DCS在制氧的應(yīng)用最佳操作法（工程師培訓(xùn)）

DCS在制氧的應(yīng)用最佳操作法（工程師培訓(xùn)）制氧分廠一期使用的是23000NM3/H制氧機組。工藝比較復(fù)雜，其工藝流程為：原料空氣經(jīng)過空氣過濾器過濾后，被壓縮機壓縮到0.45—0.5Mpa之間,流量控制在111500NM3/H左右，通過預(yù)冷系統(tǒng),把空氣冷卻到10℃左右,再通過分子篩純化除去水和二氧化碳等雜質(zhì)，凈化空氣主氣流直接進(jìn)入冷箱，在主換熱器進(jìn)行換熱，其余的凈化空氣送入空氣增壓機壓縮，其中一部分通過膨脹機制冷，進(jìn)入冷箱。利用空氣中各個組分冷凝溫度不同的原理，在精餾塔內(nèi)分餾出氧氣、氮氣、氬氣，一部分送入儲槽，一部分通過液氧泵、液氮泵、液氬泵、氮壓機把合格氣體分別送管網(wǎng)，供用戶使用。此套制氧設(shè)備采用YAKOGAWA的CS3000集散控制系統(tǒng)，用于監(jiān)控制氧機的各個工藝流程，完成數(shù)據(jù)采集、過程控制、邏輯控制和快速聯(lián)鎖控制等功能，對過程參數(shù)進(jìn)行顯示、報警、趨勢記錄、操作記錄、報表自動打印等。其系統(tǒng)構(gòu)成可分為：兩臺HIS操作站，生產(chǎn)操作人員通過操作員站實現(xiàn)對過程參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)和控制系統(tǒng)的在線監(jiān)視和操作；一臺工程師站，維護(hù)人員對系統(tǒng)組態(tài)、邏輯控制修改、軟件調(diào)試等工作；兩套FCS控制站，用于過程I/O信號處理，完成模擬量、開關(guān)量數(shù)據(jù)采集，模擬量調(diào)節(jié)、順序控制等實時控制運算功能。為保證系統(tǒng)的可靠性，DCS系統(tǒng)的控制單元、電源和通訊模板等均進(jìn)行雙重化配置。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中：

空壓機控制需求為啟動前工藝條件滿足后，設(shè)定出口壓力PIC7038為0.53MPa才發(fā)出允許啟動信號，延時80s,空壓機啟動。正常后油系統(tǒng)切換，停止輔助油泵運行，出口壓力必須控制穩(wěn)定，出口放空調(diào)節(jié)閥FIC7035，通過調(diào)節(jié)放空閥開度，以控制空壓機出口壓力穩(wěn)定。由DCS對61點空壓機報警連鎖點進(jìn)行跟蹤控制，到停機值自動停機。預(yù)冷系統(tǒng)目的把空氣冷卻到工藝需要的10℃，空氣從空冷塔下部進(jìn)入，向上走從頂部出，冷卻水通過冷凍機冷卻，由水泵加壓從空冷塔上部進(jìn)，噴淋而下，冷卻由下而上的空氣，最后冷卻水通過調(diào)節(jié)閥排出，為防止空冷塔底部無液和冷卻水液位過高造成事故，要求嚴(yán)格控制液位LT1007A，LT1007B，LT1007C，一方面控制液位不能過低，保證冷卻空氣的水量，一方面防止液位過高，過多水分進(jìn)入分子篩。純化系統(tǒng)采用立式、雙層，徑向流，內(nèi)部填充分子篩和氧化鋁。主要功能為吸附空氣中的水、二氧化碳等雜質(zhì)。主要設(shè)備有兩個分子篩R01/R02和一個再生加熱器E08，一個特殊再生電加熱器E09。其中一個分子篩工作時，另一個分子篩用加熱器加了熱的污氮反吹除去吸附在分子篩的水、二氧化碳等，完成后用常溫污氮冷卻分子篩，2.6小時后分子篩自動切換。共有13個調(diào)節(jié)閥和切換閥，全由DCS自動控制。分子篩純化系統(tǒng)的自動切換控制至關(guān)重要，其順控極其復(fù)雜，同時也突出DCS的功能性。據(jù)工藝要求，分子篩運行分為10步：R01運行；R01高壓隔離，關(guān)閉KV1201、KV1203；R01卸壓，打開KV1209氣體排放，當(dāng)內(nèi)部壓力低于0.008MPa時,PSLL1227內(nèi)部壓力控制觸發(fā)進(jìn)入下一步,若超過5分鐘未觸發(fā),報警并停止程序控制器工作；R01放空，打開KV1205、KV1207R01再生，關(guān)閉KV1209、打開KV1240，加熱計時器開始工作若FIC1213不滿足條件，加熱故障停止運行；R01冷吹，打開KV1241、關(guān)閉KV1240，冷吹計時器開始工作10分鐘后E08溫度仍高，TSL1247A/B報警，如果FIC1213冷吹量低，計時器停止。當(dāng)計時器運行結(jié)束TDSL1223未被觸發(fā)停止運行；R01低壓隔離，關(guān)閉KV1205、KV1207、KV1241；R01升壓，打開KV1211（控制曲線）升壓氣源來自R02，當(dāng)差壓PDI1227低于0.004MPa,內(nèi)部運算觸發(fā)進(jìn)入下一步，否則停止運行;R01和R02并聯(lián),打開KV1201、KV1203；切換， 關(guān)閉KV1211、KV1202、KV1204，R02開始工作，R01進(jìn)入再生階段。每個時間段操作工可以根據(jù)運行情況延長或縮短運行時間。啟動時可以從任意時間段啟動，并可從上次停車時的時間段啟動。在冷吹，均壓等階段，要對壓力，流量閥位自動調(diào)節(jié)。根據(jù)運行不同時間段，程序必須聯(lián)鎖住分子篩的加熱器，不用加熱的時間段，斷開加熱器，操作工也不能開啟加熱器。在分子篩純化系統(tǒng)中，最主要的是分子篩切換閥的自動控制，均壓閥及卸壓閥的調(diào)節(jié)控制，再生污氮流量的控制等，它們的調(diào)節(jié)質(zhì)量直接影響整個空分裝置的穩(wěn)定運行。在升壓的不同時段，對閥門開度變化速率分別進(jìn)行設(shè)定，在CS3000中利用PG-L13塊實現(xiàn)KV1211閥門的緩開過程。該功能塊可設(shè)13個折線段，在每個折線內(nèi)時間和閥門的開度可任意設(shè)置，為保持均壓穩(wěn)定。精餾系統(tǒng)功能是分離出各種氣體，需要控制對壓力、流量、低溫液體液位、調(diào)節(jié)閥等，進(jìn)行控制。膨脹機功能是產(chǎn)生冷量，進(jìn)入塔內(nèi)。出口溫度-172度左右。空氣沖擊膨脹機葉輪，使膨脹機旋轉(zhuǎn)帶動增壓機旋轉(zhuǎn)，對外做功，空氣溫度下降，產(chǎn)生冷量。需要控制的有增壓機流過的空氣流量，油壓、轉(zhuǎn)速、軸承溫度超出設(shè)定值時停膨脹機。分離出的產(chǎn)品，純度合格后部分送儲槽，部分通過變頻控制的液氧泵、液氮泵、液氬泵供用戶。氮壓機將0.1MPa壓縮到1.1MPa,送出。所有產(chǎn)品流量由DCS實現(xiàn)溫壓補償，氧氣、氮氣、氬氣等流量作流量累積，形成報表記錄。DCS對分子篩KV1211均壓閥的控制目前分子篩純化器已普遍應(yīng)用于大型制氧機上，分子篩純化系統(tǒng)的自動切換控制至關(guān)重要。在分子篩純化系統(tǒng)中，最主要的是分子篩切換閥的自動控制，均壓閥及卸壓閥的調(diào)節(jié)控制，加熱閥、冷吹閥及污氮放空閥、再生污氮流量的控制等，其調(diào)節(jié)質(zhì)量直接影響整個空分裝置的穩(wěn)定運行。在23000NM3/H制氧機組中KV1211均壓閥的調(diào)節(jié)不當(dāng)、閥門動作不正常，會造成整個分子篩延時，甚至分子篩停止工作，導(dǎo)致整個空分系統(tǒng)無法正常工作，引起空壓機放空，甚至造成停機事故。KV1211均壓閥由DCS進(jìn)行控制，在CS3000系統(tǒng)中利用PG-L13塊MLD塊實現(xiàn)閥門的工作特性，滿足工藝要求。該功能塊可設(shè)13個折線段，在每個折線段內(nèi)可以對時間和閥門的開度進(jìn)行任意設(shè)定?，F(xiàn)場閥門由SIEMENSSipartps2定位器進(jìn)行直接控制，保證閥門有效動作。出現(xiàn)故障時：要確認(rèn)分子篩運行到第幾步，只有在升壓和并聯(lián)兩個步驟下，可以對KV1211進(jìn)行操作。其他步驟下，KV1211關(guān)閉，嚴(yán)禁操作；當(dāng)進(jìn)入到升壓時，KV1211開始動作，此時不要操作，當(dāng)兩個分子篩壓力接近時，符合工藝條件下開始對閥門打點測試，此閥為對數(shù)特性1：25；在DCS將KV1211打手動，給定控制信號，如閥門動作不到位，檢查氣源給定是否正常，PS2給定和輸出是否一致，閥門反饋是否正常，PS2內(nèi)部組態(tài)：進(jìn)入內(nèi)部菜單，檢查選項1是轉(zhuǎn)角turu還是直行程way；選擇選項2是33°或90°匹配行程；檢查選項7是正作用riSE還是反作用FALL；選項12是線性Lin還是正反對數(shù)特性；檢查其余30選項，設(shè)置是否合適；如自動調(diào)校，進(jìn)入選項4，開始測試；如手動調(diào)校，進(jìn)入選項5，手動給定0和100%，開始測試；測試結(jié)束，如PS2故障更換。閥門動作是否符合設(shè)置，動作是否滯后，如需要，可更改DCS中KV1211的PID特性，看閥門動作曲