CN111306890A - 一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法 - Google Patents

一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法 Download PDF

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Abstract

一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法，涉及空分设备自动化工程技术领域。所述外压缩带氩空分装置包括空压机系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、膨胀机系统、氧氮精馏系统、氩精馏系统。本发明提供一种一键启停控制方法，当操作员按下一键启停软按钮，由DCS或PLC系统按步骤完成装置各个系统的全自动启停，使外压缩带氩空分装置繁琐的启动、停车操作过程简化为一键式操作，有效降低人力成本，缩短装置的启动、停车时间，装置跳车后可以快速恢复生产。

Description

一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法
技术领域
本发明涉及空分设备自动化工程技术领域，特别地，涉及外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法。
背景技术
外压缩带氩空分装置一般采用分子筛净化空气、带增压透平膨胀机、氧氮外压缩、全精馏无氢制氩工艺。
原料空气在过滤器中除去了灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机压缩到所需压力，然后送入空冷塔进行清洗和预冷。空气从空冷塔的下部进入，从顶部出来。空冷塔的给水分为两段，空冷塔的下段使用经水处理系统冷却过的循环水，而空冷塔的上段则使用经氮—水冷却塔冷却后的低温水，使空冷塔出口空气温度降低。空冷塔顶部设有丝网除雾器，以除去空气中的机械水滴。
出空冷塔的空气进入交替使用的分子筛吸附器，原料空气中的水份、CO2、C2H2等不纯物质被分子筛吸附。
净化后的加工空气分两股：一股相当于膨胀量的空气引入膨胀机的增压端中增压，然后被冷却水冷却至常温后进入主换热器，再从主换热器中部抽出进入膨胀机，膨胀后空气进入上塔参与精馏；另一股空气直接进入主换热器后，被返流气体冷却至饱和温度进入下塔参与精馏。空气经下塔初步精馏后，在下塔底部获得富氧液空，在下塔顶部获得纯液氮。下塔抽取的液空、纯液氮，进入液空液氮过冷器过冷后送入上塔相应部位。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得氧气，并进入主换热器复热后出冷箱，后进入氧压机增压至所需压力，进入氧气管网。
在上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，氩馏份经粗氩塔精馏后得到粗氩气，并送入精氩塔中部，经精氩塔精馏后在塔底部得到纯液氩。
从上塔顶部得到氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，经氮气透平压缩机加压后进入氮气管网。从上塔顶部引出污氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，一部分进入加热器作为分子筛再生气体，其余气体送水冷塔。
现有的外压缩带氩空分装置的启动、停车过程一般是由中控室操作员根据DCS或PLC系统操作站上的温度、压力、流量、液位、分析测点的显示参数，通过手持通讯设备与现场操作员配合，共同对空分装置的阀门、电机、设备进行远程或现场操作，启动、停车过程需要大量专业操作人员共同协作完成，操作人员劳动强度高、容易误操作，启动、停车过程时间长，装置生产工况恢复慢。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种一键启停控制方法，使外压缩带氩空分装置繁琐的启动、停车操作过程简化为一键式操作，节省人力、缩短装置的启动、停车时间、保证装置的安全启停。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法，包括外压缩带氩空分装置的一键启动控制方法和外压缩带氩空分装置的一键停车控制方法；
作为优选，所述的一键启动控制方法，具体包括以下步骤：
一、当公用工程条件和各系统启动条件全部满足后，提示操作员进行一键启动操作；
二、当操作员按下一键启动软按钮，空压机启动、运行正常后导叶打开至最小安全开度；当出口压力稳定后，放空阀和导叶根据出口压力自动调节，出口压力逐渐升高至设计值；
三、当空压机出口压力稳定后，冷却水泵启动、冷却水流量调节阀根据流量自动调节；空冷塔回水阀根据液位自动调节；冷冻水泵启动、冷冻水流量调节阀根据流量自动调节；水冷塔补水阀根据液位自动调节；当冷冻水流量稳定后，冷冻机启动；
四、 当冷冻水温度开始下降，分子筛再生空气阀打开至设定开度；当再生气流量稳定后，分子筛再生循环程序启动、分子筛再生电加热器投入使用；
五、当分子筛出口空气中CO2分析合格，空气进换热器阀逐步打开，使下塔压力逐渐上升并保持稳定；
六、启动膨胀机，喷嘴打开、回流阀逐步全关，上塔放空阀全关；
七、当膨胀机加载完成，液氮回流下塔阀逐步打开，液氮回流上塔阀、产品氧气放空阀、产品氮气放空阀均打开至设计开度、污氮气出上塔阀根据压力自动调节、再生污氮气进分子筛阀根据流量自动调节、分子筛再生空气阀全关；
八、当氧气产品纯度分析合格、氮气产品纯度分析合格后，液空进粗氩冷凝器阀逐渐打开；当粗氩塔液位达到设定值，粗氩循环泵启动、回流阀根据泵出口压力自动调节、出口阀逐渐打开；
九、 当粗氩冷凝器出口粗氩含氧量分析合格，粗氩塔去精氩塔阀逐渐打开、粗氩放空阀根据流量逐渐全关、液氮进纯氩冷凝器阀根据液位自动调节、纯氩蒸发器压力氮调节阀根据阻力自动调节，当精氩塔产品纯度分析合格，一键启动完成；
作为优选，所述的一键停车控制方法，具体包括以下步骤：
一、当操作员按下一键停车软按钮，产品液氧阀全关、产品液氮阀全关、产品液氩阀全关、粗氩放空阀根据压力自动调节、液空进粗氩冷凝器阀全关、液氮进纯氩冷凝器阀全关、纯氩蒸发器压力氮调节阀全关、粗氩循环泵停车；
二、膨胀机回流阀全开、膨胀机喷嘴逐渐全关；膨胀机卸载完成后停车、分子筛电加热器停止工作、分子筛再生循环程序暂停；
三、当膨胀机停车完成，空气进换热器阀全关、空压机放空阀打开至设定开度、空压机导叶关闭至最小安全开度、产品氧气放空阀全关、产品氮气放空阀全关、污氮气出上塔阀根据压力自动调节、再生污氮气进分子筛阀全关、上塔放空阀根据上塔压力自动调节；
四、 当空气进换热器阀全关，液氮回流下塔阀全关、液氮回流上塔阀全关、冷冻机停车；延时一段时间后冷却水泵停车、冷冻水泵停车、冷却水流量调节阀全关、冷冻水流量调节阀全关、空冷塔回水阀全关、水冷塔补水阀全关；
五、当水泵停车完成，空压机放空阀全开、空压机停车，一键停车完成；
作为优选，所述的一键启动软按钮是由操作员手动操作，其他步骤是由DCS或PLC系统自动完成；
作为优选，所述的一键停车软按钮是由操作员手动操作，其他步骤是由DCS或PLC系统自动完成；
作为优选，上塔顶部通过管道与上塔放空阀相连，上塔放空阀出口和大气相通；
本发明实现了外压缩带氩空分装置的全自动化一键式启停，有效降低人力成本，避免启停过程中的人为误操作，更快速、平稳地完成启停过程，装置跳车后可以快速恢复生产。
附图说明
图1为本发明一键启动控制方法流程图第一部分。
图2为本发明一键启动控制方法流程图第二部分。
图3为本发明一键停车控制方法流程图第一部分。
图4为本发明一键停车控制方法流程图第二部分。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作详细的介绍:一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法，包括外压缩带氩空分装置的一键启动控制方法和外压缩带氩空分装置的一键停车控制方法；所述的外压缩带氩空分装置包括空压机系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、膨胀机系统、氧氮精馏系统、氩精馏系统；本实施例为一套氧气产量为30000Nm3/h的空分装置；
结合附图1至图2所示，一键启动控制方法实施步骤：
一、当公用工程条件和各系统启动条件全部满足后，提示操作员进行一键启动操作；
二、当操作员按下一键启动软按钮，空压机MAC启动、运行正常后导叶GV3001打开至最小安全开度；当出口压力(1)稳定后，放空阀V3003和导叶GV3001根据出口压力自动调节，出口压力(1)逐渐升高至460KPa，作为优选，放空阀V3003全部关闭是导叶GV3001进一步打开的允许条件；
三、 当空压机出口压力(1)稳定后，冷却水泵WP1启动、冷却水流量调节阀V1107根据流量(4)自动调节；空冷塔回水阀V1162根据液位(5)自动调节；冷冻水泵WP2启动、冷冻水流量调节阀V1139根据流量(2)自动调节；水冷塔补水阀V1176根据液位(6)自动调节；当冷冻水流量(2)稳定后，冷冻机RU启动；
四、当冷冻水温度(3)开始下降，分子筛再生空气阀V1250打开至68%；当再生气流量(8)稳定后，分子筛再生循环程序启动、分子筛再生电加热器EH投入使用；
五、当分子筛出口空气中CO2分析(7)合格，空气进换热器阀V101逐步打开；使下塔压力(16)逐渐上升并保持稳定；
六、启动膨胀机ET，喷嘴V405逐步打开、回流阀V404逐步全关，上塔放空阀V203全关；
七、 当膨胀机加载完成，液氮回流下塔阀V11逐步打开，液氮回流上塔阀V3、产品氧气放空阀V102、产品氮气放空阀V105均打开至设计开度、污氮气出上塔阀V107根据压力(11)自动调节、再生污氮气进分子筛阀V1226根据流量(8)自动调节、分子筛再生空气阀V1250全关；
八、当氧气产品纯度分析(10)合格、氮气产品纯度分析(9)合格后，液空进粗氩冷凝器阀V701逐渐打开、粗氩放空阀V712全开；当粗氩塔液位(18)大于1000mm，粗氩循环泵AP启动、回流阀V703根据泵出口压力(17)自动调节、出口阀V713逐渐打开；
九、当粗氩冷凝器出口粗氩含氧量(14)分析合格，粗氩塔去精氩塔阀V705逐渐打开、粗氩放空阀V712根据流量(15)逐渐全关、液氮进纯氩冷凝器阀V706根据液位(19)自动调节、纯氩蒸发器压力氮调节阀V707根据阻力(20)自动调节，当精氩塔产品含氮量分析(21)合格，一键启动完成；
结合附图3至图4所示，一键停车控制方法实施步骤：
一、当操作员按下一键停车软按钮，产品液氧阀V7全关、产品液氮阀V8全关、产品液氩阀V708全关、粗氩放空阀V712根据压力(16)自动调节、液空进粗氩冷凝器阀V701全关、液氮进纯氩冷凝器阀V706全关、纯氩蒸发器压力氮调节阀V707全关、粗氩循环泵AP停车；
二、膨胀机回流阀V404逐渐全开、膨胀机喷嘴V405逐渐全关，膨胀机ET卸载完成后停车、分子筛电加热器EH停止工作、分子筛再生循环程序暂停；
三、 当膨胀机ET停车完成，空气进换热器阀V101全关、空压机放空阀V3003打开至60%、空压机导叶GV3001关闭至最小安全开度，产品氧气放空阀V103、产品氮气放空阀V105全关,污氮气出上塔阀V107根据压力(11)自动调节、再生污氮气进分子筛阀V1226全关、上塔放空阀V203根据上塔压力(12)自动调节；
四、当空气进换热器阀V101全关，液氮回流下塔阀V11全关、液氮回流上塔阀V3全关、冷冻机RU停车；延时5分钟后冷却水泵WP1停车、冷冻水泵WP2停车、冷却水流量调节阀V1107全关、冷冻水流量调节阀V1139全关、空冷塔回水阀V1162全关、水冷塔补水阀V1176全关；
五、当水泵WP1、WP2停车完成，空压机放空阀V3003全开、空压机MAC停车，一键停车完成；
上述一键启停控制方法的实施步骤中，一键启停软按钮由操作员手动按下，其余步骤由DCS或PLC系统自动完成；
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件形状、所取名称、装置产量、阀门动作速率、阀门设定开度等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明控制方法的举例说明。

Claims (4)

1.一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法，包括外压缩带氩空分装置的一键启动控制方和外压缩带氩空分装置的一键停车控制方法，其特征在于，所述的一键启动控制方法，具体包括以下步骤：
当公用工程条件和各系统启动条件全部满足后，提示操作员进行一键启动操作；
当操作员按下一键启动软按钮，空压机启动、运行正常后导叶打开至最小安全开度；当出口压力稳定后，放空阀和导叶根据出口压力自动调节，出口压力逐渐升高至设计值；
当空压机出口压力稳定后，冷却水泵启动、冷却水流量调节阀根据流量自动调节；空冷塔回水阀根据液位自动调节；冷冻水泵启动、冷冻水流量调节阀根据流量自动调节；水冷塔补水阀根据液位自动调节；当冷冻水流量稳定后，冷冻机启动；
当冷冻水温度开始下降，分子筛再生空气阀打开至设定开度；当再生气流量稳定后，分子筛再生循环程序启动、分子筛再生电加热器投入使用；
当分子筛出口空气中CO2分析合格，空气进换热器阀逐步打开，使下塔压力逐渐上升并保持稳定；
启动膨胀机，喷嘴打开、回流阀逐步全关，上塔放空阀全关；
当膨胀机加载完成，液氮回流下塔阀逐步打开，液氮回流上塔阀、产品氧气放空阀、产品氮气放空阀均打开至设计开度、污氮气出上塔阀根据压力自动调节、再生污氮气进分子筛阀根据流量自动调节、分子筛再生空气阀全关；
当氧气产品纯度分析合格、氮气产品纯度分析合格后，液空进粗氩冷凝器阀逐渐打开；当粗氩塔液位达到设定值，粗氩循环泵启动、回流阀根据泵出口压力自动调节、出口阀逐渐打开；
当粗氩冷凝器出口粗氩含氧量分析合格，粗氩塔去精氩塔阀逐渐打开、粗氩放空阀根据流量逐渐全关、液氮进纯氩冷凝器阀根据液位自动调节、纯氩蒸发器压力氮调节阀根据阻力自动调节，当精氩塔产品纯度分析合格，一键启动完成；
所述的一键停车控制方法，具体包括以下步骤：
当操作员按下一键停车软按钮，产品液氧阀全关、产品液氮阀全关、产品液氩阀全关、粗氩放空阀根据压力自动调节、液空进粗氩冷凝器阀全关、液氮进纯氩冷凝器阀全关、纯氩蒸发器压力氮调节阀全关、粗氩循环泵停车；
膨胀机回流阀全开、膨胀机喷嘴逐渐全关；膨胀机卸载完成后停车、分子筛电加热器停止工作、分子筛再生循环程序暂停；当膨胀机停车完成，空气进换热器阀全关、空压机放空阀打开至设定开度、空压机导叶关闭至最小安全开度、产品氧气放空阀全关、产品氮气放空阀全关、污氮气出上塔阀根据压力自动调节、再生污氮气进分子筛阀全关、上塔放空阀根据上塔压力自动调节；当空气进换热器阀全关，液氮回流下塔阀全关、液氮回流上塔阀全关、冷冻机停车；延时一段时间后冷却水泵停车、冷冻水泵停车、冷却水流量调节阀全关、冷冻水流量调节阀全关、空冷塔回水阀全关、水冷塔补水阀全关；
当水泵停车完成，空压机放空阀全开、空压机停车，一键停车完成。
2.根据权利要求1所述一键启动控制方法，其特征在于，所述的一键启动软按钮是由操作员手动操作，其他步骤是由DCS或PLC系统自动完成。
3.根据权利要求1所述一键停车控制方法，其特征在于，所述的一键停车软按钮是由操作员手动操作，其他步骤是由DCS或PLC系统自动完成。
4.根据权利要求1所述的一种用于外压缩带氩空分装置的一键启停控制方法，其特征在于，上塔顶部通过管道与上塔放空阀相连，上塔放空阀出口和大气相通。
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