第28卷第6期江西冶vol.28,N.62008年12月JIANGXI METALLURGYDecember 2008文章編號(hào):10062772008)0603304集散控制系統(tǒng)在小型空分控制上的應(yīng)用萬(wàn)洪文高麗萍付遠(yuǎn)新(南昌長(zhǎng)力鋼鐵股份公司,江西南昌330012)摘要:以浙江中控公司集散控制系統(tǒng)(DCS)組態(tài)軟件 Advan TrolPro(V25)為例介紹了DC在小型空分控制上的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞:集散控制系統(tǒng);小型空分;控制中圖分類號(hào):TP273;TH45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BApplication of Distributed Control System in Small Scale Air Separation Unit ControlWAN Hong-wen, GAO Li-ping, FU Yuan-xinNanchang Changli Iron and Steel Co Ld, Nanchang 330012 Jiangxi, China)Abstract By introduciong configuration software Advan TrolPro(V2. 5)of distributed control system(Dcs )of ZhejiangZhongkong company, the practical application of DCs in small scale air separtion unit ontrol is discribed.Key Words: distributed control system(DCS); small scale air separation unit; control0引言分控制方案中DCS的應(yīng)用。小型空分控制系統(tǒng)與大中型空分控制系統(tǒng)一樣空分裝置配置簡(jiǎn)介重要,直接制約空分裝置的操作、穩(wěn)定和設(shè)備安全某廠4800Nm3/h空分一套由開(kāi)封某空分廠配是空分裝置的核心之一,傳統(tǒng)上一般是釆用常規(guī)儀套,為分子篩切換流程(不帶氬),由空壓機(jī)氮水預(yù)表結(jié)合小型PLC控制。隨著集散控制系統(tǒng)(DCS)冷、分子篩、膨脹機(jī)、板式換熱器、分餾塔、氧壓機(jī)、氮控制技術(shù)的進(jìn)步,呈現(xiàn)出DCS優(yōu)良的性能比,使其壓機(jī)等系統(tǒng)組成,主要配置的壓縮設(shè)備有離心式空在小型空分控制中被大量選用。但由于小型空分裝壓機(jī)1臺(tái)2臺(tái)活塞式氧壓機(jī)臺(tái)活塞式氮壓機(jī),采置規(guī)模較小,主機(jī)廠僅是將常規(guī)儀表控制方案直接用了浙江中控ECS-100CS作為控制系統(tǒng)(組態(tài)軟套用,進(jìn)行DCS方案組態(tài)造成DCS資源浪費(fèi)。件 Advan TrolPro-V2.5)。充分發(fā)揮DCS系統(tǒng)優(yōu)勢(shì),促進(jìn)設(shè)備運(yùn)行安全性、可操作性、穩(wěn)定性的提高,是小型空分裝置使用2控制方案DCS控制的主要目的,現(xiàn)結(jié)合對(duì)空分裝置控制系統(tǒng)2.1空壓機(jī)油泵控制(含常規(guī)儀表控制、DCS系統(tǒng)控制)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試傳統(tǒng)國(guó)產(chǎn)離心式空壓機(jī)的供油是采用電動(dòng)輔助與維護(hù),以某廠4800Nm/h空分為例介紹小型空油泵配合機(jī)械主油泵工作,該類空壓機(jī)在實(shí)際運(yùn)行收稿日期:2008407-24作者簡(jiǎn)介:萬(wàn)洪文(1968-),男,江西南昌人,工程師,從事制軾技術(shù)管理工作34江西冶金2008年12月中,機(jī)械主油泵先后出現(xiàn)過(guò)齒輪打壞、固定銷脫落等兩臺(tái)膨脹機(jī)配置了一套油站,油站配置了兩臺(tái)故障,不僅影響空分生產(chǎn),而且對(duì)空壓機(jī)主齒輪軸的油泵,一開(kāi)一備,與空壓機(jī)油泵控制方法類似,將兩安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。為此不少設(shè)備使用單位臺(tái)膨脹機(jī)中一臺(tái)以上轉(zhuǎn)速超過(guò)600ymin理解為或新出廠的設(shè)備都進(jìn)行了改進(jìn)—采用兩臺(tái)電動(dòng)油膨脹機(jī)運(yùn)行,參與系統(tǒng)控制,實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)油泵互為備用泵作為供油裝置,兩臺(tái)油泵是具備同等地位,一開(kāi)一供油系統(tǒng),在DCS可設(shè)計(jì)一些聯(lián)鎖切除功能按鈕,備。亦有利于油泵的檢修工作。圖I為空壓機(jī)油泵控制彈出式流程,空壓機(jī)油將膨脹機(jī)油泵運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)作為膨脹機(jī)聯(lián)鎖停泵最終實(shí)現(xiàn)如下功能:車、啟動(dòng)條件之一(油泵運(yùn)行比油壓的反映更快、更1)中控室DCS上啟動(dòng)備用油泵直接),也是油箱加熱器啟停條件,至少1臺(tái)油泵處啟動(dòng)備用油泵有3種方式,其中第一種方式為于運(yùn)行膨脹機(jī)才能啟動(dòng)油箱加熱器才能加溫。油泵正常時(shí),當(dāng)需對(duì)某臺(tái)油泵檢修或定期倒換運(yùn)行2)膨脹機(jī)導(dǎo)葉、回流閥控制時(shí),手動(dòng)啟動(dòng)備用油泵,當(dāng)油壓PAS1032不小于每臺(tái)膨脹機(jī)配置了進(jìn)口閥(帶電磁閥)、導(dǎo)葉調(diào)0.13MPa值時(shí),兩油泵并行X秒,自動(dòng)(或手動(dòng))停節(jié)閥、回流控制閥(帶電磁閥)各1臺(tái),常規(guī)儀表控需檢修的油泵;第二種方式為油泵壓力PIAs032不制中,回流閥聯(lián)鎖操作過(guò)程是:回流電磁閥失電→回大于00MPa啟動(dòng)備用油泵,當(dāng)油壓PAS1032不流調(diào)節(jié)閥失電全開(kāi)(氣閉式)→再手動(dòng)使回流手操小于0.13MPa值時(shí),兩油泵并行X秒,自動(dòng)停先運(yùn)器全開(kāi),然后重新使回流電磁閥得電,通過(guò)手操器逐行的油泵(如果兩臺(tái)油泵同時(shí)運(yùn)行油壓將超高,油步關(guān)回流閥使膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速升上來(lái),投入正常工作。將從髙位油箱噴出,同時(shí)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行造成影進(jìn)口閥、導(dǎo)葉調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖操作過(guò)程:進(jìn)口電磁閥失電響);第三種是空壓機(jī)運(yùn)行,工作油泵突然故障,自→回流電磁網(wǎng)聯(lián)鎖失電執(zhí)行回流閥控制流程進(jìn)口動(dòng)啟動(dòng)備用油泵,當(dāng)油壓PAS1032不小于0.13閥失電全關(guān)(氣開(kāi)式)→手動(dòng)使進(jìn)口閥手操器全關(guān)、MPa值時(shí),兩油泵并行X秒,自動(dòng)停故障油泵,兩臺(tái)導(dǎo)葉手操器全開(kāi)→然后手動(dòng)使進(jìn)口電磁閥得電,手油泵實(shí)現(xiàn)互為備用。動(dòng)使兩個(gè)操作器開(kāi)或關(guān)。圖2為膨脹機(jī)導(dǎo)葉、回流、進(jìn)口調(diào)節(jié)閥回路控制原理圖,增加了1個(gè) TEXTCODE模塊,將回流電磁地0精家開(kāi)]閥、進(jìn)口電磁閥失電聯(lián)鎖手動(dòng)手操器的過(guò)程變?yōu)榘闯绦蛞?亦是工藝要求)自動(dòng)運(yùn)行,簡(jiǎn)化了操作、中控材教中精C提高了設(shè)備的安全性聯(lián)動(dòng)作聯(lián)碳動(dòng)作2.3板式溫差控制地Bc0w自動(dòng)它動(dòng)用他軍空氣進(jìn)冷箱共配置了3塊板式換熱器,進(jìn)塔空空所機(jī)爛教態(tài)○0.,13:自動(dòng)先工作的世家氣分別與出塔氧氣、出塔氮?dú)狻⒊鏊鄣M(jìn)行換熱。[工心屬少一合行控制好板式溫差減少設(shè)備冷量損失是日?？辗植贅?shù)滑就層33收兩出鼓累均不運(yùn)行停加籌作主要關(guān)注的一項(xiàng)內(nèi)容,為此利用空氣與污氮、空氣共同狀態(tài)○O如熱篇手功控制C與氮?dú)?、空氣與氧氣溫差與控制調(diào)節(jié)閥建立了溫差圖1空壓機(jī)油泵控制彈出式流程自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,可在中控DCS上設(shè)置閥門開(kāi)度區(qū)間、溫差報(bào)警區(qū)間等手動(dòng)或自動(dòng)控制溫差(控制調(diào)2)中控室DCS上停油泵節(jié)閥開(kāi)度)操作簡(jiǎn)便2種形式:一是空壓機(jī)沒(méi)有運(yùn)行時(shí),手動(dòng)停油2.4分子篩程序控制泵;二是特殊情況下,通過(guò)特權(quán)手動(dòng)停油泵分子篩控制方案是整套空分控制的重點(diǎn),圖3從圖1還可以看到油泵運(yùn)行是油箱加熱器工作為分子篩操作圖,在按常規(guī)要求實(shí)現(xiàn)步動(dòng)作同時(shí),實(shí)條件之一,油泵工作狀態(tài)引入DCS使油站安全運(yùn)行現(xiàn)如下功能:得到了有效控制。1)步轉(zhuǎn)換報(bào)警;在自動(dòng)控制時(shí),將每步運(yùn)行時(shí)2.2膨脹機(jī)控制間超過(guò)設(shè)定時(shí)間60s再生氣流量低(加熱時(shí))作為1)膨脹機(jī)油泵及油箱加熱器控制步轉(zhuǎn)換報(bào)警,當(dāng)出現(xiàn)步報(bào)警時(shí),在運(yùn)行圖上操作人第28卷第6期萬(wàn)洪文,等:集散控制系統(tǒng)在小型空分控制上的應(yīng)用35員可以點(diǎn)擊進(jìn)入幫助發(fā)現(xiàn)故障因素。電磁閥,以確保當(dāng)YV29電磁閥失電時(shí),V209全2)設(shè)定步工作暫停記憶功能暫停時(shí)間記錄:關(guān),v120分步按程序漸開(kāi)動(dòng)作(分成5~10步)。當(dāng)程序由自動(dòng)轉(zhuǎn)手動(dòng)時(shí)(暫停),閥門保持原狀態(tài)5)對(duì)加熱器控制:時(shí)間區(qū)分別顯示暫停的時(shí)間和己運(yùn)行時(shí)間;當(dāng)程序①程序工作時(shí)加熱器受程序控制同時(shí)通過(guò)對(duì)由手動(dòng)轉(zhuǎn)為自動(dòng)時(shí)可繼續(xù)運(yùn)行不需另修改工作時(shí)應(yīng)的加熱器停止開(kāi)關(guān)停對(duì)應(yīng)的加熱器;加熱時(shí),加間(考慮到均壓閥門步進(jìn)動(dòng)作,均壓時(shí)間由手動(dòng)轉(zhuǎn)熱器不小于Ts20_H(或Ts!202H)停加熱器,為自動(dòng)時(shí)重新開(kāi)始計(jì)時(shí)閥門按設(shè)計(jì)步漸進(jìn)動(dòng)作,不大于Ts1201_L(或TIS202L)開(kāi)加熱器給加熱以減少充壓時(shí)對(duì)分子篩床層和工藝其它方面的沖器動(dòng)作設(shè)了一個(gè)區(qū)間且控制溫度可在流程畫(huà)面上可擊)。調(diào)3)設(shè)置閥門動(dòng)作不同步報(bào)警、聯(lián)鎖:現(xiàn)場(chǎng)閥門②加熱期間(加熱器工作設(shè)定時(shí)間TME反饋閥開(kāi)、閥關(guān)同時(shí)閉合報(bào)警閥位與控制開(kāi)不同步HEAT后),電加熱器出口溫度不大于設(shè)定值或關(guān)不同步,30s后均發(fā)出報(bào)警使切換閥門工作狀T200sET時(shí),報(bào)警功能;增加加熱器輸出DO與反態(tài)處于全程監(jiān)控狀態(tài)。饋運(yùn)行指示D開(kāi)、停5s后不同步報(bào)警功能;使加4)均壓閥Ⅵ20(帶調(diào)節(jié)功能)增設(shè)二位三通熱器在工作過(guò)程中的狀態(tài)得到全過(guò)程的監(jiān)控。PI1 103P11104P1105P11 106V457- DN ENIvMv上V457V458MVHV450 V402A4’MvFV40AV4mV402DPI1 109P11108V440 V444 PV MVHV443圖2膨脹機(jī)導(dǎo)葉、回流、進(jìn)口調(diào)節(jié)閥回路控制原理圖1?087?力電調(diào)出反饋切電輸出反饋切電兩出反切一m2!2■0mv10■12方不出二壓方完三力點(diǎn)改之值n Y17082Y22121分子二理T052動(dòng)狀當(dāng)■黑wn142分子透口Ix1圖二魔C1拋5120狀方1:解壓2加3:吹15:切2園e聯(lián)數(shù)四通時(shí)在發(fā)望生氣F2量日碳1imz狀態(tài)62t2B,噴23210.2空r車性先平作機(jī)縣上號(hào)焦三機(jī)(2圖3分子篩操作圖江西冶金2008年12月③程序暫停(轉(zhuǎn)為手動(dòng)時(shí)),加熱器停止加熱功在DCS上實(shí)現(xiàn)輔油泵的啟、停聯(lián)鎖,當(dāng)設(shè)備由能,這樣可確保在臨時(shí)停機(jī)系統(tǒng)加熱期間保證加熱開(kāi)到停90s后油泵自動(dòng)停下來(lái),亦可緊急停輔油器關(guān)閉,同時(shí)設(shè)計(jì)了手動(dòng)工作時(shí),開(kāi)、停加熱器,以便泵,這樣當(dāng)出現(xiàn)異常事故時(shí),在DCS中控室就能安加熱器調(diào)試、檢查(權(quán)限為特權(quán))。全地停下輔油泵,不需到電控室,不僅安全,亦節(jié)能④再生氣流量對(duì)電加熱器的聯(lián)鎖。不論手動(dòng)控方便操作。制或是程序控制,只要再生氣流量小于設(shè)定值加熱4)設(shè)置空壓機(jī)防喘控制閥聯(lián)鎖動(dòng)作程序器均停止工作;并且如果在加熱狀態(tài)時(shí)流量小于設(shè)與膨脹機(jī)控制回路類似,應(yīng)用 TEXTCODE模定值,系統(tǒng)將發(fā)出步報(bào)警;對(duì)于再生氣流量的聯(lián)鎖,塊,設(shè)計(jì)了空壓機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)時(shí)的防喘控制閥全開(kāi)程設(shè)計(jì)了聯(lián)鎖截除功能(權(quán)限為工程師)。序簡(jiǎn)化操作2.5其他5)設(shè)置光子牌報(bào)警1)設(shè)置電氣控制與反饋不同步報(bào)警利用軟件二次計(jì)算的功能對(duì)工藝設(shè)備安全有DCS發(fā)出啟停電器設(shè)備信號(hào)5s后,如果反饋影響的報(bào)警參數(shù)分區(qū)域在光子牌上進(jìn)行報(bào)警。不同步,系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警信號(hào),提示操作維護(hù)人員3結(jié)語(yǔ)處理2)設(shè)置急停按鈕彈出式畫(huà)面不論大小空分,控制都是十分重要的。小空分由于沒(méi)有配置急停操作臺(tái),為此在每幅流程圖測(cè)點(diǎn)少,相應(yīng)的流程畫(huà)面、控制方案亦較少;DCS控畫(huà)面的名稱上設(shè)置急停按鈕彈出式畫(huà)面將生產(chǎn)中制功能較強(qiáng)大發(fā)揮DCS功能,使控制方案更全面出現(xiàn)故障需急停的設(shè)備按鈕統(tǒng)一在畫(huà)面中,屬性設(shè)不僅能夠簡(jiǎn)化操作,而且對(duì)設(shè)備安全穩(wěn)定順行和節(jié)置為透明,一旦異常,可方便在流程圖上調(diào)出控制按能起到積極的作用。鈕,提高故障處置效果。3)聯(lián)接控制氧氮壓機(jī)輔助油泵(英文翻譯盧宏)(上接第7頁(yè))檢測(cè),已復(fù)合的面積與鋼板面的總面表1給出了本試驗(yàn)復(fù)合板性能的檢測(cè)結(jié)果?？煞e之比即為結(jié)合率。結(jié)合強(qiáng)度是表征兩金屬?gòu)?fù)合面以看出復(fù)合板的性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求剪切強(qiáng)度高于之間的結(jié)合力大小,通常用兩金屬?gòu)?fù)合面之間的剪材料的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),表明試驗(yàn)所采用的工藝復(fù)合切強(qiáng)度來(lái)衡量。效果良好。表1復(fù)合板主要性能抗拉強(qiáng)度o項(xiàng)目面積結(jié)合率界面抗剪切強(qiáng)度L冷彎試驗(yàn)180°,d=3a/MPs/MPaCB/T8165不小于基板標(biāo)準(zhǔn)下限值,且不大在彎曲部分外側(cè)不得產(chǎn)生裂紋;復(fù)合準(zhǔn)要求于上限值35MPa界面不允許分層實(shí)測(cè)結(jié)果沒(méi)有裂紋和分層3結(jié)語(yǔ)參考文獻(xiàn)因不須使用昂貴的不銹鋼焊條,加工成本比堆]張鐵生,架宜強(qiáng),評(píng)物澤金屬爆炸加工的原理與實(shí)踐[M].北焊法降低40%;復(fù)合管板的強(qiáng)度、塑性韌性等機(jī)械京:國(guó)防工業(yè)出版社,1981性能優(yōu)于堆焊法加工的管板;爆炸復(fù)合不改變?cè)揫2]李富勤吳柏青譯爆炸焊接、成形與壓制[M].北京:機(jī)械工板的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)其耐腐蝕性也優(yōu)于堆焊y鄭遠(yuǎn)謀爆炸接和金屬?gòu)?fù)合材料及其工程應(yīng)用(M],長(zhǎng):法生產(chǎn)的管板。該爆炸焊接復(fù)合管板在某煉油廠焦中南大學(xué)出版社,2002化換熱器上已經(jīng)使用了7個(gè)月,運(yùn)行情況良好。