《第二届气体行业人才招聘会》时间:2025年6月18-20日 地点:杭州大会展中心 报名:15853394496 联系人:李先生
  • 1

[分享] 分子筛自动切换程序的优化控制

   
kongfen 发表于 2011-9-28 14:38:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
7348 12

马上注册,学习空分知识,结交更多空分大神!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?加入空分之家

x
详细版本请下载pdf文件:   分子筛自动切换程序的优化.pdf (366.92 KB, 下载次数: 86, 售价: 5 空分币)
: |/ f' `2 q' l9 [- t* `" g# G目前分子筛纯化器已在大型全低压制氧机上普遍应用。分子筛纯化系统的自动切换控制至关重要,其自动切换控制系统的组态也是衡量一套DCS控制系统组态工作完善与否的重要标准之一。
0 V' @# H$ L9 k* R4 }, F9 v( s1 分子筛吸附器再生过程 + t4 H" c9 n9 P! P( k$ u
6 f1 T5 Q" f0 t$ e& ^
  吸附器的再生一般分降压、加热、吹冷、升压四步进行。
7 h8 b' ^9 C7 C( c  降压:吸附器在工作周期即将结束时,须将容器内的带压空气排放出去。降压是V1207阀(或V1208阀)打开而实现的。为了避免上部分子筛层受到压力波动的冲击,降压速度不能太快,此步完成时间不应短于11min。降压是按压力联锁实现的,当PIS至10kPa时,打开再生氮气进、出口阀V1205、V1211、(或V1206、V1212)。2 \  D8 s2 b2 r; l% r
  加热:打开FCV1201A阀,相应地关闭FCV1201B阀,再生污氮气进入电加热器EH1201,EH1202(EH1203备用)被加热到170℃,干燥的热污氮气在吸附器入口处温度达60℃以上,自上而下通过吸附器,时间为60min。
* L+ g8 c8 {6 H* V  |- K/ c  吹冷:打开FCV1201B阀,相应地关闭FCV1201A阀,使吹冷用污氮气不经过加热器而旁通,吹冷用污氮气的温度为21.5℃。吹冷期内,污氮气出吸附器的温度起初继续上升,待上升至100℃以上就逐渐下降,吹冷末,氮气出吸附器温度可下降至比工作温度低5~10℃。 ' \" g1 E9 @" z+ Y- \( ~  n
  升压:打开HV1203阀(或HV1204阀),关闭相应的加温吹冷阀,使吸附器压力慢慢升高,当吸附器前后压差小于10kPa时,升压结束。同时为避免气流冲击分子筛床层,使床层发生移动或摩擦,故升压要缓慢,此步完成时间不应短于22min。   b& \- @0 U6 b
  再生四步骤结束后,该吸附器就投入工作。整个再生过程必须严格按照规定的控制程序和时间、压力、压差等条件,以及前一步动作完成之后,有关阀门的开关状态来进行。分子筛阀门动作及切换时间表如图1所示。
4 z: Y: m  _# o, D  q: A$ |* k# W( K+ G$ s+ A# b9 P
' u) s6 S/ N( P! d4 Y4 K  |) t; A
图1 分子筛阀门动作及切换时间
2 H3 C& g$ y  L3 P. w$ z9 T2 C0 y3 ~
( s1 c7 M2 |- H$ h7 U) E2 系统硬件组成 + A: F/ S. t% q* p7 b5 F9 T0 D
! F0 u) E, m% g: m7 m, D
  济南钢铁集团总公司(简称济钢)20000m3/h制氧机工程选用的是Yokogawa公司的CENTUM CS3000集散控制系统,用于监控制氧机的各个工艺流程,完成数据采集、过程控制、逻辑控制和快速联锁控制等功能,其系统构成可分为三部分 :
" X' I% `5 |& r* n) @, l. ~" n7 ?  (1)HIS操作站,采用基于Windows NT的通用PC机。运行操作人员通过操作员站实现对过程参数、设备状态和控制系统的在线监视和操作。( y3 x2 M+ p3 z$ x' R* _' ], p
  (2)WS工程师站,采用基于Windows NT操作系统的高性能计算机,进行系统组态、生成、软件调试、系统仿真等工作。, C2 V, F4 j/ a4 y; s4 ]
  (3)FCS控制站,用于过程I/O信号处理,完成模拟量调节、顺序控制等实时控制运算功能。为保证系统的可靠性及操作、观察方便,监控装置配置三个监控站(或称操作站)。现场控制站采用双重化配置,DCS系统的控制单元、网络总线、电源和通讯模板等均进行双重化配置。操作站部分采用DELL PIII550以上计算机,彩色显示器。其系统配置如图2所示。 9 ?9 m- u& ~# \, Z1 E6 I' e+ W
, o" W( t0 ^8 \- M1 {( I" |
' Z& K4 ~& E( ^8 ]$ [& `, u, P
图2 DCS系统配置 / N( d3 I5 s0 F$ H$ [: A

) J1 b% n  b5 |$ k  ~$ u) ]$ ~, h3 控制功能特点
3 Q0 O1 O: l/ B/ U  Z% D
. g5 @9 X$ X" d* f* Z$ W3 l4 h  在分子筛纯化系统中,最主要的是分子筛切换阀的自动控制,均压阀及卸压阀的调节控制,热吹阀、冷吹阀及污氮放空阀三阀匹配控制、再生污氮流量的控制等,它们的调节质量直接影响整个空分装置的稳定运行。 ) K  d* K- h& x+ R2 O- E
3.1 分子筛均压阀(卸压阀)的调节
% G2 D5 \- R) f3 m% i2 t  结合分子筛床层对压力的实际要求及升压阀的阀门特性,在升压的不同时段,对阀门开度变化速率分别进行设定,升压共计25min,按5种不同的阀门变化速率逐渐打开,较好地满足了工艺要求,分子筛均压阀控制功能如图3所示。分子筛卸压阀门的控制与升压阀相同。
2 z+ o" B7 b1 O0 F) H* e8 b
& @- c) O9 H# d7 K% @
4 G$ u- q  m* v4 U4 l  P; N图3 分子筛均压阀控制功能
! V3 Q# k4 u  U/ C: d# s3 X* x& B$ ~* p8 f( `- x# z% e/ d7 |5 s0 R/ V
3.2 热吹、冷吹及污氮放散阀的匹配
9 j3 k0 n5 G/ |# O, d: O. _  为了稳定上塔压力和塔内组分,必须保持再生污氮气流量FIC1201的稳定,而在分子筛切换过程中,由于调节阀FCV1201A、FCV1201B和FCV1201C同时动作,保持氮气流量FIC1201稳定就有一定的难度。要解决调节阀FCV1201A、FCV1201B和FCV1201C的匹配问题,可从以下两个方面考虑:
" d* g0 b, H) h$ b) f  (1)在分子筛切换的不同阶段,三个调节阀的开关状态是不同的,当一个调节阀开启时,同时另一个调节阀要关闭。在这个过程中,为了保持再生污氮气流量的恒定,调节阀在开启、关闭时段,阀门的开关速率分段设置,这样在现场调试时,可通过不断摸索,使阀位达到最佳匹配状态,从而保持流量稳定。
/ e! y, _+ G9 _  p+ k  (2)调节阀在开启过程中,是按时间进行控制的,在开到一定的阀位时自动转换为PID调节,在这个过程中,可让PID调节的阀位值跟踪分段缓开时的阀位值,这样在转换为自动调节时,就实现了无扰动切换。由调节阀关闭程序,将阀位输出置0,按设定的关闭程序执行即可。 / h0 O& Y; X- W% H( w1 t
  在CS3000中编制程序如下:利用DFB块PG-L13实现阀门的缓开过程。该功能块可设13个折线段,在每个折线段内时间和阀门的开度可任意设置,为了保持流量的稳定,该阀门在开启过程中,应和另一阀门的缓关过程密切配合。由于三个阀门的特性和流通能力不同,经过反复的调试摸索,最后确定该过程FCV1201A、FCV1201B和FCV1201C三个调节阀的开度曲线如图4所示。 5 f& N+ J. B) [4 S3 t
2 T( L6 d& ]6 N) M3 f6 D/ v9 j

! L, Y3 I: x4 m图4 调节阀缓开开度曲线
: a+ r' h5 F" y3 b6 w2 {- `- ~5 E3 T( c3 {
3.3 再生污氮流量控制
. _& p; v/ p9 x+ ^' V' a9 Y  利用DFB功能块PID实现再生污氮气流量的自动调节。由缓开阶段转换到自调时,在缓开阶段要置PID调节回路的预设值PMV为缓开阶段的最后一段的阀位值,这样在转换到自调时,实现无扰动切换,投入自动调节。利用DFB块RAMP实现阀门的缓关过程。当分子筛切换程序要求该阀门关闭时,可置阀位值为0,利用RAMP斜坡控制器根据实际情况进行输出限幅,达到缓慢关闭的目的。利用手操器MLD-SW块实现手自动转换,当分子筛切换程序和设备正常时,可置MLD-SW功能块为AUT方式,当出现异常问题或根据工艺要求,需要手动输出时,可置该功能块为MAN方式,可随意设定输出值。 ) Y+ p' }3 s8 G8 b
5 P1 F5 g7 O/ W- ]( p- N+ y' F
4 结 语
/ ~8 `  r4 [( E) S7 {1 a+ l& V) D9 l/ S' `2 D7 q
  分子筛切换程序自2003年4月投入运行至今,系统稳定可靠,自动化作业率高,故障率低,设备维护量大大减少,减轻了生产操作的难度与强度,完全满足了制氧工艺需求。
# q- W; `5 I8 e
1 o/ p' v) R8 U' O  e; W% s

评分

参与人数 1空分币 +1 收起 理由
闪耀天下 + 1

查看全部评分

全部回复(12)
拿分,走人。。。。
2011-12-26 14:02:20
回复 0
分子筛切换时间是4小时一次   其中均压   11分钟  泄压23分钟  这是不能少的但是加温时间可以适当加长4500秒  确保加温效果  冷吹时间7600秒   但是实际运行时间还要长  这包括均压泄压加温冷吹的并联时间    跟据我们长期运行的效果来看  加温和冷吹的并联时间原来是100秒   电加热·器内部温度较高   现在延时到300秒  这样一来电加热器内部温度降下来了  延长电加热器的使用寿命
2011-12-27 10:27:27
回复 0
电加热器的最主要问题是加热管的问题   我们一开始没注意到这个问题  造成加热管频繁损坏且加热管内的粉末直接进入分子筛   然后切换使用后直接进入主换热器  造成主换热器阻力上涨  影响加工气量了     最后停车加温     所以电加热器工作的好坏对整个空分装置影响也很大的啊
2011-12-27 10:31:51
回复 0
分子筛程序没问题  主要是细节再优化下就行了
2011-12-27 10:32:53
回复 0
学习学习,谢谢分享、
2012-12-16 16:54:54
回复 0
学习学习……
2012-12-17 21:54:33 来自手机
回复 0
学习
2013-5-25 22:13:03
回复 0
学习了,谢谢额
2013-5-31 09:48:14
回复 0
1 C- V, t. w4 R% k8 _  d
学习学习……
2013-10-10 17:53:59
回复 0
您需要登录后才可以回帖 登录 | 加入空分之家
关闭

站长推荐上一条 /1 下一条

Archiver|手机版|小黑屋|关于我们

Copyright © 2025 Discuz! X3.5    鲁ICP备10016836

违法和不良信息举报电话:12377 举报邮箱:jubao@12377.cn