空分裝置自動化解決方案

分類：解決方案日期：2010-07-16 09:58:52

一、前言

中控一直致力于空分裝置行業生產過程的工藝、設備、控制與生產管理的工程及應用研發，通過采用先進的工藝設計、專業的工程實施隊伍、領先的控制技術、計算機技術、網絡技術與現代測量技術，中控能為廣大空分裝置行業用戶提供針對空分裝置行業生產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、實施經驗，在實現空分裝置行業生產自動化、優化工藝、降低生產成本、實現生產過程快速、穩定、高效運行的同時，也為空分裝置行業用戶應對激烈市場競爭提供了全方位的技術與產品支持。

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，經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，經冷卻后的空氣送入純化系統（MS系統），空氣經過純化系統吸附凈化后，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。在分餾塔系統中，經前面工段加壓、凈化、膨脹的空氣將實現分離，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）行業控制方案

在整個空分生產裝置的控制形式上，大部分采用的是常規控制。整個空分系統控制的難點和重點是空壓機組的聯鎖保護和防喘振控制、分子篩（純化器）系統的時序控制，還有外壓縮流程的氧透/氮透聯鎖啟停過程控制和內壓縮流程的循環壓縮機聯鎖保護控制。

3.1 空氣壓縮機組報警聯鎖保護和防喘振控制

◆ 空壓機報警聯鎖保護功能

空壓機報警聯鎖保護所引用的條件參數有軸振動、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，分別采用兩個PID調節器來調節，空壓機剛啟動時入口導葉漸開輸出，由此調節器輸出和漸開輸出在自動調節時通過低選器輸出調節導葉和放空閥，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，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反饋，時間或狀態反饋不滿足要求，電磁閥將維持原有狀態并延時報警。

3.3 氧氣/氮氣透平壓縮機組啟停控制和聯鎖保護（外壓縮）

氧透和氮氣系統的聯鎖控制比較復雜，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鎖。

四、典型業績

下面是中控在空分行業的典型業績清單：

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
石家莊京聯特種氣體公司	15000Nm3/h空分裝置
山西豐喜肥業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
萍鄉鋼鐵集團有限責任公司	10000Nm3/h空分裝置（2＃）
萍鄉鋼鐵集團有限責任公司	10000Nm3/h空分裝置
西昌新鋼業電子公司	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