制氧机空分系统的设计与实现
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随着国家节能减排政策的深入人心 ， 利用 自动 化控制技术实现设备低消耗 、 低排放成为研究方 向。文章对 莱钢制氧机组压缩机 自动化控制系统 的设 计 组 态及 技 术 特点 进 行 阐述 。该 控 制 系统 是 西 门子 Ｐ Ｃ Ｓ ７ 过 程控制 系统 ， 实 现 了空分 系统 的防喘 振控制 、 冲击信号 自修正 、 压力调节等功能 ， 在保证 设备安全 ｌ 生 能的基础上， 大大降低排放率和停机率。
１ 制 氧工 艺流 程简 介
馏塔 ， 冷空气在分馏塔 中被预分离 。分离 出的氩 气 进入球罐 ， 另外 的氧气 和氮气 由其对应 的压缩 机进一步压缩进入球罐ｕ Ｉ ， 整个流程如图 １ 所示。
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空气 通过 空气 过滤 器去 除灰尘 和机 械杂 质 后， 由空 压 机压 缩 至所 需 工 艺 压力 ， 压缩 后 的空 气 在空气冷却塔中以对流形式被两层喷淋冷却水冷 却和清洗 ， 在下部空气被循环冷却水预冷 ， 然后在 上部被来 自蒸发冷却塔和冷冻机的低温冷冻水进 步冷却 ， 空气 中可溶于水的化学杂质也被下 降 的冷却水清洗 吸收 ， 然后气体再经过分子筛 ， 除去 其 中的水分 、 二氧化碳和其他碳氢化合物 ， 经分子 筛装 置干燥 纯化的空气直接进入冷箱 ， 在 主换热 器中分别被污氮气和部分产品氮气冷却至近似于 零点温度 ， 低 温空分工艺的冷量是 由膨胀机 中透 平空气的绝热膨胀产生的 ， 膨 胀 后 的 空 气 进 入 分
使用与维护
・
第３ １ 卷２ ０ １ ３ 年第 ３ 期（ 总第 １ ６ ５ 期）
使 用 与维 护 ・
制 氧机 空分 系统的设计与实现
马春 霞 王振 中
（ 山钢股份 莱芜 分公 司 自动化部 莱芜
【 摘
２ ７ １ １ ０ ４ ）
要】 简述 了制氧机 空分 系统的工 艺流程 、 控制 系统 结构的设计及控制功 能的 实现 ， 在保证设备安全性 控制 功能 硬件 配置
能的基础上 ， 大大 降低 了排放率和停机 率。 【 关键词】 制氧机 空分 系统
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图 １ 制氧工艺流程
２ 空分控 制 系统硬 件 配置
空分 装 置 采 用 西 门子 Ｐ Ｃ Ｓ ７ 过程 控 制 系统 ， 在
栏 目编辑 ： 陈振华
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第３ １ 卷２ ０ １ ３ 年第 ３ 期（ 总第 １ ６ ５ 期）
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使用 与维 护
主控制室设两 台上位机监控 ， 一 台是为工程师站 （ 兼作操作员站 ） ， 另一 台为操作员站 ， 系统应用开 发软件为西 门子 Ｐ Ｃ Ｓ ７ 软件包 ， 操作平 台为英文版 ＷＩ Ｎ Ｄ Ｏ ＷＳ ２ ０ ０ ０ 或 ＷＩ Ｎ Ｄ Ｏ ＷＳ Ｘ Ｐ 操 作 系统 。通 过 标准 Ｔ Ｃ Ｐ Ｈ Ｐ 协 议 以太 网 ， 实 现 整个 流 程 中 的 自动 控制 、 数据通信及上位机管理－ ｚ 。上位机 的人机界 面采用 西 门子 的 ＷＩ Ｎ Ｃ Ｃ 监 控软件 ， 实现对 温度 、 压 力、 流量 、 振动等各种工艺参数的集 中监视 、 记录 、 归档并 报警 ， 可完 整地监 控整 个 系统 的生 产情 况 。硬 件 配置如 图 ２ 所示。
随着国家节能减排政策的深入人心 ， 利用 自动 化控制技术实现设备低消耗 、 低排放成为研究方 向。文章对 莱钢制氧机组压缩机 自动化控制系统 的设 计 组 态及 技 术 特点 进 行 阐述 。该 控 制 系统 是 西 门子 Ｐ Ｃ Ｓ ７ 过 程控制 系统 ， 实 现 了空分 系统 的防喘 振控制 、 冲击信号 自修正 、 压力调节等功能 ， 在保证 设备安全 ｌ 生 能的基础上， 大大降低排放率和停机率。
１ 制 氧工 艺流 程简 介
馏塔 ， 冷空气在分馏塔 中被预分离 。分离 出的氩 气 进入球罐 ， 另外 的氧气 和氮气 由其对应 的压缩 机进一步压缩进入球罐ｕ Ｉ ， 整个流程如图 １ 所示。
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空气 通过 空气 过滤 器去 除灰尘 和机 械杂 质 后， 由空 压 机压 缩 至所 需 工 艺 压力 ， 压缩 后 的空 气 在空气冷却塔中以对流形式被两层喷淋冷却水冷 却和清洗 ， 在下部空气被循环冷却水预冷 ， 然后在 上部被来 自蒸发冷却塔和冷冻机的低温冷冻水进 步冷却 ， 空气 中可溶于水的化学杂质也被下 降 的冷却水清洗 吸收 ， 然后气体再经过分子筛 ， 除去 其 中的水分 、 二氧化碳和其他碳氢化合物 ， 经分子 筛装 置干燥 纯化的空气直接进入冷箱 ， 在 主换热 器中分别被污氮气和部分产品氮气冷却至近似于 零点温度 ， 低 温空分工艺的冷量是 由膨胀机 中透 平空气的绝热膨胀产生的 ， 膨 胀 后 的 空 气 进 入 分
使用与维护
・
第３ １ 卷２ ０ １ ３ 年第 ３ 期（ 总第 １ ６ ５ 期）
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制 氧机 空分 系统的设计与实现
马春 霞 王振 中
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【 摘
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要】 简述 了制氧机 空分 系统的工 艺流程 、 控制 系统 结构的设计及控制功 能的 实现 ， 在保证设备安全性 控制 功能 硬件 配置
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２ 空分控 制 系统硬 件 配置
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栏 目编辑 ： 陈振华
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第３ １ 卷２ ０ １ ３ 年第 ３ 期（ 总第 １ ６ ５ 期）
％ 如 ０ｓ电Ｇ ８雷８雷８雷电 雷 雷县岔８雷０雷８雷８ 屯酋 ８雷ｇｓ 铂
使用 与维 护
主控制室设两 台上位机监控 ， 一 台是为工程师站 （ 兼作操作员站 ） ， 另一 台为操作员站 ， 系统应用开 发软件为西 门子 Ｐ Ｃ Ｓ ７ 软件包 ， 操作平 台为英文版 ＷＩ Ｎ Ｄ Ｏ ＷＳ ２ ０ ０ ０ 或 ＷＩ Ｎ Ｄ Ｏ ＷＳ Ｘ Ｐ 操 作 系统 。通 过 标准 Ｔ Ｃ Ｐ Ｈ Ｐ 协 议 以太 网 ， 实 现 整个 流 程 中 的 自动 控制 、 数据通信及上位机管理－ ｚ 。上位机 的人机界 面采用 西 门子 的 ＷＩ Ｎ Ｃ Ｃ 监 控软件 ， 实现对 温度 、 压 力、 流量 、 振动等各种工艺参数的集 中监视 、 记录 、 归档并 报警 ， 可完 整地监 控整 个 系统 的生 产情 况 。硬 件 配置如 图 ２ 所示。