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技術(shù)頻道

空分裝置自動(dòng)化解決方案

一、前言

中控一直致力于空分裝置行業(yè)生產(chǎn)過程的工藝、設(shè)備、控制與生產(chǎn)管理的工程及應(yīng)用研發(fā),通過采用先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)、專業(yè)的工程實(shí)施隊(duì)伍、領(lǐng)先的控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代測量技術(shù),中控能為廣大空分裝置行業(yè)用戶提供針對空分裝置行業(yè)生產(chǎn)裝備與工藝的綜合自動(dòng)化整體解決方案。目前成功實(shí)施的制氧(空分)裝置項(xiàng)目有近百個(gè),其中產(chǎn)量在1m3/h以上的裝置項(xiàng)目有近三十個(gè)。中控與杭氧股份有限公司、開封空分集團(tuán)有限公司、四川空分設(shè)備(集團(tuán))有限責(zé)任公司都有過良好的合作,積累了豐富的制氧(空分)裝置項(xiàng)目管理、實(shí)施經(jīng)驗(yàn),在實(shí)現(xiàn)空分裝置行業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、優(yōu)化工藝、降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程快速、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的同時(shí),也為空分裝置行業(yè)用戶應(yīng)對激烈市場競爭提供了全方位的技術(shù)與產(chǎn)品支持。

二、制氧(空分)工藝簡介

深度冷凍技術(shù)是當(dāng)前使用最為廣泛的空氣分離技術(shù),也是各國在空氣分離技術(shù)競爭上的焦點(diǎn)。深冷空分的基本工藝流程是:空氣從空氣吸入塔進(jìn)入工藝系統(tǒng),經(jīng)過過濾和空氣壓縮機(jī)加壓后,進(jìn)入空氣預(yù)冷塔,用冷卻水對空氣進(jìn)行冷卻,經(jīng)冷卻后的空氣送入純化系統(tǒng)(MS系統(tǒng)),空氣經(jīng)過純化系統(tǒng)吸附凈化后,除去空氣中的水分、CO2和乙炔等部分碳?xì)浠衔铩=?jīng)凈化的空氣在膨脹機(jī)中進(jìn)行膨脹,溫度急劇下降。在分餾塔系統(tǒng)中,經(jīng)前面工段加壓、凈化、膨脹的空氣將實(shí)現(xiàn)分離,最終得到氧氣和氮?dú)狻D1是空分裝置工藝總貌圖。

三、制氧(空分)行業(yè)控制方案

在整個(gè)空分生產(chǎn)裝置的控制形式上,大部分采用的是常規(guī)控制。整個(gè)空分系統(tǒng)控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)是空壓機(jī)組的聯(lián)鎖保護(hù)和防喘振控制、分子篩(純化器)系統(tǒng)的時(shí)序控制,還有外壓縮流程的氧透/氮透聯(lián)鎖啟停過程控制和內(nèi)壓縮流程的循環(huán)壓縮機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)控制。

3.1 空氣壓縮機(jī)組報(bào)警聯(lián)鎖保護(hù)和防喘振控制

空壓機(jī)報(bào)警聯(lián)鎖保護(hù)功能

空壓機(jī)報(bào)警聯(lián)鎖保護(hù)所引用的條件參數(shù)有軸振動(dòng)、軸位移、過濾器前油壓、過濾器后油壓、主油壓、油溫、主電機(jī)電流、三級排氣壓力、油泵運(yùn)行信號、三級進(jìn)氣溫度等。

空壓機(jī)防喘振控制

將主電機(jī)電流(最大工作電流作為給定)、三級排氣壓力(設(shè)定值可修改)作為控制對象參數(shù),分別采用兩個(gè)PID調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié),空壓機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)入口導(dǎo)葉漸開輸出,由此調(diào)節(jié)器輸出和漸開輸出在自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)通過低選器輸出調(diào)節(jié)導(dǎo)葉和放空閥,手動(dòng)時(shí)直接輸出開度。但需注意放空閥的開合特性與入口導(dǎo)葉相反,手自動(dòng)切換時(shí)需考慮無擾動(dòng)切換。

3.2 分子篩(純化器)時(shí)序控制

分子篩的自控以安全第一,功能齊全,操作方便為原則。分子篩純化器一般都有兩組,一組工作,一組再生,交替切換。對于單一分子篩來講,工作過程如圖4所示:

在以上各步驟中,各電磁閥都有確定的開關(guān)狀態(tài),下一步工作的開始依賴于時(shí)間和上一步閥門動(dòng)作是否到位的狀態(tài)反饋,時(shí)間或狀態(tài)反饋不滿足要求,電磁閥將維持原有狀態(tài)并延時(shí)報(bào)警。

3.3 氧氣/氮?dú)馔钙綁嚎s機(jī)組啟停控制和聯(lián)鎖保護(hù)(外壓縮)

氧透和氮?dú)庀到y(tǒng)的聯(lián)鎖控制比較復(fù)雜,邏輯判斷動(dòng)作和順控方案比較多,主要控制有:啟動(dòng)判斷和啟動(dòng)過程順控正常停車順控重故障條件判斷和順控停車噴氮停車條件判斷和順控,油加熱器和油泵啟停聯(lián)鎖。

四、典型業(yè)績

下面是中控在空分行業(yè)的典型業(yè)績清單:

典型用戶

項(xiàng)目名稱

唐山松汀鋼鐵有限公司

20000Nm3/h空分裝置

福建省三鋼有限責(zé)任公司

20000Nm3/h空分裝置

邯鄲鋼鐵集團(tuán)股份有限公司

20000Nm3/h空分裝置

杭州杭氧股份有限公司

15000Nm3/h空分裝置

遼寧五礦營口中板有限責(zé)任公司

15000Nm3/h空分裝置

石家莊京聯(lián)特種氣體公司

15000Nm3/h空分裝置

山西豐喜肥業(yè)集團(tuán)股份有限公司臨猗分公司

14000Nm3/h空分裝置

湖南智成

12000Nm3/h空分裝置

山東壽光巨能

12000Nm3/h空分裝置

山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司

12000Nm3/h空分裝置

河北瑞豐鋼鐵有限責(zé)任公司

12000Nm3/h空分裝置

萍鄉(xiāng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司

10000Nm3/h空分裝置(2#)

萍鄉(xiāng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司

10000Nm3/h空分裝置

西昌新鋼業(yè)電子公司

10000Nm3/h空分裝置

山西宇晉鋼鐵廠

10000Nm3/h空分裝置(1#2#

成都宇晉集團(tuán)有限公司

10000Nm3/h空分裝置(1#2#

四川達(dá)州鋼廠

10000Nm3/h空分

簡陽空分廠(山西宇晉)

10000Nm3/h空分裝置(2#

四川僑源氣體有限公司

10000Nm3/h空分裝置

上海中原化工有限公司氧氣廠

10000Nm3/h空分裝置

山西文水海威鋼鐵有限公司

10000Nm3/h空分裝置

泰安泰山復(fù)合材料工業(yè)園投資有限公司

10000Nm3/h空分裝置

山東萊鋼2

10000Nm3/h空分裝置

山東萊鋼1

10000Nm3/h空分裝置

江西南昌鋼鐵有限責(zé)任公司

10000Nm3/h空分裝置

湖南冷水江博大鋼鐵有限公司

10000Nm3/h空分裝置

開封市長順儀表有限公司

10000Nm3/h空分裝置

河南林州風(fēng)寶鋼鐵有限公司

10000Nm3/h空分裝置

河北欒南鋼鐵有限公司

10000Nm3/h空分裝置

河北興華鋼鐵有限公司

10000Nm3/h空分裝置

河北武安鋼廠

10000Nm3/h空分裝置

河北淶源鋼廠

10000Nm3/h空分裝置

福建省三明鋼鐵廠

10000Nm3/h空分裝置

廣西萬鑫鋼鐵有限公司

10000Nm3/h空分裝置



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