空分设备上塔压力的两种控制方案.pdf

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1、化工自动化及仪表第39卷空分设备上塔压力的两种控制方案程杰平(首钢迁安钢铁有限公司，河北迁安064404)摘要基于cs3000控制系统，重点分析23000m3／h和35000m3／h两套空分设备上塔压力的组态和控制方式，并给出操作35000m3／h空分设备控制系统的注意事项。关键词空分设备上塔压力分子筛再生过程控制阀门控制方案组态中图分类号TH863+．6文献标识码B文章编号1000-3932(2012)0l-0140_04随着规整填料在空分设备上的成功应用，空分设备的上塔工作压力大大降低，同时空压机出口压力也大幅度地降低，导致空分设备的能耗相

2、应降低⋯。上塔压力降低后，空分设备的操作弹性变大，氧提取率进一步提高。对上塔压力的控制主要通过控制污氮气流路上的阀门实现。目前，大型空分设备一般将纯度约为99．9％的污氮气用于分子筛的加热和冷吹气，剩余的到氮冷塔冷却预冷系统中的冷却水，多余的污氮气将被放空。由于分子筛再生过程的不同阶段对上塔污氮量的需求不同，造成对上塔压力的影响比较大，因此上塔压力的控制多与分子筛的再生控制结合在一灞‰风1主豁。h自上塔——f1’观一起。上塔压力的稳定是上塔精馏工况稳定的基础，上塔压力的波动必将引起整个精馏塔工况的波动。为此，笔者将对首钢迁安钢铁有限公司的230

3、00m3／h和35000m3／h两套空分设备的上塔压力的控制方案及其组态方法进行比较。123000m3／h空分设备上塔压力控制原理及特点首钢迁安钢铁有限公司制氧作业部的23000m3／h空分设备采用立式、双层、径向流的前端净化装置，所有塔内均使用低温规整填料，并采用无氢制氩工艺的双泵内压缩流程，控制系统采用CENTuMCS3000嵋一1。本套空分设备的上塔污氮气流路如图1所示。蒸汽加热器E08蒸汽加热器E08污氮气去氮冷塔E60图123000m3／h空分设备的上塔污氮气流路23000m3／h空分设备在上塔污氮气的出口处设置有阀门PVl626，它

4、主要通过控制器PICl626来控制，过程值(PI，)来自PrI’1626，设定值由操作员设定，通过PID功能块PICl626在手动或自动状态下即可实现上塔压力的控制。上塔压力和分子筛加热、冷吹时的控制组态如图2所示。这种上塔压力控制方法的特点是：控制方式简单，上塔压力可通过阀门PVl626单独控制；由于阀门PVl626的存在，分子筛再生过程中对上塔压力的影响较小，二者的控制可以单独设置；空收稿日期：2011_09-21(修改稿)∞一铊m良mH—H第1期程杰平．空分设备上塔压力的两种控制方案141分设备在开工恢复过程中不易造成上塔压力超压，有利于

5、开车时的操作。l％z027l14l

6、％z028102I‘lFTl213l—IcALl213El—lFYl213l—lPTl213lIPVIl—IcALcul一也FLI—IPVIlI％z02011114Il⋯⋯‘⋯’t●『●lPIcl626IlcALl2l3I—lFIcl213lI)Icl213AI—IPIcl213BIlPIDICALCUIlPIDl—lPIDl’lPIDI—硐由忘‰lI％z027114I图223000Nm3／h空分设备上塔压力和分子筛加热、冷吹控制回路组态为了保证设备安全，冷箱联锁Lcl295投入后PIC

7、l626应在自动状态，冷箱跳车后阀门PVl626应关闭。上塔压力控制的逻辑实现如图3所示。FYl213CALCUPvl626阀门关闭雨西瓦丽而面而图3上塔压力控制的逻辑实现235000m3／h空分设备上塔压力控制原理及特点首钢迁安钢铁有限公司制氧作业部目前运行有3台35000m3／h空分设备，其工艺流程与23000m3／h空分设备的基本相同，只是对上塔压力的控制方式进行了改进，即将35000m3／h空分设备流程中的上塔污氮气管路上的阀门PVl626去掉，上塔的污氮气出塔后直接送到PVl213A／B和阀门HVl240、HVl241、HVl242处

8、，将上塔压力控制、分子筛加热／冷吹控制和PVl213A／B控制就地结合在一起。针对该设备的流程特点和控制要求设计的上塔压力控制组态如图4所示。PTl213PVIHIcl240lHIcl240IlHIcl240lIHIcl62MLD—swIIMLD—sw

9、lMLD—swlMLD％Z033102l

10、％Z033102¨％Z033104PICl213APIDPICl213BPID图435000Nm3／h空分设备上塔压力和分子筛加热、冷吹控制回路组态2一上塔压力控制的两种模式上塔压力控制模式分为手动和自动状态，两种模式主要是考虑空分设备正常生产和恢复阶段

11、的不同特点而设定的。手动状态主要在空分设备开工恢复阶段使用，这时空分精馏塔还没有工作，分子筛加热冷吹气体主要靠分子筛后面的空气提供，由于到上塔之间没有