科技論壇大型空分控制聯(lián)鎖保護(hù)和電氣安全保護(hù)設(shè)計(jì)劉衛(wèi)紅(唐山科創(chuàng)技術(shù)商務(wù)有限公司,河北唐山063000摘前,國(guó)內(nèi)大型空分工程為數(shù)不多,作者經(jīng)過(guò)十多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)深度冷凍法的空分比較了解。本文通過(guò)對(duì)空分工藝、設(shè)備的介紹,詳細(xì)闡述儀表聯(lián)鎖保護(hù)、電氣安全保護(hù)的設(shè)計(jì)措施。通過(guò)采用υCS集散型控制系統(tǒng)操作人員可在工作站上對(duì)空分裝置及輔助設(shè)施的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視、操作和控制,也可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)杋旁盤(pán)操作;電氣安全主要是供電倸安措施采取雙路,當(dāng)-路電源發(fā)生故障時(shí)母聯(lián)自動(dòng)投入,并可同時(shí)滿(mǎn)足空分用電設(shè)備全部供電;廠(chǎng)區(qū)所有電氣設(shè)備可靠接地設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:大型空分;控制聯(lián)鎖;電氣安全空分設(shè)備裝置采用空氣深冷分離技術(shù),即采用機(jī)械的方法,通過(guò)冷表1火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域電氣設(shè)備防護(hù)等級(jí)表媒使純凈的壓縮空氣液化,和用氣體不同的沸點(diǎn)蒸餾使之分離,分別提取氧、氮和氬?？辗旨夹g(shù)的特點(diǎn)是產(chǎn)品氣體純度高,適用于大規(guī)模氣體感震2座生產(chǎn)的過(guò)程,是目前國(guó)內(nèi)外所有大型氣體生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的工藝。工藝過(guò)程包括空氣凈化及壓縮,預(yù)冷及純化,空氣精餾、無(wú)氫制氬;主要工■2■IPH藝設(shè)備有空氣過(guò)濾器,原料空壓機(jī),空冷、水冷塔,純化器,分餾塔,氧氮曹■昌■2IPs是IP4壓縮機(jī)、液體儲(chǔ)罐和汽化器等■P魯■大型空分工藝復(fù)雜、設(shè)備較多,所以在儀表聯(lián)鎖保護(hù)及控制電氣■2碧■安全設(shè)計(jì)等方面顯得尤為重要,本文將在這兩方面重點(diǎn)介紹。1聯(lián)鎖保護(hù)及控制措施設(shè)計(jì)l.1自動(dòng)控制系統(tǒng)。為適應(yīng)工藝流程的需要,儀控系統(tǒng)采用DCS集流程畫(huà)面,動(dòng)態(tài)顯示工藝參數(shù)操作畫(huà)面,參數(shù)越限報(bào)警畫(huà)面,趨勢(shì)畫(huà)面母線(xiàn)分段,正常工作時(shí)兩路10V母線(xiàn)分段運(yùn)行。當(dāng)一路電源發(fā)生故障等。操作人員可在工作站上對(duì)空分裝置及輔助設(shè)施的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)時(shí)母聯(lián)投入,并可同時(shí)滿(mǎn)足空分用電設(shè)備全部供電。供電電源保安措施視、操作和控制,也可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)旁盤(pán)操作。產(chǎn)品儲(chǔ)存系統(tǒng)的壓力調(diào)采取雙路10kⅤ供電。配電變壓器冗余配置,單母線(xiàn)分段帶母聯(lián),平時(shí)分節(jié),流量、溫度監(jiān)測(cè),緊急放散等信號(hào)的監(jiān)測(cè)與控制,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)溫段運(yùn)行,當(dāng)一路故障時(shí),另一路自動(dòng)投入。DCs系統(tǒng)和電信系統(tǒng)設(shè)置專(zhuān)度、流量、壓力等信號(hào)的監(jiān)測(cè)和控制,也進(jìn)入DCS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行集中用的過(guò)電壓保護(hù)裝置及UFS應(yīng)急電源。監(jiān)控22火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域劃分和電氣設(shè)備防護(hù)等級(jí)。按《深度冷凍法生產(chǎn)氧2檢測(cè)和控制項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)設(shè)置如下檢測(cè)和控制項(xiàng)目:12.1空氣氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》B6912-2008第46節(jié),本項(xiàng)目透平氧預(yù)冷系統(tǒng):空氣進(jìn)岀塔溫度、外界供水溫度、空冷塔、水冷塔排水溫度顯壓機(jī)防護(hù)墻內(nèi)、液氧儲(chǔ)配區(qū)和氧氣調(diào)壓閥組間屬21區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū);充示;空氣進(jìn)岀塔壓力,外界供水壓力;空冷塔上部、下部進(jìn)水量;水冷塔瓶間屬22區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域。(表1進(jìn)水量顯示、累計(jì);空冷塔、水冷塔液位。1.22空氣純化系統(tǒng):分子篩空23電纜敷設(shè)。231電纜選型:廠(chǎng)區(qū)內(nèi)高壓電力電纜采用氣進(jìn)出口溫度,污氮出電加熱器溫度顯示;分子篩岀口壓力,空氣進(jìn)出ZR-YJV-8.715型,低壓動(dòng)力電纜采用ZR-YJV-06/1型,控制電纜采分子篩吸附器壓力顯示;CO2含量在線(xiàn)分析。1.23空分系統(tǒng):產(chǎn)品氧、用ZR-KVP-045/075型,引至DCS的電纜采用ZR- DJYPVP雙絞線(xiàn)氮、氬的純度分析;進(jìn)塔空氣流量檢測(cè);上塔、下塔阻力檢測(cè);上塔、下屏蔽型。232室外電纜敷設(shè)方式:進(jìn)線(xiàn)鎧裝直埋,其他采用電纜溝、阻燃塔、粗氬塔、純氬塔液位檢測(cè);液氧總碳?xì)?乙炔)純度分析;過(guò)程介質(zhì)溫電纜橋架敷設(shè);室內(nèi)電纜一般采用電纜橋架、電纜溝或穿保護(hù)管予埋度、壓力檢測(cè);冷箱內(nèi)壓力及氣體濃度檢測(cè)、冷箱基礎(chǔ)溫度檢測(cè)。124增室外鎧裝電纜直埋埋深800mm,電纜穿過(guò)道路時(shí)以D00水煤氣管作壓透平膨脹杋系統(tǒng):空氣進(jìn)岀膨脹機(jī)溫度顯示,壓力顯示、控制。1.2.5壓保護(hù),埋深≥lm,伸岀道路2m。電纜橋架選用阻燃型。電力管線(xiàn)與控制縮及儲(chǔ)存系統(tǒng):氧氣氮?dú)鈮嚎s機(jī)岀口壓力流量監(jiān)測(cè),液氧、液氮、液氬管線(xiàn)必須合用電纜橋架時(shí),中間加G型隔板。所有電纜穿越墻壁、地面儲(chǔ)罐的溫度、壓力、液位顯示、控制。儲(chǔ)槽及管道壓力、流量顯示、控制。時(shí)均按照防火規(guī)范要求,對(duì)孔洞采取阻火封堵、分隔等防火措施。2331.26循環(huán)水系統(tǒng):循環(huán)冷卻水流量、溫度、壓力顯示、控制?；馂?zāi)危險(xiǎn)環(huán)境:電力、照明線(xiàn)路的絕緣導(dǎo)線(xiàn)和電纜的額定電壓,不低于3聯(lián)鎖保護(hù)。本設(shè)計(jì)DCS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)下列自動(dòng)聯(lián)鎖:13.1自潔式線(xiàn)路的額定電壓,且不低于500V;移動(dòng)式和攜帶式電氣設(shè)備的線(xiàn)路,采空氣過(guò)濾器阻力自動(dòng)控制。1.32空壓機(jī)的溫度、壓力、流量、閥位等各種用移動(dòng)電纜或橡套軟線(xiàn);l0kⅤ及以下架空線(xiàn)路嚴(yán)禁跨越火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)工藝參數(shù)的集中監(jiān)視、記錄、歸檔并報(bào)警;正常或緊急停車(chē)可在控制室域完成。1.33空冷、水冷塔液位,下塔液空液位、主冷凝器液氧液位、氧氣3結(jié)論換熱器液氧液位、粗氬塔液氬液位、粗氬塔冷凝器浟空液位、純氬塔上本文對(duì)空分裝置的聯(lián)鎖保護(hù)措施、電氣安全設(shè)計(jì)方面,符合國(guó)家有部液氮液位、純氬塔下部液氬液位等十幾個(gè)液位控制回路的自動(dòng)調(diào)節(jié)。關(guān)安全生產(chǎn)的法律、法規(guī)和部門(mén)、地方規(guī)章,滿(mǎn)足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。134分子篩加熱溫度自動(dòng)控制,分子篩凈化器吸附與再生周期的自動(dòng)空分預(yù)防事故設(shè)施、控制事故設(shè)施、減少與消除事故影響設(shè)施等各個(gè)方切換。135空冷塔阻力和岀口壓力、膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速報(bào)警停車(chē)聯(lián)鎖。136空面水平到位。若實(shí)際采取了設(shè)計(jì)一系列預(yù)防事故的設(shè)計(jì)措施和安防手壓機(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹杋啟動(dòng)和緊急停車(chē)等順序聯(lián)鎖控段后,確保本項(xiàng)目的安全設(shè)施建設(shè)和穩(wěn)定運(yùn)行。制,油泵啟動(dòng)、停車(chē)聯(lián)鎖控制等;膨脹機(jī)設(shè)置轉(zhuǎn)速報(bào)警停車(chē)聯(lián)鎖。1.3.7污參考文獻(xiàn)氮進(jìn)純化系統(tǒng)流量、增壓機(jī)進(jìn)口流量、污氮岀冷箱壓力、下塔壓力、液氧深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全規(guī)程GBl6912-2008,中鋼集團(tuán)泵出口壓力、產(chǎn)品氧氣去用戶(hù)和放空流量、產(chǎn)品氮?dú)夥趴樟髁恳簹灞梦錆h安全環(huán)保研究院起草,200-10實(shí)施出口壓力、純氯塔上部壓力等十幾個(gè)流量、壓力回路的自動(dòng)控制。L.3.82大中型空氣分離設(shè)備JBT8693-1998第628節(jié),中華人民共和國(guó)機(jī)液氧汽化器后設(shè)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),當(dāng)溫度≤0℃,聯(lián)鎖液氧泵停車(chē)。械工業(yè)部,1998年3月19日發(fā)布2電氣安全設(shè)計(jì)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010,中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建2_Ⅰ供電電源。由于需要不間斷冶煉供氣,斷電可能大面積影響生設(shè)部和中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布,2011年產(chǎn),因此本項(xiàng)目用電屬Ⅱ級(jí)負(fù)荷。電源來(lái)自公司10kV變電站,通過(guò)電10月01日實(shí)施作者簡(jiǎn)介:劉衛(wèi)紅(1978,9-),女,河北保定雄縣,本科,學(xué)士,工程師,2003年7月畢業(yè)于河北理工學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè),從事空分工程儀表電氣設(shè)計(jì)和項(xiàng)目前期報(bào)告編制工作十余年。