空分裝置自動化解決方案

分類：解決方案日期：2009-08-25 08:42:29 來源：廠商

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、設備、控制與生產(chǎn)管理的工程及應用研發(fā)，通過采用先進的工藝設計、專業(yè)的工程實施隊伍、領先的控制技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術與現(xiàn)代測量技術，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化整體解決方案。目前成功實施的制氧（空分）裝置項目有近百個，其中產(chǎn)量在1萬m³/h以上的裝置項目有近三十個。中控與杭氧股份有限公司、開封空分集團有限公司、四川空分設備（集團）有限責任公司都有過良好的合作，積累了豐富的制氧（空分）裝置項目管理、實施經(jīng)驗，在實現(xiàn)空分裝置行業(yè)生產(chǎn)自動化、優(yōu)化工藝、降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)生產(chǎn)過程快速、穩(wěn)定、高效運行的同時，也為空分裝置行業(yè)用戶應對激烈市場競爭提供了全方位的技術與產(chǎn)品支持。

二、制氧（空分）工藝簡介

深度冷凍技術是當前使用最為廣泛的空氣分離技術，也是各國在空氣分離技術競爭上的焦點。深冷空分的基本工藝流程是：空氣從空氣吸入塔進入工藝系統(tǒng)，經(jīng)過過濾和空氣壓縮機加壓后，進入空氣預冷塔，用冷卻水對空氣進行冷卻，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和乙炔等部分碳氫化合物。經(jīng)凈化的空氣在膨脹機中進行膨脹,溫度急劇下降。在分餾塔系統(tǒng)中，經(jīng)前面工段加壓、凈化、膨脹的空氣將實現(xiàn)分離，最終得到氧氣和氮氣。圖1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。整個空分系統(tǒng)控制的難點和重點是空壓機組的聯(lián)鎖保護和防喘振控制、分子篩（純化器）系統(tǒng)的時序控制，還有外壓縮流程的氧透/氮透聯(lián)鎖啟停過程控制和內壓縮流程的循環(huán)壓縮機聯(lián)鎖保護控制。

3.1 空氣壓縮機組報警聯(lián)鎖保護和防喘振控制

◆ 空壓機報警聯(lián)鎖保護功能

空壓機報警聯(lián)鎖保護所引用的條件參數(shù)有軸振動、軸位移、過濾器前油壓、過濾器后油壓、主油壓、油溫、主電機電流、三級排氣壓力、油泵運行信號、三級進氣溫度等。

◆ 空壓機防喘振控制

將主電機電流（最大工作電流作為給定）、三級排氣壓力（設定值可修改）作為控制對象參數(shù)，分別采用兩個PID調節(jié)器來調節(jié)，空壓機剛啟動時入口導葉漸開輸出，由此調節(jié)器輸出和漸開輸出在自動調節(jié)時通過低選器輸出調節(jié)導葉和放空閥，手動時直接輸出開度。但需注意放空閥的開合特性與入口導葉相反，手自動切換時需考慮無擾動切換。

3.2 分子篩（純化器）時序控制

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狀態(tài)，下一步工作的開始依賴于時間和上一步閥門動作是否到位的狀態(tài)反饋，時間或狀態(tài)反饋不滿足要求，電磁閥將維持原有狀態(tài)并延時報警。

3.3 氧氣/氮氣透平壓縮機組啟停控制和聯(lián)鎖保護（外壓縮）

氧透和氮氣系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制比較復雜，邏輯判斷動作和順控方案比較多，主要控制有：啟動判斷和啟動過程順控，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
福建省三鋼有限責任公司	20000Nm3/h空分裝置
邯鄲鋼鐵集團股份有限公司	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
山東萊蕪鋼鐵集團有限公司	12000Nm3/h空分裝置
河北瑞豐鋼鐵有限責任公司	12000Nm3/h空分裝置
萍鄉(xiāng)鋼鐵集團有限責任公司	10000Nm3/h空分裝置（2＃）
萍鄉(xiāng)鋼鐵集團有限責任公司	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#）
成都宇晉集團有限公司	10000Nm3/h空分裝置（1#、2#）
四川達州鋼廠	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
泰安泰山復合材料工業(yè)園投資有限公司	10000Nm3/h空分裝置
山東萊鋼2號	10000Nm3/h空分裝置
山東萊鋼1號	10000Nm3/h空分裝置
江西南昌鋼鐵有限責任公司	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