空分装置冷箱入口V101阀自动开启程序的设置

1 概述

                                 

                              安阳钢铁公司2&ti;23500m3/h空分项目分别2006年12月25日和2007年3月24日顺利出氧。此套空分为压缩流程,主要由以下工艺系统设备构成:空压(MANTURBO)、预冷系统(杭氧)、分子筛系统(杭氧)、膨胀机(杭氧)、空分塔(杭氧)、低压压机(INGSOLAND)、中压氮压机(INGSOLAND)、氧压机(杭氧)、液体储槽(苏氧)、循环系统。

                                  2 工艺流程

                                 

                              整套工艺流程均由上海FOXBORO有限公司的I/ASeries控制系统进行控制,控制系统硬件结构如图1(见下页),控制系统包含有一对冗余控制器CP60FT,冗余的通讯系统,各输入/输出I/O件和3个操作,控制器的负荷40%左右,工作运行状态良好。

                              运用I/A控制系统实现了以OPC方式上位调度管理通讯的功能并圆满实现了空压机、氮压机自动加载,有计划自动停车,联锁紧急卸载,联锁急停氧压机的自动起动,有计划自动停车,联锁紧急停车;预冷系统联锁停;分子筛系统自动切换;循环水系统水泵的联锁互投等工艺设备要求实现控制功能,同时还结合实际操作情况实现了冷箱入口阀V101阀自动打开程序和氧压机自动加载并网程序,经实践检验效果良好。

                                  3 冷箱入口V101阀自动开启程序

                                  下面重点介绍冷箱入口V101阀自动开启程序(见图2)。

                                 

                              V101阀为空气送入冷箱的总阀门,安钢23500m3/h空分的V101阀口径为DN700,一般情况下,V101阀门设计远程手操阀,操作员可在中控室操作阀门的开度,在开V101阀时操作员需要根据经验控制好开阀的速度,以保证预冷系统出口空气压空压机力PIAS1102不低于联锁,若预冷系统出口空气压力PIAS1102低于联锁值将连锁空压机放空,并停预冷系统水泵,从而导致开车时间延长和浪费能等后果。由此可见,平稳快速地打开V101阀对空分系统较为重要,有鉴于此,针对V101阀编写了一段程序,程序框图见图3。

                               使用此程序后,操作员在开V101阀时只需按下一个按钮,程序会自动执行以下步骤

                                 

                              (1)将V101阀开2%,判断阀已开后(采用此步是因V101阀气缸大,动作滞后反馈信号,避免阀开信号已足够大而阀门还没有动作,造成空压机出口失压)。

                                 

                              (2)再判断预冷系统出口空气压力PIAS1102是否大于(等于)0.45MPa,若压力低于0.45MPa,就等到压力恢复到0.45MPa。

                                 

                              (3)等压力恢复到0.45MPa,程序继续判断PIAS1102当前值,若大于阀开前的值或大于0.5MPa,程序就再判断下塔压力是否到0.4MPa或V101阀已开98%,只要其中一个条件满足,说明塔内压力已建立,V101阀以1%的速度至全开。

                                 

                              (4)而当程序继续判断PIAS1102当前值小于阀开前的值,则停在当前,等到PIAS1102当前值大于(等于)阀开前的值,再继续判断下塔压力到0.4MPa或V101阀已开98%,如果下塔压力和V101阀门开度都不满足,则将V101阀再开0.5%,等待2s,重复以上(2)的判断,如此不断循环,直到塔内压力建立后,V101阀以1%的速度开至全开。程序结束。

                                  4 应用情况及分析

                                 

                              从记录的历史趋势来看,在冷箱处于冷状态下(冷箱临时封闭)由操作员通过手操器手动操作V101阀,将气体送入冷箱,下塔压力由0升至0.4MPa约10min,而V101全开再需7min,操作员完成V101阀的控制总时间17min(此时间根据操作员的熟练程度不同会稍有差异)。

                                 

                              使用了自动程序后,在冷箱处于正常热状态下(冷箱第一次送气),下塔压力由0升至0.4MPa约1min,而V101全开再需2min,程序完成V101阀的控制总时间3min。

                                 

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