设备及其自动控制技术摘要:自动化控制系统作为整套空分设备的重要组成部分,与空分设备流程不同,其控制特点也不同。
大型煤化工型空分设备的流程控制特点,分析空压机、增压机、汽轮机三大机组的控制技术、高压氧气阀门的应用技术、高压液氧泵和相关阀门的控制技术以及机组相互关联控制技术。
关键词:大型煤化工型空分设备;控制技术前言在煤化工生产中,空分设备是不可或缺的重要组成部分之一,它的运行稳定与否直接关系到煤化工产品的质量和生产能效。
为进一步提升空分设备的运行安全性和可靠性,可将自动化控制技术合理应用到空分设备当中。
借此,本文就大型煤化工空分设备及其自动化控制技术展开论述。
1、空分设备中的IT CC控制技术在煤化工生产过程中,蒸汽通常采用的都是自产方式,一台汽轮机可拖动空压机组、增压循环压缩机组。
ITCC又被称之为CCS压缩机组综合控制技术,具体是指采用独立于DCS系统的CCS系统对汽轮机、空压机和增压机进行自动化控制。
在这种控制方式下,控制系统中所有与自动化控制功能有关的器件全部通过TUVAK6级安全认证,主要包括内部总线、I/O接口、主处理器、容错装置、系统电源等等。
CCS将自动化控制与连锁保护进行了集成,从而使两者形成了一个有机整体,具体的控制功能有机组负荷自动调节、防喘振控制、汽轮机调速、回路控制以及程序控制等等。
借助CCS系统的操作站,可对机组中相关的单元设备进行远程启停,同时还能进行监控和报警,不仅如此,利用工业以太网,还能实现与DCS系统之间的数据通信,由此使得整个控制过程更加有效。
2、空分设备中的自动变负荷技术2.1、自动变负荷技术该技术根据后续用氧的负荷变化对氧气量进行设定,自动调整空压机入口导叶,进而达到调节空分设备回路、流量、液位的目的,并在规定时间内使氧气产量达到要求。
自动变工况需要在预测阶段人为设定空分设备需要的液氧量,并对设备回路进行调节,如调整膨胀机的膨胀量,以保证液氧量达到设定量要求。
空分项目自动化控制要求
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空分项目自动化控制要求空分项目自动化控制是指在工业生产中,通过自动化技术对空分项目进行控制和监控的一种方法。
空分项目是指将空气中的氮气、氧气、氩气等成分进行分离和提纯的工艺过程。
在空分项目中,常用的方法是通过压缩空气,利用分子筛、膜分离、吸附等技术将不同成分的气体分离出来。
空分项目自动化控制的要求主要包括以下几个方面:1. 控制系统的可靠性:空分项目是一个复杂的工艺过程,需要对压力、温度、流量等参数进行精确控制。
因此,控制系统的可靠性是关键。
在设计控制系统时,应考虑到各种可能的故障情况,并采取相应的措施来保证系统的稳定性和安全性。
2. 控制系统的灵活性:空分项目的生产工艺可能会因为原料成分、生产要求等因素而发生变化,因此,控制系统需要具备一定的灵活性,能够根据不同的工艺要求进行调整和优化。
同时,控制系统还应具备一定的扩展性,能够方便地进行升级和改造。
3. 控制系统的精确性:空分项目对各种参数的要求比较严格,需要对压力、温度、流量等参数进行精确控制。
因此,控制系统需要具备高精度的测量和控制能力,能够实时监测和调整各种参数,确保生产过程的稳定性和可靠性。
4. 控制系统的安全性:空分项目涉及到高压气体的处理,因此,控制系统的安全性是至关重要的。
在设计控制系统时,应考虑到各种可能的安全风险,并采取相应的措施来保护人员和设备的安全。
同时,还应建立完善的报警机制和应急预案,以应对突发情况。
5. 控制系统的可维护性:空分项目通常是一个长时间运行的工艺过程,因此,控制系统的可维护性也是非常重要的。
在设计控制系统时,应考虑到设备的易维护性和维修性,同时还应建立完善的维护和保养计划,定期对设备和系统进行检修和维护。
空分项目自动化控制的要求主要包括可靠性、灵活性、精确性、安全性和可维护性。
通过合理设计和配置控制系统,可以实现对空分项目的自动化控制和监控,提高生产效率和产品质量,降低人工成本和能耗,为企业的发展提供有力支持。
空分设备自动化控制系统的设计与应用
![空分设备自动化控制系统的设计与应用](https://img.taocdn.com/s3/m/c882112a6529647d2628522f.png)
2019.3·今日自动化 13控制系统与技术 Control system and technology0 引言对空分设备进行自动化控制能够实现系统的人机对话,使操控过程及控制原理更为清晰、直接的呈现出来,降低了系统操控的复杂程度。
并且,自动化控制的空分设备具有良好的联锁保护功能,能够确保系统稳定、安全的运行。
文中以天津钢铁有限公司两套28000 m 3/h空分设备的设计与应用为例,对空分设备自动化控制系统的设计与应用进行了介绍。
1 空分设备自动化控制系统设计及设备工艺流程空分设备自动化控制设计的涵盖范围较为广泛,涉及到循环水、加压汽化、原料空气过滤、贮槽、空压机、氮压机、空气预冷、氧压机、分子筛纯化、精馏塔以及增压膨胀机等各个功能系统。
该系统设计方案中将DCS系统作为空分设备的枢纽控制系统,中央控制室对系统中的全部设备进行集中控制[1]。
空分设备的工艺流程如图1所示。
图1 空分设备工艺流程2 DCS系统网络构架设计DCS系统包括2台工程师站、1台交换机、3台操作站、3个报警键盘以及若干I/O卡件、端子板。
PKSC200系统的网络构架可具体细化为3层:以太网层、监控网层以及I/0控制网层。
以太网层采用Client/Server结构,能够实现对装置运行信息数据的实时采集,并能够通过ODBC进行现场控制站与操作站之间的数据交换,使得操作站可以通过访问服务器及时了解设备运行信息,实现对生产的全过程监控。
监控网层主要采用C200系列混合控制器,该层网络控制能够实现对空分过程进行连锁、连续调节、顺序控制、逻辑控制、批处理等多种控制操作,并能够对系统外围设备间的通讯进行有效协调。
I/0控制网层采用模块结构装有输入、输出卡件,能够在保证系统运行不受到影响的前提下实现带电热插拔。
除此之外,I/0控制网络对设备运行的开关量和模拟量进行输入、输出处理,能够对空分过程中不同类别、规格的信号进行全方位的检测及控制[2]。
什么是空分?空分装置和系统在流程工业中发挥哪些作用?
![什么是空分?空分装置和系统在流程工业中发挥哪些作用?](https://img.taocdn.com/s3/m/46a79bf559f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e9242e.png)
什么是空分?空分装置和系统在流程工业中发挥哪些作用?化工707化工、技术、未来!化工路上,一起走!309篇原创内容公众号大家对各类压缩机、汽轮机并不陌生,但是他们在空分环节的作用,你是否真正了解?工厂里的空分车间,你知道是什么样的吗?空分,简单地说,就是用来把空气中的各组份气体分离,生产氧气、氮气和氩气的一套工业设备。
还有稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡等。
空分设备空分设备是以空气为原料,通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态,再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备,广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。
简单来说就是空分的系统流程包括:•压缩系统•预冷系统•纯化系统•换热系统•产品送出系统•膨胀制冷系统•精馏塔系统•液体泵系统•产品压缩系统我们按照空分系统流程对设备进行一一介绍:压缩系统有自洁式空气过滤器、汽轮机、空压机、增压机,仪表压缩机等。
(1)自洁式过滤器一般随着气量的增大,滤筒数增多,层数也越高,一般2.5万等级以上双层,6万等级以上三层布置;一般单台压缩机需要单独布置过滤器,同时布置在上风口。
(2)汽轮机是高压蒸汽进行膨胀做功,带动同轴叶轮转动,从而实现进行对工质做功的型式。
汽轮机一般常用的有三种形式:全凝、全背压和抽凝,较为常用的是抽凝。
(4)空压机一般大型空分装置投资均为单轴等温型离心压缩机,进口较国产能耗低2%左右,投资高80%;空压机采用出口放空,不设置回流管路,一般有最小吸入流量防喘振要求,采用入口导叶进行流量调节,进口国产机组均是四级压缩三级冷却(末级不冷却)。
主空压机配备一套水洗系统,用以冲洗各级叶轮和蜗壳表面沉积物。
该系统随主机成套。
(5)增压机一般大型空分装置投资采用单轴等温型离心压缩机和齿轮式离心压缩机两种,其中齿轮式在能耗上占较大优势,尤其压比较大的工况。
(6)仪表气压缩机一般有三种形式:无油螺杆机,活塞式和离心式。
空分装置纯化系统的自动控制系统
![空分装置纯化系统的自动控制系统](https://img.taocdn.com/s3/m/324e2bd428ea81c758f578c9.png)
技
术
论
时 间 继 电 器 停 止 时 ,时 间 控 制 程 序 即 暂 停 工 作 ,若 时 间
文
继电器恢复计时,时间控制程序也恢复运行状态。图 2
以时间继电器 TM1 为例,表示实现暂停 / 恢复功能的
逻辑关系。
R 2ABW
TM1.OP.WAIT
暂停 / 恢复键
TM1 暂停 责
任
编
NOT
TM1.O P.R ESTAR T
系统继续投入正常工作时序。 2 时序控制程序 两 台 吸 附 器 并 联 使 用 ,每 个 时 间 段 顺 序 连 接 ,循 环 工 作 。 9
台 阀 门 在 不 同 的 时 段 按 规 定 开 启 或 关 闭 。 因 此 ,时 序 控 制 选 用 了 6 个时间继电器,卸压过程结束后,时间继电器 TM2 开始计 时,加热预设时间段一到,加热过程即告结束。图 1 表示纯化器 阀门动作时序示意图。
电磁阀 切换阀 0 30 60 90 120 150 180 210 240 YV1201 V1201 YV1203 V1203 YV1202 V1202
经加热器加温至规定温度后进入分子筛纯化
YV1204 V1204
器,从下部引出排至大气。当加温达到要求
YV1205 V1205
后 ,再 生 气 就 自 动 切 换 至 旁 通 管 路 上 ,不 经 过 加 热 器 ,进 入 纯 化 器 进 行 冷 吹 ,待 出 纯 化 器 的 再生气的温度降到规定温度,即自动停止。再 生好的纯化器在切换以前,所有的进出口阀 是 关 闭 的 ,通 过 一 只 均 衡 阀 ,放 入 空 气 使 纯 化 器 的 压 力 逐 渐 升 高 ,待 达 到 空 气 压 力 时 ,即 自
空分装置工作原理
![空分装置工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/6ebc08d264ce0508763231126edb6f1afe00717b.png)
空分装置工作原理
嘿呀!今天咱们来聊聊空分装置工作原理!
首先呢,咱得知道啥是空分装置呀?空分装置就是用来把空气里的各种成分分开的设备哟!哇塞,是不是觉得很神奇呢?
这空分装置工作的第一步呀,就是要把空气给压缩!哎呀呀,这压缩可不得了,就像是给空气来了个大力的拥抱,把它们紧紧地凑在一起呢!压缩后的空气温度会升高,这时候就得让它们去冷却一下啦!
接下来,冷却后的空气就会进入到一个叫精馏塔的地方。
这个精馏塔呀,就像是一个超级大的魔法塔!在里面,氧气、氮气还有其他气体就开始各奔东西啦!
你想想看,氧气比较重,它就会往下跑;氮气比较轻,就会往上飘。
哎呀呀,这是不是很有趣呢?
然后呢,通过一系列的分离和提纯过程,纯净的氧气、氮气等气体就被成功地提取出来啦!
哇哦!这空分装置的工作原理是不是很厉害呢?它让我们能够轻松地得到需要的气体,为各种工业生产提供了强大的支持呀!
比如说,在钢铁厂里,需要大量的氧气来帮助燃烧,这时候空分装置就大显身手啦!还有在医疗领域,纯净的氧气对于病人的治疗那可是至关重要呢!
哎呀呀,想想看,如果没有空分装置,我们的生活和工业生产会变得多么不方便呀?
总之呢,空分装置的工作原理虽然有点复杂,但真的是超级重要
呀!它为我们的生活和工业带来了巨大的便利,让各种需要特定气体的地方都能顺利运转起来!你说是不是呀?。
空分装置的控制系统及应用
![空分装置的控制系统及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/299135d05ebfc77da26925c52cc58bd6318693c6.png)
空分装置的控制系统及应用陈松华【摘要】呼伦贝尔金新化工有限公司 5080 工程项目3.6×104 m3/h空分装置采用目前世界上较为先进、可靠的自动控制系统.结合该项目空分装置的工艺特点,介绍了机组控制、防喘振控制、汽轮机控制的方法;提出了自动控制系统的总体配置方案;介绍了选用DCS,ITCC,Bently3500,Woodward203等控制系统的硬件配置特点和优越性.该套装置采用的各控制系统具有先进性和可靠性,配置值得推广.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2010(046)006【总页数】4页(P24-27)【关键词】空分装置;压缩机;防喘振控制;控制系统;振动监视【作者】陈松华【作者单位】中国五环工程有限公司,武汉,430223【正文语种】中文【中图分类】TP273呼伦贝尔金新化工有限公司5080工程项目生产能力为合成氨500 kt/a,尿素800kt/a。
其配套国产空分装置的生产能力达到氧气3.6×104m3/h,氮气7.74×104m3/h,液氮1 400 m3/h,工厂空气4 900 m3/h,仪表空气3 500 m3/h。
该空分装置由开封空分集团有限公司总体成套提供,其配套的空压机采用西安陕鼓厂生产的空压机、齿轮箱与增压机组合在一起的复合式空压机组,由杭州汽轮机厂提供的汽轮机拖动;氮压机采用沈阳鼓风机厂生产的氮压机、齿轮箱与增压机组合在一起的复合式氮压机组,同样由杭州汽轮机厂提供的汽轮机拖动;两套空气增压透平膨胀机中,一套为国产机组,一套为进口机组;仪表空气压缩机采用上海复盛公司生产的机组。
整套空分装置采用DCS控制,机组操作、监控和联锁采用 ITCC控制系统,机组机械保护采用Bently 3500系统,机组超速保护采用Woo d Ward 203“三取二”超速保护系统,仪表空气压缩机采用PLC控制。
由于空分系统的工艺复杂、各子系统间联系紧密、设备风险大,因此要求控制系统稳定可靠、操作方便、自动化程度高。
化工装置的自动化控制原理与优化
![化工装置的自动化控制原理与优化](https://img.taocdn.com/s3/m/12a81f3e91c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad700.png)
化工装置的自动化控制原理与优化自动化控制在化工装置中起着至关重要的作用。
它能够提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量,并且减少人为错误的发生。
本文将探讨化工装置的自动化控制原理以及如何进行优化。
1. 自动化控制原理化工装置的自动化控制基于一系列的原理和技术。
其中最重要的原理之一是反馈控制。
反馈控制通过测量输出信号与期望值之间的差异,并将该差异作为输入信号的修正,以达到期望的输出。
例如,一个温度控制系统可以通过测量温度传感器的输出,并根据该输出调整加热器的功率来维持温度在设定值附近。
另一个重要的原理是前馈控制。
前馈控制是在没有反馈信号的情况下,根据已知的输入信号和系统模型来预测输出信号,并进行相应的调整。
前馈控制可以提前预测到系统的变化,并及时采取措施来避免不良的影响。
例如,在一个化工反应装置中,可以通过预测反应物浓度的变化来调整反应器的进料速率,以保持反应物浓度在合理范围内。
此外,还有一些其他的控制原理,如比例控制、积分控制和微分控制等。
这些原理可以根据具体的应用场景进行组合和调整,以实现更精确和稳定的控制效果。
2. 自动化控制的优化在化工装置的自动化控制中,优化是一个重要的目标。
优化可以通过多种方式实现,包括改进控制算法、优化控制参数和优化系统结构等。
首先,改进控制算法是优化的一种方法。
传统的控制算法可能存在一些局限性,无法满足复杂的控制需求。
因此,研究人员一直在不断改进和开发新的控制算法。
例如,模糊控制、神经网络控制和模型预测控制等技术都可以提供更精确和稳定的控制效果。
其次,优化控制参数也是实现优化的重要手段。
控制参数的选择对于控制效果具有重要影响。
通过对控制参数进行优化,可以使系统响应更加迅速、稳定和准确。
优化控制参数的方法包括试错法、遗传算法和模型识别等。
最后,优化系统结构也是实现优化的一种途径。
系统结构的优化可以通过增加或减少控制回路、改变信号传输路径等方式来实现。
例如,引入多变量控制和模块化控制等技术可以提高系统的整体性能和稳定性。
先进控制技术在空分装置自动变负荷中的应用
![先进控制技术在空分装置自动变负荷中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/763eb000aa00b52acec7cabd.png)
先进控制技术在空分装置自动变负荷中的应用摘要:目前,空分设备的变负荷主要是手动控制,产品纯度不稳定,容量大,工况不稳定,为有效改变这种状况,可将高科技控制技术与空分设备相结合。
根据工艺原理和适当的工作经验,开发了变负荷、自动化、信息化的高水平控制系统,达到了工艺控制、产品质量稳定、减轻劳动强度、节能降耗的目的。
在具体实施过程中,还存在一些问题,直到我们明确了空分机组自动变负荷的高科技控制技术理念,充分了解其特点,了解其核心功能,熟练运用其控制策略,我们完全可以实现预先设想的目标。
关键词:控制技术;空分装置;自动变负荷0 引言空分设备的任务是生产氧气和氮气,这是石化公司生产的一个重要环节,空气分离器主要由压缩机、提取器、蒸馏器等部件组成。
由于前后物料联系紧密,变量相互关联,产品纯度难以检测,同时空分设备自动化水平往往较低,大部分需要人工检测。
但是,人工检查很难考虑不同工艺之间的变量,进而导致产品纯度进一步不稳定等问题,近年来,石化行业广泛应用预防控制技术,并提供技术支持,当空气分离时允许自动调整负荷。
1 控制难点分析一方面,在稳定点附近,正常生产负荷略有变化。
同时,为保证装置在各控制回路中的稳定运行,只需稍作调整,即可保证装置的稳定运行,但周期性分子筛系统在规定的时间内进入系统的空气和氧气量不均,因此有必要调整进入系统的空气和氧气量。
空气压缩机控制板加载前,以弥补由于加载空气量不足。
另一方面,所谓可变负载的使用意味着设备从当前稳定点移动到目的地,这使得可变负载的操作不仅稳定,而且保证了稳定的速度,这大大增加了手动操作的难度。
应慎重考虑:一是变负荷运行范围应在装置载体范围内,调节装置各阀门的状态;二是变负荷功能前后装置的工艺容积响应滞后,未及时调整,物料配比不平衡,影响产品纯度,在减负荷过程中,如果空气量下降过快,氧气量失去平衡,此时氧气纯度不再合格。
以确保在使用可变负载时物料平衡。
2 自动变负荷先进控制系统的设计思路首先,对不同的负载范围进行了不同的过程仿真计算。
浅谈空分装置安全平稳长周期运行
![浅谈空分装置安全平稳长周期运行](https://img.taocdn.com/s3/m/ae5cc59dbe1e650e53ea9939.png)
浅谈空分装置安全平稳长周期运行发表时间:2020-07-29T03:36:16.458Z 来源:《防护工程》2020年10期作者:林喜平[导读] 通过了一定数量的筛板后,在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。
中国石油天然气股份有限公司庆阳石化分公司甘肃省庆阳市 745002摘要:本文介绍了从设备管理、优化操作、加强巡检、安全环保等方面保证空分装置长周期稳定运行的几点经验。
关键词:空分装置;深冷;多层次巡检;1、控分装置能够长期稳定运行需先了解深冷法制氧的原理和设备的特点1.1深冷法制氧的原理干燥空气的主要成份如下:空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性,即在同一温度下各组份的蒸汽压不同,将液态空气进行多次的部份蒸发与部份冷凝,从而达到分离各组份的目的。
当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时,气相与液相之间就发生热、质交换,气体中的部份冷凝成液体并放出冷凝潜热,液体则因吸收热量而部份蒸发。
因沸点的差异,氧、氮、氩的蒸发顺序为:氮>氩>氧,冷凝顺序为:氧>氩>氮。
在本系统中,该过程是在塔板上进行的,当气体自下而上地在逐块塔板上通过时,低沸点组份的浓度不断增加,只要塔板足够多,在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。
同理,当液体自上而下地在逐块塔板上通过时,高沸点组份的浓度不断增加,通过了一定数量的筛板后,在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。
1.2深冷法制氧设备特点:1.2.1低温换热器、精馏塔等低温容器及管道置于保冷箱内,并充填有热导率低的绝热材料,防止从周围传入热量,减少冷损,否则设备无法运行;1.2.2用于制造低温设备的材料,要求在低温下有足够的强度和韧性,以及有良好的焊接、加工性能。
常用铝合金、铜合金、不锈钢等材料;1.2.3空气中高沸点的杂质,例如水分、二氧化碳等,应在常温时预先清除。
否则会堵塞设备内的通道,使装置无法工作;2、通过设备特点总结出从设备管理、优化操作、加强巡检、安全环保等才能保证长周期运行2.1空分设备管理运用2.1.1空气压缩机的操作空分生产过程中,压缩机的能耗约占整个过程的70%~80%。
大型煤化工型空分设备及其自动控制技术
![大型煤化工型空分设备及其自动控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/afc0b42e0912a216147929b1.png)
大型煤化工型空分设备及其自动控制技术摘要随着科技技术水平的快速发展,我国的煤化工企业对于氧气、氮气的需求量急速增长,促使其空分设备自动控制技术不断创新。
研究大型煤化工型空分设备流程组织形式的选择,分析其自动控制特点,探索其发展方向对完善大型煤化工型空分设备自动控制技术意义非凡。
关键词大型煤化工企业;空分设备;自动控制技术0 引言随着国民经济的飞速发展,我国大型煤化工型空分设备制造业形势一直趋向好的方面发展。
尤其是近年来我国的大型煤化工行业发展更为迅速,煤化工型的空分设备作为其重要的配套服务设备,对于其的要求也越来越高。
自动化控制系统是煤化工型空分设备的非常重要的组成部分,决定空分设备是否能正常运行。
通过研究分析自动化控制技术的特点,有利于自动控制技术的不断提高。
国家应该鼓励开拓与创新,不断地改进我国的大型煤化工型空分设备的自动控制技术,以求能更好地为我国的国民经济的发展作出贡献,造福人类社会。
1 大型煤化工型空分设备流程组织形式的选择大型煤化工型空分设备的流程组织形式很多,选择适合的流程组织形式,不仅可以节约部分投资的费用,还可降低运行能耗,这对投资气体生产的公司来说非常重要。
怎样选择适合的流程组织形式。
第一,应全面地考察一个项目用气的具体情况,包括所需氧氮气之和、氧氮气的温度范围、氧氮气体之比、液体的产量、氧氮气的标准等;第二,应对不同的形式精确计算,计算所耗的能量和确保所要的单元设备有供货;第三,考察流程组织和原来的空分设备的管理系统的兼容情况;第四,还需综合考虑气体产品在工业生产中的整体能耗。
如,某大型煤化工企业在设计空分设备的项目时,比较了氮气增压循环流程与空气增压循环流程所需的能耗,发现选择后者比选择前者能耗降低了310kW。
煤化工项目的主要工艺流程需要的高压氮气温度不小于81℃,假如用空气增压循环系统还需要用低压的蒸汽对高压的氮气加热,能耗约为510kW。
因此从项目的整体能耗情况来看,选择氮气增压循环流程更为节能。
自动空分
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0.164
30℃
0.658
0.463
0.325
0.184
0.155
例:一台KA20C,在34 ℃ /-15 ℃制冷量为590kW,冷凝温度由34 ℃上
升到36 ℃
单位时间内需多消耗电能590kW×(0.376-0.357)=11.21kW
每年需多消耗电能11.21kW×10小时/天×365天=40916.5kW·h
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操作
报警页。通过此页,我们可以了解机组出现何种故障,查看详 细故障,排除故障后按ENTER键,再按↑或↓,使“否”变为 “是”,最后按ENTER键 ,故障显示便可消除。报警页共有4 页,用户可以通过界面右面的上、下键见到其他故障页。清除
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工作原理
而分离出来的空气积聚在圆筒上部,使其内 部压力逐渐上升,筒内压力上升的极限是进 气管节流孔前的压力,取此压力为高压压力, 当筒内压力与高压压力差达到 0.01MPa~0.1MPa时,可以认为空气的分 离程度已经足够,这时,高压压差控制器控 制排气电磁阀打开,向水浴瓶排出气体,同 时,进气电磁阀关闭,进水电磁阀打开。排 气中少量的氨气被水吸收,空气被排到大气 大连冷中冻。机股份有限公司
制造工艺的不同,造成相同设备的阻力 也不一样;
不同的排气点之间存在压力差,若连通 在一起,在压差的作用下,空气只能从压力 最高的一点排放出来,其它点空气不能有效 排除;
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先进控制技术在空分装置自动变负荷中的应用
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先进控制技术在空分装置自动变负荷中的应用发布时间:2021-05-31T06:47:28.022Z 来源:《福光技术》2021年3期作者:刘刚姚雅诺[导读] 需要设计合理,的计算方式,以保证变负荷过程的物料平衡。
青海盐湖元品化工有限责任公司青海格尔木 816000摘要:空分装置的作用是用来生产氧气和氮气,是钢铁冶炼企业有关工作中的重要环节,主要为下游客户提供服务。
由于下游用户对氧气用量的需求呈现间歇性的特点,因此要求空分装置进行频繁的变负荷操作,以满足下游用户需求并减少氧气放散。
整个装置涉及压缩机、膨胀机以及精馏塔等单元设备,前后物料关联紧密且变量间存在耦合,产品纯度控制存在较大滞后。
同时,空分装置的自动化水平往往较低,大都需要人工进行调控,人工调控又难以很好地兼顾各个工艺之间的变量,从而进一步导致产品的纯度不稳定等问题。
在近几年中,模型预测控制技术在石油化工等行业取得了广泛的应用,也为空分装置自动变负荷可行性提供了技术支持。
基于此,本文主要分析了先进控制技术在空分装置自动变负荷中的应用有关内容。
关键词:先进控制技术空分装置自动变负荷1控制难点分析一方面,从正常负荷生产情况来看,整个装置在稳态点附近波动,各控制回路只需小幅调整即可保证装置稳定。
但是,由于周期性工作的分子筛系统每个一段固定的时间就会进行充压,而这时进入系统的空气量与氧气量就会出现短期内的物料不均。
所以,这就需要在充压时提前调整空压机的导叶,以弥补因充压而引起空气量的不足。
另一方面,所谓变负荷操作是指装置从当前的稳态点向目标点进行移动变化,这就使得变负荷操作不仅要保证稳定的生产还要提供一定的速率,大大增加了人工手动变负荷的难度。
在这个过程中有两个问题需要仔细考虑:一是工况调整幅度要与装置自身的承受能力、设备阀门状况相匹配二是装置前后工艺量间的响应存在滞后,如果调节不及时,则会引起物料不平衡,容易出现纯度波动。
在减负荷过程中,如果空气量下降过快而氧产量下降速率不能与之,匹配,久而久之容易出现氧纯度、氩馏分含量不合格。
浅谈空分装置操作过程中的一些技巧和方法
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浅谈空分装置操作过程中的一些技巧和方法作者:滕中华来源:《中国科技博览》2014年第33期[摘要]空分装置的液体系统分为液氧和液氮两大系统。
液氧系统包括液氧中压罐、液氧泵、水浴蒸发器等。
一空分装置液氧水浴蒸发器是在空分装置紧急停车情况下将中压罐或液氧泵升压后的液氧在其中气化到常温送入外网的设备。
它包括水箱、水循环泵、升压线、蒸汽线、换热盘管、充水线、溢流线等。
空分装置的精馏是利用压缩空气膨胀后获得冷量,足够冷量将空气液化,气液进行质和量的交换达到分离,并获得氧、氮产品的过程。
同时稀有气体的生产也是在生产氧氮的过程中,采用精馏的方法进行浓缩。
因此,精馏过程的好坏,直接影响产品质量优劣和数量的多少。
下面简单谈一下空分装置操作过程中的一些技巧和方法。
[关键词]空分;分离;方法中图分类号:TQ116.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)33-0000-01原料空气经过空气过滤器过滤后,由压缩机压缩到液化所需要的压力,压缩过程中产生的热量由各级中间冷却器换热后由循环水带走。
空气由吸风口经反吹自洁式过滤器除去灰尘和机械杂质,过滤器压差设定报警值。
空压机出口压力的高低不仅影响进塔空气量,而且影响氧、氮产品产量。
如果出口压力不稳定将会影响到后序系统的平稳运行。
预冷系统包括喷淋冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、溴化锂冷冻冰机、开利冰机。
喷淋冷却塔是冷却水和冷冻水对气体进行冷却和洗涤的过程的场所;冷却水泵是提高冷却水的压头;冷冻水泵是提高冷冻水的压头。
出压缩机最后一段的空气进入立式喷淋冷却塔,空气自下而上通过,在塔内先后用(28~30)℃循环水和冷冻装置来的(8~15)℃冷冻水或来自外网的(1~10)℃的生活水,将(85~95)℃的空气冷却到(3~18)℃,空气通过喷淋冷却塔不仅降温,同时除去空气中的SO2、SO3、NH3等有害杂质,并洗去灰尘。
喷淋冷却塔底部为水收集器,这部分水利用塔内压力,通过调节阀返回循环水场。
浅谈大型煤化工型空分设备的自动控制特点及发展方向
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关键词 : 大 型 煤 化 工企 业 ; 空 分设 备 ; 自动控 制 特 点 ; 发展方 向
1 、 引言
随 着 市 场 经 济 的不 断 完 善 , 以及 全 球 化 不 断加 深 , 我 国 大 型 煤 化 工 型 空 分 设 备 制 造 业 迎 来 了全 新 的发 展 机 遇 。特 别 是 近 年 来 我 国大 型煤 化 工 行 业 迅 猛 发 展 ,而 空 分 设 备 作 为 该 行 业 不 可 或缺 的重 要 配 套设 备 。 对 其 要求 也 日益 提 高 。 空分 设 备 能 否 正 常运 行 主 要 取 决 于 自动化 控 制 系 统 ,该 系 统 是 煤 化 工 型 空分 设 备 的核 心构 成 部 分 。通 过 对 自动 化 控 制 系 统 的 理论 研 究 和 实 践 开 发 , 有 助 于 自动 控 制 技 术 的 成 熟 与 完 善 。 政 府 相 关 部 门 要 出 台鼓 励政 策 , 支持技术创新 , 不 断 完 善 国 内空 分 设 备 自动 控 制 系 统 的 研 发 体 系 ,以便 全 面 推 动 我 国 市 场 经 济 的发 展 . 为 现 代 化 建设 添砖 加 瓦 。 2 、 大 型 煤 化 工 型 空分 设 备 流 程 组 织 形式 的选 择 大 型 煤 化 工 型空 分 设 备 有 多种 流 程 组 织 形 式 ,科 学 合 理 地 选 择 适 当形 式 .不 仅 能 够 有 效 降 低 投 资 成 本 ,而 且 能 够 节 能 减 排. 这 些 对 投 资 商 来 讲 显得 尤 为重 要 。需 要 指 出 的是 , 选 择 合 理 的流 程 组 织 形 式 要 特 别 注 意 以下 几 方 面 : 第一 , 要 对 具 体 项 目的 用 气 情 况 进 行 全方 位 考 察 , 包 括 氧 氮气 之 和 、 温度变化 、 比例 、 液 体 产 量 以及 参 数 标 准等 ; 第二 , 要 对 不 同流 程 组 织 形 式 进 行 精 准 计算 . 清楚能耗值 . 确保 所 需 单 元 设 备 的货 源 稳 定 ; 第三 , 要 对 所 用 流 程组 织 于 原有 空分 设 备 控 制 系统 的兼 容 状 况 ; 第 四, 要 对 气 体产 品在 生 产 过 程 中的 整体 能耗 进 行 客 观 预估 。比如 , 一 家 大 型 煤 化 工 企 业 在 进行 组 织 流程 选 择 时 ,对 氮 气 增 压循 环 流 程 和 空 气 增 压 循 环 流 程 进 行 了 整 体 能耗 的对 比分 析 ,最 后 发 现 前 者 能 耗 高 出后 者能 耗 3 5 0 k w 。 煤 化 工 项 目的核 心 生 产 流 程所 需 的高 压 氮气温度不低于 8 l ℃ ,若 是采 用 增 压 循 环 流 程 则 需 要 对 高 压 氮 气 进 行 额 外加 热 , 能耗 大 约 为 5 2 0 k w 。 所 以从 整体 能 耗 对 比来讲 , 前 者 更 为 合理 。 3 、 大 型 煤 化 工 型 空分 设 备 的 自动 控 制特 点
空分装置的操作优化浅析
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空分装置的操作优化浅析作者:杨飞来源:《中国化工贸易·上旬刊》2018年第11期摘要:空气分离是根据空气中各组分物理性质的不同,采用变压吸附、膜分离或低温分离等方法,从空气中分离出氧气、氮气,或同时提取氩气、氦气等稀有气体的过程。
近年来,随着我国国民经济的高速发展,不同规模的空分设备广泛运用于钢铁冶金、电子、化工、煤化工、航空航天和油气开采等行业,空分设备也具有较为广阔的发展前景。
本文主要对空分装置的操作优化进行分析探讨。
关键词:空分装置;操作优化;浅析1 前言河南省中原大化集团有限责任公司空分装置采用杭州制氧股份有限公司设计制造的KDON-52000/61100型空分装置。
设计氧气产量52000Nm3/h,氮气产量61100 Nm3/h,氩气产量1600 Nm3/h。
该空分装置采用常温分子筛净化、增压透平膨胀机、填料型上塔、全精馏无氢制氩、液氧(氮)泵增压的内压缩工艺技术。
系统控制采用先进的DCS微机控制技术。
随着空气分离技术的不断发展,空分设备生产工艺的不断进步,人类对生产过程中的能耗也提出了更高的要求。
空分装置氧提取率的高低不但影响装置的生产负荷和能耗,而且对公司总体的生产成本产生直接影响。
目前,我单位空分装置的平均氧提取率只有85%左右,所以通过装置操作优化从而提高空分装置氧提取率,最终达到降低整体能耗目的。
2 空分工艺流程的选择通过对空气分离装置的工作原理和不同工艺流程特点的分析,在工程设计中可依据用户需求,本着技术先进可靠、经济和节能原则,按照以下方法对空分装置的工艺流程进行选择。
2.1 全气态产品的工艺选择2.1.1 氧气产品的工艺选择对于用户需求的产品为气态氧气、纯度不大于95%,且规模较小的空分装置,可选用变压吸附或低温精馏空分工艺。
氧气纯度大于95%、且使用连续的则只能选用低温精馏空分工艺。
膜分离工艺装置不能制取高纯度的氧气,因此,该工艺只适用于锅炉富氧燃烧、污水处理和医疗保健等对氧气纯度要求不高的行业。
空分设备自动化控制系统
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50
工 程 设 计 与 研 究
2第12 0 年1月 总6 2期 0 1
空分设备 自动化控制 系统
张 静
( 部 矿 业 股 份 有 限 公 司 铅 业 分 公 司 气 体 制 造 厂 , 海 西 宁 80 0 ) 西 青 1 0 1
( 摘 要 ] 介绍 了 360m3h空分设备 自动化控制 系统的 网络结构及工作流程 , 0 / 分析 了空分设
能:
2 空气 预 冷 系 统 自动 化 控 制
空冷 塔 水 位 控 制 阀 V1 6 1 2采 用 正 作 用
气 动 薄 膜 控 制 阀 , P D 整 定 阀 门参 数 , 用 I 作
用 是 当空 冷塔 水位 稳定 超 高 时 , 阀 门稍开 , 该 水 位 低时 , 门 稍关 , 现 逻 辑 控 制 , 防 水 阀 实 以
f操 作 台手动 停空 压机 。 .
致 使 空 压 机 发 生 轻 载 动 作 , 空 阀 放
V3 0 0 4全 开 的条件 是 : a排 气压 力超 过 0 5 a . . 3MP b 空压机 喘 振 ; .
为避免 因阀 门 的开 、 反 馈 信 号 不 到 位 而 延 关
误 分子 筛纯 化 系统 时 间程 序 控 制 器 的 延 时 ,
能:
实 现保 护作用 , 避免 分子 筛进 水 。
3 空 压 机 自动 化 控 制
空 压机 可在 就 地 控 制 柜 上控 制 , 可 在 也
a 各 种 监 视 信 息 的显 示 、 询 和 打 印 。 . 查 主要有 工艺 流程 图显 示 、 势显 示 、 数列 表 趋 参 显 示 、 警监 视 、 报 日志查 询 、 系统设 备 监视 等 。 b通过 键盘、 . 鼠标 等 人 机 设 备 , 命 令 对 和参数 进行 修改 , 现系统 的人工干 预 , 实 如在 线参数 修 改 , 制调 节等 。 控
空分自动化
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浅谈空分装置自动化关键字:空分装置,自动化1 概述随着世界工业化进程的不断发展,冶金、化工、造船、机械等传统工业领域规模的日益庞大,及对氧、氮、氩等气体要求的日益增加,空气深度冷冻液化分离方法已成为适应大型工业性生产的首选方法。
它的主要原理是将空气经压缩、冷却和液化后利用空气中氧、氮等气体的沸点不同,采用多次蒸发,多次冷凝的方法进行精馏分离而得到产品,再按不同用途将产品加压贮存和输送给用户。
本文以粤港6000Nm3/h制氧机为例谈一下其控制系统的特点。
2 空气分离流程及其自动控制系统的特点目前,大中型制氧机普遍采用增压分子筛净化全低压流程,即MS流程。
它比切换式换热器(REVEX流程)要简化很多。
MS流程中主换热器只承担冷却加工空气,同时复热返流的气体,不承担水分及二氧化碳的清除任务,因而不需要切换。
以粤港6000Nm3/h制氧机为例,纯化后空气一路经冷箱内换热器到氧氮分馏塔下塔分馏;另一路经增压机增压的空气,到换热器冷却后再经膨胀机膨胀,最后到氧氮分馏塔上塔进行分馏,得到液氧、液氮、产品氧和氩馏份。
氩馏份出冷箱后经过氩纯化系统,然后再返回冷箱氩精馏塔分馏出液氩。
冷箱产生的污氮用于送至纯化系统吸附剂再生。
本项目的关键设备(包括为单体设备配套的仪控设备)均为进口,如氧气机是SULZER公司的,冰机是JOY 公司的,空压机是COPPER公司的。
这个系统的控制点有模拟量输入148点,模拟量输出6l点,RTD输入87点,数字量输入(24VDC)148点,数字量输出(220VAC,50Hz)101点,仪控系统采用HONEYWELL公司生产的MincroTDC-3000X型集散控制系统,如图1所示。
UCN万能控制网是一个符合MAP通讯协议,具有冗余特点的高速通讯网络,可扩展APM先进过程管理站。
因为系统中UCN网上未挂LM逻辑管理站。
因此,在编写类似分子筛吸附器切换的顺序控制程序时,单靠在APM上完成,效率就较低,也不方便,不如在LM上进行简单的快速联锁控制和一般常规的PLc功能。
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浅谈空分装置自动化
摘要:本文介绍了空分装置的现状,简述了粤港6000Nm3/h制氧机的MS流程,并对其自动化系统的配置及典型控制回路进行了分析。
关键词:空分装置集散控制系统防喘振
1概述
随着世界工业化进程的不断发展,冶金、化工、造船、机械等传统工业领域规模的日益庞大,及对氧、氮、氩等气体要求的日益增加,空气深度冷冻液化分离方法已成为适应大型工业性生产的首选方法。
它的主要原理是将空气经压缩、冷却和液化后利用空气中氧、氮等气体的沸点不同,采用多次蒸发,多次冷凝的方法进行精馏分离而得到产品,再按不同用途将产品加压贮存和输送给用户。
本文以粤港6000Nm3/h制氧机为例谈一下其控制系统的特点。
2空气分离流程及其自动控制系统的特点
目前,大中型制氧机普遍采用增压分子筛净化全低压流程,即MS流程。
它比切换式换热器(REVEX流程)要简化很多。
MS流程中主换热器只承担冷却加工空气,同时复热返流的气体,不承担水分及二氧化碳的清除任务,因而不需要切换。
以粤港6000Nm3/h制氧机为例,纯化后空气一路经冷箱内换热器到氧氮分馏塔下塔分馏;另一路经增压机增压的空气,到换热器冷却后再经膨胀机膨胀,最后到氧氮分馏塔上塔进行分馏,得到液氧、液氮、产品氧和氩馏份。
氩馏份出冷箱后经过氩纯化系统,然后再返回冷箱氩精馏塔分馏出液氩。
冷箱产生的污氮用于送至纯化系统吸附剂再生。
本项目的关键设备(包括为单体设备配套的仪控设备)均为进口,如氧气机是SULZER公司的,冰机是JOY公司的,空压机是COPPER公司的。
这个系统的控制点有模拟量输入148点,模拟量输出6l点,RTD输入87点,数字量输入(24VDC)148点,数字量输出(220VAC,50Hz)101点,仪控系统采用HONEYWELL公司生产的MincroTDC-3000X型集散控制系统,如图1所示。
UCN万能控制网是一个符合MAP通讯协议,具有冗余特点的高速通讯网络,可扩展APM先进过程管理站。
因为系统中UCN网上未挂LM逻辑管理站。
因此,在编写类似分子筛吸附器切换的顺序控制程序时,单靠在APM上完成,效率就较低,也不方便,不如在LM上进行简单的快速联锁控制和一般常规的PLc功能。
ICN局域控制网可以实现广泛的数据采集,并通过US集中监控。
HM历史模块采用Winchester硬盘,保证断电期间,数据不丢失,同时HM定时建立系统运行的备用数据库,可下载数据,以使控制数据连续。
系统I/O包括HLAI高电平模拟输入模块,LLADMUL(RTD)模块,模拟量输出AO模块,DO(220VAC,50HZ)模块,DI(24VDC)模块。
系统总I/O负荷占最大允许量的比例小于85%。
负荷率是合理的。
为提高系统的安全可靠性,UCN,LCN,NIM及模块电源均为冗余结构。
需要提一点的是APM与NIM之间的通讯电缆长度一般小于10m,如果超过的话就要加两个连接头,所以中控室的布置上应考虑这一点,使APM与NLM尽量接近。
空分系统有一些成套设备,都附带有控制盘,其中主要是氧压机就地柜,就地柜可以完成对氧压机的常规控制。
在粤港气体工程中,为了便于集中控制,对氧压机的一些重要参数如氧压机出入口压力显示和回流阀的调节,均由DCS完成控制,这就使氧压机单体的流量调节纳入系统总物流的控制中。
在现场就地柜和中控室都可对氧压机进行起/停操作。
为了能使监控准确可靠和对计量的要求,现场变送器选择HONEYWELL的ST3000,900系列智能变送器,低温调节阀选择美国VALTCK阀,质量流量计选择了FISH—ROSMENGT的产品,马达轴承、电机定子、冷箱内等一些不易维护或重要的地方均采用双支热电阻。
另外分析仪表室设有6面分析仪表柜,共12台(其中9台进口),分别用于分析产品纯度、液体空气、粗氩含氧量、污氮中含氧量等过程参量,这些分析仪对于研究分馏状况很有帮助。
对于液氧、液氮、液氩的计量一般采用质量流量计(精度 2.0%左右),但管道需要良好的保
温处理,否则液体汽化会影响测量精度。
对于产量小的液氩也有在冷箱内的精氩缓冲贮槽上设置液位计(精度3.0%左右)间接测量液体产量的,但要考虑到液体液面波动会给测量精度带来影响。
浅谈空分装置自动化:
3典型控制系统分析
3.1空压机控制系统(如图2所示)
通常情况空压机在定压和定流量下运行,当压力或流量过高时,通过调节PV阀和调节放散管FV阀放空流量,以保持一定的压力和流量并避免喘振发生。
当产品需要量变化时,需要对空压机的流量、压力、温度等进行控制,一般空压机在保证液体产量不变的情况下,变工况流量调节范围在75%~108%之间。
图中是通过进冷箱的空气流量FC2来调节MAC入口导叶阀,使进冷箱的空气流量保持在设定值附近。
当前比较实用的自动防喘振控制是当离心式压缩机流量过小,压力过高时,自动打开放空阀为出发点设计的。
UY引入空压机出口压力,空压机出口流量,结合空压机厂家提供的喘振曲线去控制放空调节阀,以避免喘振发生。
为安全考虑,放散阀FV应选FO阀。
当喘振发生时,确保快速疏散,在考虑现场维护方便的情况下,放散阀FV应尽量靠近主管,放散管至消音器的距离也最好短一些。
同时放散管也考虑加粗些,以使道路便利。
3.2增压机防喘振控制
喘振现象是离心式压缩机结构特性引起的。
当流过增压机的空气流量减少到一个最小流量值时,压缩机性能就变得不稳定了。
喘振时,压力和流量大幅度波动将使整个增压机的振动加大,应尽量避免。
负荷减少是压缩机喘振的主要原因,因此需要一个防喘振控制系统,确保在任何转速下,限制压缩机流量Ql不会小于喘振极限线所对应的极限流量Qp,并且希望增压机的正常操作点尽量远离喘振时的操作点,这样可以保证有较大的压缩机流量调节范围。
因此采取循环流量法,可以防止进入喘振区。
让压缩机通过的流量总是大于某一定值流量,当增压机吸入量Q1大于Qp时,旁路阀关死;当Q1小于Qp时,旁路阀打开,使通过增压机气流量增大到大于Qp,结果向管网系统供气量将会减少,以适应负载减小的需要。
Qp是一定值,正确选定Qp是关键,Qp通常选最大转速时的喘振极限流量作为Fc的给定值。
但有一个问题是,当增压机低速运行时,虽然增压机未进入喘振区,但入口气量也有可能小于设定值(设定值是按最大转速流量设定的),结果是旁路阀打开,部分气体回流,造成能量的浪费。
因此负荷经常变化时,这种方法就不太适合了。
另外有时往往不能在增压机入口管线上安装节流装置,因为在入口管上测流量会造成压力降,所以,要在增压机出口管线上安装节流装置,如图3所示
本工程中对应的流量Ql比喘振极限流量Qp略大5%~10%。
3.3加氢比值调节控制系统在氧化炉内从粗氩塔而来的粗氩与氢气反应以除去粗氩中氧。
氧化炉入口粗氩流量与其检测出的含氧量相乘,从而计算出粗氩中实际的氧气体积流量,同时考虑到在氧化炉内反应之后的过量氢气(约1%),可以计算出需加入氢气的实际体积流量。
反应后,使工艺氩中含氧量小于3ppm,过量氢含量小于l%。
如果粗氩塔中粗氩含氧量大于4.5%,或进口温度较低,则停止粗氩压缩机。
因为粗氩含氧量过高,说明分馏过程有问题,会使氧的产量受影响,同时通过氧化炉降低氧含量也会较困难。
此控制系统中,送入氧化炉内氢气和粗氩分别有各自的流量调节回路。
氢气流量回路的设定氢氧比值计算器。
同时当主负荷粗氩提降时,投入的氢量也跟踪提降,并使两者比值不变。
氢气的流量测量精度在这里是比较重要的,本项目采用小孔板测量。
3.4再生污氮温度控制系统
该系统中污氮和蒸气送入蒸汽加热器。
污氮加热后送入分子筛纯化系统,用来再生分子筛吸附剂,在粤港气体工程中,通过调节蒸气流量来稳定送出的再生污氮温度。
但可以看出这个控制系统有缺陷,如果进入加热器的污氮流量发生变化时,会影响加热器出口污氮的温度;同时因为温度检测量变化较慢,用它来控制蒸汽进量有滞后的问题。
所以如果采用前馈控制,将污氮流量变化这一先导干扰引入控制回路中,就可提高响应速度,稳定温度。
但为了保证前馈补偿的精度,对控制阀的要求较严格,通过把前馈控制器的输出与温度控制器的输出叠加后作为蒸汽流量控制器的给定值,从而构成前馈.串级控制,效果会更好些。
4结束语
当今,空气分离技术越来越朝专业化、规模化、标准化的方向发展,在保证最大收益的前提下,努力降低能耗是这项技术面临的主要工作。
在实际工作中善于发现系统存在的问题,改善流程控制方案,必将进一步提高空气分离的自动化控制技术水平。
参考文献
l李伟常.空压机应用.机械工业出版社。
1987
2牟龄之.分馏技术.化工出版社。
1971.
浅谈空分装置自动化:。