一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制氮設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置及方法，包括網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)編程工具PLC系統(tǒng)或DCS編程工具，其特征在于由空氣壓縮系統(tǒng)A上的過濾器一端通過管道和閥門連接空氣預(yù)處理系統(tǒng)B中的粉塵過濾器后的主空氣管路引潔凈空氣做過濾器的反吹氣源，空氣壓縮系統(tǒng)A的另一端通過管道連接水分離系統(tǒng)I上的蝶閥一端，所有的電氣設(shè)備上設(shè)有就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)裝置，通過PLC或DCS編程控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，保證該裝置不間斷供氣。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：全自動(dòng)控制，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控制氮設(shè)備，保證裝置的安全穩(wěn)定啟動(dòng)、運(yùn)行及停車；在異常情況時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)液氮備用系統(tǒng)，保證不間斷供氣。
【專利說明】一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置及方法
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本發(fā)明涉及制氮設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置及方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]制氮機(jī)是指以空氣為原料，利用物理的方法，按變壓吸附技術(shù)將其中的氧和氮分離而獲得氮?dú)獾脑O(shè)備。根據(jù)不同原理，工業(yè)應(yīng)用的制氮機(jī)可分為深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法。
[0003]深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法，以空氣為原料，經(jīng)過壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空，利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同，通過液空的精餾，使它們分離來獲得氮?dú)?，但深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多，運(yùn)行成本較高，產(chǎn)氣慢，安裝要求高、周期較長，適合大規(guī)模工業(yè)制氮，而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì)。膜空分制氮是以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離，和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣快、增容方便等優(yōu)點(diǎn)，但與相同規(guī)格的分子篩空分制氮機(jī)相比價(jià)格要高出15%以上，成本較高。
[0004]分子篩空分制氮是以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮，與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡單、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣快、能耗低，產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，受到中、小型制氮企業(yè)的廣泛使用。
[0005]現(xiàn)有的制氮控制技術(shù)只是對單個(gè)調(diào)節(jié)回路進(jìn)獨(dú)立的控制，并沒有將整套裝置中的各個(gè)調(diào)節(jié)回路之間有機(jī)的結(jié)合起來，作為一個(gè)整體來進(jìn)行控制，一般在裝置附件設(shè)立一個(gè)控制室，裝置啟動(dòng)需要現(xiàn)場操作人員就地啟動(dòng)空壓機(jī)、精餾塔等系統(tǒng)，通過人工調(diào)節(jié)，使裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)并產(chǎn)出合格的氮?dú)猱a(chǎn)品，人工調(diào)節(jié)時(shí)控制量需要控制人員憑經(jīng)驗(yàn)判斷，難以準(zhǔn)確控制，從而造成能源浪費(fèi)，另外多個(gè)調(diào)節(jié)回路單獨(dú)控制，控制復(fù)雜，浪費(fèi)人力資源。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中制氮技術(shù)采用各個(gè)調(diào)節(jié)回路獨(dú)立控制造成能源及人力資源浪費(fèi)的技術(shù)問題，提供一種能通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控的有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置及方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，包括網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)編程工具PLC系統(tǒng)或DCS編程工具，由空氣壓縮系統(tǒng)A上的過濾器AF102的一端通過管道和閥門連接空氣預(yù)處理系統(tǒng)B中粉塵過濾器AF301后的主空氣管路，引干燥的低壓空氣做過濾器AF102反吹氣源，空氣壓縮系統(tǒng)A的另一端通過管道連接水分離系統(tǒng)I上的蝶閥V606A —端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)B上的粉塵過濾器AF301的出口管道通過分析儀系統(tǒng)C上的蝶閥V612連接冷箱系統(tǒng)F中的精餾塔下部的進(jìn)口端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)B上的電加熱器EH-301的進(jìn)氣管連接膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)E上的冷角式截止閥V502和V503的抽頭一端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)B上的蝶閥V301和V302管道抽頭一端連接水分離系統(tǒng)I上的蝶閥V606B —端，分析儀系統(tǒng)C上的氣動(dòng)薄膜節(jié)閥V615的進(jìn)氣管連接冷箱系統(tǒng)F上的主換熱器E503的出氣管道，分析儀系統(tǒng)C上出氣管道上設(shè)有三路氣源管線，一路連接儀電控系統(tǒng)D上的V327 —端做加溫氣源，一路連接儀電控系統(tǒng)D上的截止閥V322 —端做膨脹機(jī)軸承氣與密封氣用，一路連接球閥V626-3 —端做儀表氣源，儀電控系統(tǒng)D上的截止閥V626-2連接產(chǎn)品輸送系統(tǒng)J的低壓緩沖罐ST601 —端做備用儀表氣源管路，膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)E上的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V504和V505之間的抽頭一端連接冷箱系統(tǒng)F上的主換熱器E503 —端，冷箱系統(tǒng)F上的截止閥V509和V515分別連接在產(chǎn)品貯存系統(tǒng)G上的液氮儲(chǔ)罐VIE-OlA的止回閥V03和殘液汽化器VAP-04之間的管道上，冷箱系統(tǒng)F上的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥V511 一端連接產(chǎn)品貯存系統(tǒng)G中的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V08 —端，空溫式汽化器VAPOl —端抽頭連接調(diào)壓系統(tǒng)H的蝶閥V15 —端組成，上述所有的電氣設(shè)備上設(shè)有就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)裝置，通過PLC或DCS編程控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，保證該裝置不間斷供氣。
[0008]所述的空氣壓縮系統(tǒng)A上部通過管道和閥門連接過濾器AFlOl和AF102，空氣壓縮系統(tǒng)A下部管道上設(shè)有截止閥V602，截止閥V602下部管道上設(shè)有流量溫度就地顯示儀表，流量中控儀表、溫度中控儀表、PLC編程控制中控儀表，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、放空消音器，所述的空氣壓縮系統(tǒng)由空壓機(jī)、冷卻水回水、溫度就地儀表、冷卻水進(jìn)水、消聲器及閥部構(gòu)成。
[0009]所述的空氣預(yù)處理系統(tǒng)B的粉塵過濾器的出氣管道上設(shè)有就地儀表和中控儀表，所述的中控儀表信號線上設(shè)有PLC編程控制，粉塵過濾器的進(jìn)氣管道上左右兩端接有球閥V314和氣動(dòng)蝶閥V309、球閥V315和氣動(dòng)蝶閥V310的兩個(gè)并聯(lián)回路，在兩個(gè)氣動(dòng)蝶閥上分別設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制，所述的球閥V314和氣動(dòng)蝶閥V309抽頭一端連接保溫管路和氣路蝶閥V307 —端，氣路蝶閥V307另一端連接氣路蝶閥V308 —端，氣路蝶閥V308另一端通過保溫管道連接氣動(dòng)蝶閥V310 —端，并抽頭一端連接分子篩吸附器MS302 —端和球閥V319B —端，球閥V319B另一端連接調(diào)節(jié)閥V311 —端，調(diào)節(jié)閥V311另一端連接球閥V319 一端，球閥V319另一端連接氣動(dòng)蝶閥V307與保溫管路一端，并抽頭一端連接分子篩吸附器MS301 —端，所述的氣動(dòng)蝶閥V307和V308與調(diào)節(jié)閥V311上分別設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制，分子篩吸附器MS301的另一端通過保溫管路或管路依次接有球閥V318A、氣動(dòng)蝶閥V303和V301、球閥V312 —端，分子篩吸附器MS302的另一端通過保溫管路或管道依次接有球閥V318B氣動(dòng)蝶閥V304和V302、球閥V313 —端，所述的球閥V318A通過氣動(dòng)截止閥V305和V306與球閥V318B另一端連接在一起，所述的氣動(dòng)蝶閥V303的另一端與氣動(dòng)蝶閥V04的一端連接，并抽頭一端與氣動(dòng)截止閥和V306之間的抽頭一端連接用以放空，所述的氣動(dòng)截止閥V305、V306和氣動(dòng)蝶閥V303、V304、V301、V302上分別設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制，所述的氣動(dòng)蝶閥V301的另一端與氣動(dòng)蝶閥V302串接在一起，所述的球閥V312和V313的另一端串接在一起，并抽頭一端上連氣動(dòng)蝶閥V301和V302的抽頭一端，下連水分離系統(tǒng)I上的蝶閥V606B —端，并設(shè)有溫度顯示和PLC編程控制，所述的電加熱器EH-301通過保溫管道連接到兩啟動(dòng)蝶閥V307和V308之間的再生氣管道上，所述的兩個(gè)分子篩吸附器的氣管路上設(shè)有壓力顯示儀表和PLC編程控制，所述的兩個(gè)分子篩吸附器的進(jìn)氣管路上設(shè)有溫度顯示和PLC編程控制。[0010]所述的分析儀系統(tǒng)C上的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V615的進(jìn)口管道設(shè)有就地儀表和中控儀表，所述的中控儀表設(shè)有PLC編程控制，分析儀系統(tǒng)C上的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V614的進(jìn)口管道上設(shè)有就地儀表和中控儀表，分析儀系統(tǒng)C上的氣動(dòng)蝶閥V628上設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制。
[0011]所述的儀電控系統(tǒng)D中的加溫氣管的進(jìn)口端上設(shè)有就地儀表和PLC編程控制，儀電控系統(tǒng)D軸承氣和密封氣的兩路管道也設(shè)有就地儀表，膨脹機(jī)過濾器和備用氣罐上還設(shè)有就地儀表。
[0012]所述的膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)E兩路透平膨脹機(jī)ET501、ET502出氣管道上設(shè)有PLC編程控制，所述的透平膨脹機(jī)的過濾器管道上設(shè)有就地儀表壓力顯示。
[0013]所述的冷箱系統(tǒng)F上部設(shè)有主冷凝蒸發(fā)器E502，主冷凝蒸發(fā)器E502的上部設(shè)有就地儀表溫度顯示和中控儀表控制，在精餾塔C501左部管道上設(shè)有主換熱器E503和溫度與壓力儀表，所述的精餾塔C501各路管道連接空壓機(jī)上的各路信號管道。
[0014]所述的產(chǎn)品貯存系統(tǒng)G中的液氮儲(chǔ)罐VIE-OlA右部表面設(shè)有壓力液面顯示儀表，液氮儲(chǔ)罐VIE-OIA左下部設(shè)有管道和閥門連接的空溫式汽化器VAPOI和VAP02，液氮儲(chǔ)罐右下部設(shè)有管道和閥門連接的殘液汽化器VAP-04，所述的產(chǎn)品輸送系統(tǒng)J上設(shè)有中控儀表液
、tk /Jn- ο
[0015]所述的調(diào)壓系統(tǒng)H設(shè)有分析報(bào)警PLC編程控制和中控儀表裝置，所述的水分離系統(tǒng)I的壓縮機(jī)上設(shè)有壓力儀表，水分離器WS201上設(shè)有溫度儀表。
[0016]一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置的方法，包括網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)及PLC編程應(yīng)用工具，該方法采用深冷法分離空氣，壓縮空氣經(jīng)過分子篩吸附器除去雜質(zhì)氣體后進(jìn)入精餾塔，在低溫下經(jīng)過精餾在塔頂產(chǎn)品出口得到產(chǎn)品氮?dú)?，整套系統(tǒng)由空氣壓縮系統(tǒng)，預(yù)冷機(jī)，純化器，電加熱器，膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)，換熱器，精餾塔設(shè)備，輸運(yùn)與貯存系統(tǒng)，分析儀系統(tǒng)，儀電控制系統(tǒng)組成，整套系統(tǒng)所有電氣設(shè)備的硬件上都設(shè)有就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)方式，通過PLC式DCS的編程控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，保證該裝置的安全穩(wěn)定啟動(dòng)，運(yùn)行及停車，一旦出現(xiàn)異常，自動(dòng)啟動(dòng)液氮備用系統(tǒng)，保證不間斷供氣，包括以下步驟:
[0017]a.當(dāng)遇到各種危險(xiǎn)情況，需要緊急停車時(shí)，可以通過遠(yuǎn)程或就地緊急停車
[0018]按鈕將裝置安全停下:
[0019]當(dāng)緊急停車按鈕被按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生如下動(dòng)作:停主空壓機(jī)，自動(dòng)切斷冷箱加工空氣，停膨脹機(jī)，停預(yù)冷機(jī)，停純化器程序、停電加熱器，關(guān)閉氣氮產(chǎn)品輸出閥及液氮產(chǎn)品輸出閥，當(dāng)裝置產(chǎn)品輸出閥關(guān)閉后，貯罐壓力降低(PIC611)，備用系統(tǒng)根據(jù)貯罐壓力變化，自動(dòng)找開備用系統(tǒng)液氮?dú)饣?yīng)閥V16以維持PI611的壓力，保證不間斷供氣；
[0020]b.空壓機(jī)的控制
[0021]1.當(dāng)啟滿足以下條件時(shí)，空壓機(jī)允許啟動(dòng):空壓機(jī)自身來的信號允許啟動(dòng)，即本機(jī)備妥；純化器就緒；進(jìn)冷箱空氣箱全關(guān)；
[0022]i1.當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)，空壓機(jī)可自動(dòng)停車:空壓機(jī)自身連鎖因素觸發(fā)跳車；制氮裝置緊急停車按鈕被按下；
[0023]c.預(yù)冷機(jī)的控制
[0024]1.預(yù)冷機(jī)自身帶有溫度控制系統(tǒng)，可以控制出口溫度在5~8度之間；
[0025]i1.當(dāng)空氣負(fù)荷過大，預(yù)冷機(jī)出口溫度會(huì)升高，當(dāng)高于一定值時(shí)(20°C)，如果繼續(xù)運(yùn)行下去，會(huì)對后系統(tǒng)產(chǎn)生危害，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)連鎖冷箱停車，防止純化器穿透，水分、二氧化碳等有害雜質(zhì)帶入冷箱；
[0026]ii1.當(dāng)空氣負(fù)荷過低，預(yù)冷機(jī)出口溫度會(huì)低于5度，如果繼續(xù)降低，空氣中的水分有結(jié)冰的危險(xiǎn)，當(dāng)溫度低于2度時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停下預(yù)冷機(jī)，等溫度回升至5度時(shí)再啟動(dòng)預(yù)冷機(jī)；
[0027]d.純化器的控制
[0028]1.電加熱器的控制:
[0029](I)電加熱器內(nèi)電熱絲分三組，正常使用兩組，在預(yù)冷機(jī)故障時(shí)，吸附周期縮短為4小時(shí)，同時(shí)再生時(shí)投用第三組加熱絲，電加熱器控制再生氣出電加熱器溫度穩(wěn)定(180度)；
[0030](2)電加熱器設(shè)出口溫度高高連鎖及再生氣流量低低連鎖，防止電加熱器干燒，電熱絲燒壞；
[0031]i1.純化器的時(shí)間步序控制
[0032]純化器吸附筒共2臺(tái)，一臺(tái)吸附，一臺(tái)再生，兩臺(tái)交替切斷使用，吸附周期根據(jù)預(yù)冷機(jī)的情況分4小時(shí)周期(無預(yù)冷機(jī)工況)和8小時(shí)(有預(yù)冷機(jī)工況)，吸附按照以下步驟進(jìn)行交替進(jìn)行:均壓一并聯(lián)一 I號筒泄壓一I號筒加熱一I號筒冷吹一均壓一并聯(lián)—2號筒泄壓—2號筒加熱—2號筒冷吹；
[0033]ii1.純化器啟動(dòng)條件:空壓機(jī)運(yùn)行，預(yù)冷機(jī)出口溫度沒有達(dá)到高高值(20°C)
[0034]iv.再生氣流量控制
[0035](I)再生氣流量由PIC-603控制，它將多余的再生氣排放至消聲器SL-301 ；
[0036](2)此控制器與分子篩步序相關(guān)，加熱開始和冷吹結(jié)束時(shí)會(huì)引起再生氣需求量的劇大變化，在分子篩相關(guān)步驟(加熱和準(zhǔn)備充壓)開始時(shí)分子篩順序控制器預(yù)先設(shè)定V628(PIC603)的開度，在加熱開始時(shí)強(qiáng)制輸出閥位信號到20%然后回到自動(dòng)模式；在準(zhǔn)備充壓開始時(shí)強(qiáng)制輸出閥位信號到75%然后回到自動(dòng)模式；
[0037]e.冷箱的控制
[0038]1.冷箱的停車
[0039](I)當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)，冷箱會(huì)自動(dòng)停車:空壓機(jī)泄載或停車；V612關(guān)閉；純化器出口溫度高于60°C;純化器出口壓力低于5bar主冷液位低于20% ;純化器順控延時(shí)超過75分鐘；
[0040](2)冷箱停車后產(chǎn)生以下動(dòng)作:V612電磁閥失電關(guān)閉，V601全開，F(xiàn)IC604-1及FIC604-2強(qiáng)制手動(dòng)輸出0，全關(guān)V614、V615，全關(guān)膨脹機(jī)進(jìn)口閥V504、V505,停膨脹機(jī)，關(guān)液空節(jié)流閥V510，全開再生氣旁通閥V325，膨脹機(jī)旁通閥V501強(qiáng)制手動(dòng)關(guān)閉，全關(guān)排液閥V18，再生氣放空閥V628強(qiáng)制打自動(dòng)，全關(guān)液氮輸出閥V511，液氮罐進(jìn)口閥V08A，開液氮排放閥V09A ；
[0041]i1.冷箱允許啟動(dòng)條件:精餾塔底液位不高于75% ;主冷液位不高于90% ；
[0042]f.透平膨脹機(jī)的控制
[0043]1.膨脹機(jī)停車連鎖
[0044](I)引起膨脹機(jī)跳車的原因:膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速高(SIACS501/502);軸承氣壓力低(PIAS401/402) ；HIC612 關(guān)閉(冷箱停車)；
[0045](2)膨脹機(jī)跳車后動(dòng)作:關(guān)閉進(jìn)口閥V504/V505，停膨脹機(jī)；[0046]?.膨脹機(jī)進(jìn)口閥控制
[0047]膨脹機(jī)進(jìn)口閥由主冷液位(LIAC502-1)及膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速(SIACS501/502)低選控制；
[0048]ii1.膨脹機(jī)旁通閥控制
[0049]膨脹機(jī)旁通閥由主冷壓力PI506控制，壓力高開大，反之關(guān)?。?br> [0050]g.精餾塔的控制
[0051]1.根據(jù)產(chǎn)品氮的提取率，設(shè)定空氮比，即入塔空氣量與產(chǎn)品氮的比率，當(dāng)空壓機(jī)電流處于電大允許工作電流以下時(shí)，裝置運(yùn)行在產(chǎn)量約束模式下，根據(jù)客戶用量確定氮?dú)猱a(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)量來調(diào)整空壓機(jī)負(fù)荷；當(dāng)電機(jī)電流已經(jīng)達(dá)到最大允許工作電流時(shí)，裝置轉(zhuǎn)換到電機(jī)約束模式下，空壓機(jī)入塔空氣量來及空氮比來確定裝置產(chǎn)量大?。慌c此同時(shí)設(shè)置產(chǎn)量設(shè)定值上、下限； [0052]i1.入塔空氣量與裝置冷量息息相關(guān)，冷量多入塔空氣量增加，反之，空氣量減少，制氮裝置冷量的控制通過膨脹機(jī)負(fù)荷大小以及液氮產(chǎn)品取出量來里進(jìn)行調(diào)整，膨脹機(jī)一般用來對整體的大的冷量平衡進(jìn)行調(diào)整，微小的冷量變化可以通過塔阻的變化反應(yīng)出來，通過液氮產(chǎn)品取出閥來調(diào)整；
[0053]ii1.根據(jù)主冷液位上升或下降趨勢的來判斷裝置冷量的多少，主冷液位上升，說明冷量多，需要關(guān)膨脹機(jī)，主冷液位下降，說明冷量少，需要開膨脹機(jī)；
[0054]iv.膨脹機(jī)負(fù)荷設(shè)置上限，防止膨脹機(jī)超速；
[0055]V.膨脹機(jī)負(fù)荷設(shè)置下限，防止因主冷液位反應(yīng)滯后，導(dǎo)致膨脹機(jī)超調(diào)而影響空分工況紊亂；
[0056]v1.塔阻聞時(shí)，說明冷量多，開大液氮取出閥，增加冷量對外輸出；
[0057]vi1.塔阻低時(shí)，說明冷量少，關(guān)小液氮取出閥，減少冷量對外輸出；
[0058]vii1.氣氮產(chǎn)品輸出根據(jù)流量自動(dòng)控制，流量設(shè)定值由加工空氣量根據(jù)空氮比計(jì)算，自動(dòng)賦值給流量控制器；
[0059]ix.下塔液位根據(jù)液空節(jié)流控制；
[0060]X.產(chǎn)品純度采用雙分析儀監(jiān)測，任意一分析儀檢測出產(chǎn)品質(zhì)量超標(biāo)，即自動(dòng)切斷氣體及液體產(chǎn)品的輸出，自動(dòng)啟動(dòng)備用系統(tǒng)，保證供往客戶管網(wǎng)的氮?dú)赓|(zhì)量是合格的，并且是連續(xù)不中斷的；
[0061]h.產(chǎn)品的控制
[0062]1.氣氮產(chǎn)品流量控制
[0063]產(chǎn)品閥V615由流量計(jì)FIC604-V615及壓力控制器PIC605低選控制，產(chǎn)品放空閥V614 由 FIC604-614 控制，F(xiàn)IC604-V614 的設(shè)定值比 FIC604-V615 的設(shè)定值小 10% ；
[0064]i1.氣氮產(chǎn)品純度分析控制
[0065]當(dāng)產(chǎn)品純度AIAS-601A或AIAS602純度氧含量高高時(shí)，動(dòng)作如下:關(guān)閉氣氮產(chǎn)品閥V615，打開氣氮產(chǎn)品放空閥V614，預(yù)置開度值(60%)然后回到自動(dòng)，打開電磁閥V638 (當(dāng)?shù)獨(dú)猱a(chǎn)品純度合格后，氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615打開，V638延遲30s后再關(guān)閉)，關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511，置手動(dòng)，關(guān)閉液氮去儲(chǔ)槽閥V08A (操作員在PLC上手動(dòng)復(fù)位)，打開液氮吹掃閥V09A (操作員在PLC上手動(dòng)復(fù)位)；
[0066]ii1.氣氮產(chǎn)品溫度控制
[0067]當(dāng)氣氮產(chǎn)品溫度TIAS-604溫度低低時(shí)，動(dòng)作如下:關(guān)閉氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615，關(guān)閉氮?dú)夥趴臻yV614 ；
[0068]iv.液氮產(chǎn)品閥控制
[0069](I)主冷液位LIACS-502增高，開大V511 ;反之，關(guān)??；PDIAC_501阻力變大，開大V511 ;反之，關(guān)小，LIACS-502與roiAC-501 —起控制時(shí)，V511開度在兩者之間進(jìn)行低選，V511開度設(shè)置上限，上限值可改寫，防止液氮取出量過大，導(dǎo)致工況失控；
[0070](2)當(dāng)液氮儲(chǔ)罐的液位LIAS-1801A高的時(shí)候(97%)，自動(dòng)關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511 ；
[0071](3)當(dāng)下塔壓力與液體儲(chǔ)罐壓力差值小于0.2Bar時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511 ；
[0072]V.分析儀柜吹掃電磁閥控制:
[0073]AIAS_601A>9PPM，打開保護(hù)氣電磁閥，同時(shí):關(guān)閉氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615，關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511，關(guān)閉液氮去儲(chǔ)槽閥V08A (操作員在PLC上手動(dòng)打開)，打開液氮吹掃閥V09 (操作員在PLC上手動(dòng)打開)；
[0074]1.后備系統(tǒng)控制
[0075]當(dāng)裝置因各種原因連鎖導(dǎo)致產(chǎn)品輸出閥V615關(guān)閉時(shí)，管網(wǎng)貯氣罐壓力PIC611會(huì)降低，此時(shí)備用系統(tǒng)貯存的液氮經(jīng)氣化器氣化成后，通過V16閥自動(dòng)補(bǔ)充到管網(wǎng)，以保證不間斷供氣，即貯罐壓力PIC611控制V16閥動(dòng)作，壓力低時(shí)開大此閥；反之關(guān)小。
[0076]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:全自動(dòng)控制，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控制氮設(shè)備，所有電氣設(shè)備從硬件上都配置了就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)方式，通過先進(jìn)的控制系統(tǒng)及安全保護(hù)系統(tǒng)，保證裝置的安全穩(wěn)定啟動(dòng)、運(yùn)行及停車；在異常情況時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)液氮備用系統(tǒng)，保證不間斷供氣，控制簡單、節(jié)省成本。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0077]圖1為本發(fā)明的原理圖；
[0078]圖2為本發(fā)明空氣壓縮系統(tǒng)A的具體原理圖；
[0079]圖3為本發(fā)明空氣預(yù)處理系統(tǒng)B的具體原理圖；
[0080]圖4為本發(fā)明分析儀系統(tǒng)C的具體原理圖；
[0081]圖5為本發(fā)明儀電控系統(tǒng)D的具體原理圖；
[0082]圖6為本發(fā)明膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)E的具體原理圖；
[0083]圖7為本發(fā)明冷箱系統(tǒng)F的具體原理圖；
[0084]圖8為本發(fā)明產(chǎn)品貯存系統(tǒng)G的具體原理圖；
[0085]圖9為本發(fā)明調(diào)壓系統(tǒng)H的具體原理圖；
[0086]圖10為本發(fā)明水分離系統(tǒng)I的具體原理圖；
[0087]圖11為本發(fā)明產(chǎn)品輸送系統(tǒng)J的具體原理圖；
[0088]指定圖1做為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0089]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0090]實(shí)施例1[0091]如圖1至圖11所示，一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，包括網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)編程工具PLC系統(tǒng)或DCS編程工具，由空氣壓縮系統(tǒng)A上的過濾器AF102的一端通過管道和閥門連接空氣預(yù)處理系統(tǒng)B中粉塵過濾器AF301后的主空氣管路，引干燥的低壓空氣做過濾器AF102反吹氣源，空氣壓縮系統(tǒng)A的另一端通過管道連接水分離系統(tǒng)I上的蝶閥V606A —端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)B上的粉塵過濾器AF301的出口管道通過分析儀系統(tǒng)C上的蝶閥V612連接冷箱系統(tǒng)F中的精餾塔下部的進(jìn)口端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)B上的電加熱器EH-301的進(jìn)氣管連接膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)E上的冷角式截止閥V502和V503的抽頭一端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)B上的蝶閥V301和V302管道抽頭一端連接水分離系統(tǒng)I上的蝶閥V606B 一端，分析儀系統(tǒng)C上的氣動(dòng)薄膜節(jié)閥V615的進(jìn)氣管連接冷箱系統(tǒng)F上的主換熱器E503的出氣管道，分析儀系統(tǒng)C上出氣管道上設(shè)有三路氣源管線，一路連接儀電控系統(tǒng)D上的V327 —端做加溫氣源，一路連接儀電控系統(tǒng)D上的截止閥V322 —端做膨脹機(jī)軸承氣與密封氣用，一路連接球閥V626-3 —端做儀表氣源，儀電控系統(tǒng)D上的截止閥V626-2連接產(chǎn)品輸送系統(tǒng)J的低壓緩沖罐ST601 —端做備用儀表氣源管路，，膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)E上的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V504和V505之間的抽頭一端連接冷箱系統(tǒng)F上的主換熱器E503 —端，冷箱系統(tǒng)F上的截止閥V509和V515分別連接在產(chǎn)品貯存系統(tǒng)G上的液氮儲(chǔ)罐VIE-OlA的止回閥V03和殘液汽化器VAP-04之間的管道上，冷箱系統(tǒng)F上的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥V511 一端連接產(chǎn)品貯存系統(tǒng)G中的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V08 —端，空溫式汽化器VAPOl —端抽頭連接調(diào)壓系統(tǒng)H的蝶閥V15 —端組成，上述所有的電氣設(shè)備上設(shè)有就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)裝置，通過PLC或DCS編程控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，保證該裝置不間斷供氣。
[0092]實(shí)施例2
[0093]一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置的方法，包括網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)及PLC編程應(yīng)用工具，該方法采用深冷法分離空氣，壓縮空氣經(jīng)過分子篩吸附器除去雜質(zhì)氣體后進(jìn)入精餾塔，在低溫下經(jīng)過精餾在塔頂產(chǎn)品出口得到產(chǎn)品氮?dú)猓紫到y(tǒng)由空氣壓縮系統(tǒng)，預(yù)冷機(jī)，純化器，電加熱器，膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)，換熱器，精餾塔設(shè)備，輸運(yùn)與貯存系統(tǒng)，分析儀系統(tǒng)，儀電控制系統(tǒng)組成，整套系統(tǒng)所有電氣設(shè)備的硬件上都設(shè)有就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)方式，通過PLC式DCS的編程控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，保證該裝置的安全穩(wěn)定啟動(dòng)，運(yùn)行及停車，一旦出現(xiàn)異常，自動(dòng)啟動(dòng)液氮備用系統(tǒng)，保證不間斷供氣，包括以下步驟:
[0094]j.當(dāng)遇到各種危險(xiǎn)情況，需要緊急停車時(shí)，可以通過遠(yuǎn)程或就地緊急停車
[0095]按鈕將裝置安全停下:
[0096]當(dāng)緊急停車按鈕被按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生如下動(dòng)作:停主空壓機(jī)，自動(dòng)切斷冷箱加工空氣，停膨脹機(jī)，停預(yù)冷機(jī)，停純化器程序、停電加熱器，關(guān)閉氣氮產(chǎn)品輸出閥及液氮產(chǎn)品輸出閥，當(dāng)裝置產(chǎn)品輸出閥關(guān)閉后，貯罐壓力降低(PIC611)，備用系統(tǒng)根據(jù)貯罐壓力變化，自動(dòng)找開備用系統(tǒng)液氮?dú)饣?yīng)閥V16以維持PI611的壓力，保證不間斷供氣；
[0097]k.空壓機(jī)的控制
[0098]ii1.當(dāng)啟滿足以下條件時(shí),空壓機(jī)允許啟動(dòng):空壓機(jī)自身來的信號允許啟動(dòng)，即本機(jī)備妥；純化器就緒；進(jìn)冷箱空氣箱全關(guān)；
[0099]iv.當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)，空壓機(jī)可自動(dòng)停車:空壓機(jī)自身連鎖因素觸發(fā)跳車；制氮裝置緊急停車按鈕被按下；
[0100]1.預(yù)冷機(jī)的控制[0101]iv.預(yù)冷機(jī)自身帶有溫度控制系統(tǒng)，可以控制出口溫度在5?8度之間；
[0102]V.當(dāng)空氣負(fù)荷過大，預(yù)冷機(jī)出口溫度會(huì)升高，當(dāng)高于一定值時(shí)(20°C)，如果繼續(xù)運(yùn)行下去，會(huì)對后系統(tǒng)產(chǎn)生危害，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)連鎖冷箱停車，防止純化器穿透，水分、二氧化碳等有害雜質(zhì)帶入冷箱；
[0103]v1.當(dāng)空氣負(fù)荷過低，預(yù)冷機(jī)出口溫度會(huì)低于5度，如果繼續(xù)降低，空氣中的水分有結(jié)冰的危險(xiǎn)，當(dāng)溫度低于2度時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停下預(yù)冷機(jī)，等溫度回升至5度時(shí)再啟動(dòng)預(yù)冷機(jī)；
[0104]m.純化器的控制
[0105]V.電加熱器的控制:
[0106](3)電加熱器內(nèi)電熱絲分三組，正常使用兩組，在預(yù)冷機(jī)故障時(shí)，吸附周期縮短為4小時(shí)，同時(shí)再生時(shí)投用第三組加熱絲，電加熱器控制再生氣出電加熱器溫度穩(wěn)定(180度)；
[0107](4)電加熱器設(shè)出口溫度高高連鎖及再生氣流量低低連鎖，防止電加熱器干燒，電熱絲燒壞；
[0108]v1.純化器的時(shí)間步序控制
[0109]純化器吸附筒共2臺(tái)，一臺(tái)吸附，一臺(tái)再生，兩臺(tái)交替切斷使用，吸附周期根據(jù)預(yù)冷機(jī)的情況分4小時(shí)周期(無預(yù)冷機(jī)工況)和8小時(shí)(有預(yù)冷機(jī)工況)，吸附按照以下步驟進(jìn)行交替進(jìn)行:均壓一并聯(lián)一 I號筒泄壓一I號筒加熱一I號筒冷吹一均壓一并聯(lián)—2號筒泄壓—2號筒加熱—2號筒冷吹；
[0110]vi1.純化器啟動(dòng)條件:空壓機(jī)運(yùn)行，預(yù)冷機(jī)出口溫度沒有達(dá)到高高值(20°C)
[0111]vii1.再生氣流量控制
[0112](3)再生氣流量由PIC-603控制，它將多余的再生氣排放至消聲器SL-301 ；
[0113](4)此控制器與分子篩步序相關(guān)，加熱開始和冷吹結(jié)束時(shí)會(huì)引起再生氣需求量的劇大變化，在分子篩相關(guān)步驟(加熱和準(zhǔn)備充壓)開始時(shí)分子篩順序控制器預(yù)先設(shè)定V628(PIC603)的開度，在加熱開始時(shí)強(qiáng)制輸出閥位信號到20%然后回到自動(dòng)模式；在準(zhǔn)備充壓開始時(shí)強(qiáng)制輸出閥位信號到75%然后回到自動(dòng)模式；
[0114]η.冷箱的控制
[0115]ii1.冷箱的停車
[0116](3)當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)，冷箱會(huì)自動(dòng)停車:空壓機(jī)泄載或停車；V612關(guān)閉；純化器出口溫度高于60°C;純化器出口壓力低于5bar主冷液位低于20% ;純化器順控延時(shí)超過75分鐘；
[0117](4)冷箱停車后產(chǎn)生以下動(dòng)作:V612電磁閥失電關(guān)閉，V601全開，F(xiàn)IC604-1及FIC604-2強(qiáng)制手動(dòng)輸出0，全關(guān)V614、V615，全關(guān)膨脹機(jī)進(jìn)口閥V504、V505,停膨脹機(jī)，關(guān)液空節(jié)流閥V510，全開再生氣旁通閥V325，膨脹機(jī)旁通閥V501強(qiáng)制手動(dòng)關(guān)閉，全關(guān)排液閥V18，再生氣放空閥V628強(qiáng)制打自動(dòng)，全關(guān)液氮輸出閥V511，液氮罐進(jìn)口閥V08A，開液氮排放閥V09A ；
[0118]iv.冷箱允許啟動(dòng)條件:精餾塔底液位不高于75% ;主冷液位不高于90% ；
[0119]ο.透平膨脹機(jī)的控制
[0120]iv.膨脹機(jī)停車連鎖
[0121](3)引起膨脹機(jī)跳車的原因:膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速高(SIACS501/502);軸承氣壓力低(PIAS401/402) ；HIC612 關(guān)閉(冷箱停車)；
[0122](4)膨脹機(jī)跳車后動(dòng)作:關(guān)閉進(jìn)口閥V504/V505，停膨脹機(jī)；
[0123]V.膨脹機(jī)進(jìn)口閥控制
[0124]膨脹機(jī)進(jìn)口閥由主冷液位(LIAC502-1)及膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速(SIACS501/502)低選控制；
[0125]v1.膨脹機(jī)旁通閥控制
[0126]膨脹機(jī)旁通閥由主冷壓力PI506控制，壓力高開大，反之關(guān)??；
[0127]p.精餾塔的控制
[0128]x1.根據(jù)產(chǎn)品氮的提取率，設(shè)定空氮比，即入塔空氣量與產(chǎn)品氮的比率，當(dāng)空壓機(jī)電流處于電大允許工作電流以下時(shí)，裝置運(yùn)行在產(chǎn)量約束模式下，根據(jù)客戶用量確定氮?dú)猱a(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)量來調(diào)整空壓機(jī)負(fù)荷；當(dāng)電機(jī)電流已經(jīng)達(dá)到最大允許工作電流時(shí)，裝置轉(zhuǎn)換到電機(jī)約束模式下，空壓機(jī)入塔空氣量來及空氮比來確定裝置產(chǎn)量大??；與此同時(shí)設(shè)置產(chǎn)量設(shè)定值上、下限；
[0129]xi1.入塔空氣量與裝置冷量息息相關(guān)，冷量多入塔空氣量增加，反之，空氣量減少，制氮裝置冷量的控制通過膨脹機(jī)負(fù)荷大小以及液氮產(chǎn)品取出量來里進(jìn)行調(diào)整，膨脹機(jī)一般用來對整體的大的冷量平衡進(jìn)行調(diào)整，微小的冷量變化可以通過塔阻的變化反應(yīng)出來，通過液氮產(chǎn)品取出閥來調(diào)整；
[0130]xii1.根據(jù)主冷液位上升或下降趨勢的來判斷裝置冷量的多少，主冷液位上升，說明冷量多，需要關(guān)膨脹機(jī)，主冷液位下降，說明冷量少，需要開膨脹機(jī)；
[0131]xiv.膨脹機(jī)負(fù)荷設(shè)置上限，防止膨脹機(jī)超速；
[0132]XV.膨脹機(jī)負(fù)荷設(shè)置下限，防止因主冷液位反應(yīng)滯后，導(dǎo)致膨脹機(jī)超調(diào)而影響空分工況紊亂；
[0133]xv1.塔阻聞時(shí)，說明冷量多，開大液氮取出閥，增加冷量對外輸出；
[0134]xvi1.塔阻低時(shí)，說明冷量少，關(guān)小液氮取出閥，減少冷量對外輸出；
[0135]xvii1.氣氮產(chǎn)品輸出根據(jù)流量自動(dòng)控制，流量設(shè)定值由加工空氣量根據(jù)空氮比計(jì)算，自動(dòng)賦值給流量控制器；
[0136]xix.下塔液位根據(jù)液空節(jié)流控制；
[0137]XX.產(chǎn)品純度采用雙分析儀監(jiān)測，任意一分析儀檢測出產(chǎn)品質(zhì)量超標(biāo)，即自動(dòng)切斷氣體及液體產(chǎn)品的輸出，自動(dòng)啟動(dòng)備用系統(tǒng)，保證供往客戶管網(wǎng)的氮?dú)赓|(zhì)量是合格的，并且是連續(xù)不中斷的；
[0138]q.產(chǎn)品的控制
[0139]v1.氣氮產(chǎn)品流量控制
[0140]產(chǎn)品閥V615由流量計(jì)FIC604-V615及壓力控制器PIC605低選控制，產(chǎn)品放空閥V614 由 FIC604-614 控制，F(xiàn)IC604-V614 的設(shè)定值比 FIC604-V615 的設(shè)定值小 10% ；
[0141]vi1.氣氮產(chǎn)品純度分析控制
[0142]當(dāng)產(chǎn)品純度AIAS-601A或AIAS602純度氧含量高高時(shí)，動(dòng)作如下:關(guān)閉氣氮產(chǎn)品閥V615，打開氣氮產(chǎn)品放空閥V614，預(yù)置開度值(60%)然后回到自動(dòng)，打開電磁閥V638 (當(dāng)?shù)獨(dú)猱a(chǎn)品純度合格后，氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615打開，V638延遲30s后再關(guān)閉)，關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511，置手動(dòng)，關(guān)閉液氮去儲(chǔ)槽閥V08A (操作員在PLC上手動(dòng)復(fù)位)，打開液氮吹掃閥V09A (操作員在PLC上手動(dòng)復(fù)位)；[0143]vii1.氣氮產(chǎn)品溫度控制
[0144]當(dāng)氣氮產(chǎn)品溫度TIAS-604溫度低低時(shí)，動(dòng)作如下:關(guān)閉氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615，關(guān)閉氮?dú)夥趴臻yV614 ；
[0145]ix.液氮產(chǎn)品閥控制
[0146](4)主冷液位LIACS-502增高，開大V511 ;反之，關(guān)??；PDIAC_501阻力變大，開大V511 ;反之，關(guān)小，LIACS-502與roiAC-501 —起控制時(shí)，V511開度在兩者之間進(jìn)行低選，V511開度設(shè)置上限，上限值可改寫，防止液氮取出量過大，導(dǎo)致工況失控；
[0147](5)當(dāng)液氮儲(chǔ)罐的液位LIAS-1801A高的時(shí)候(97%)，自動(dòng)關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511 ；
[0148](6)當(dāng)下塔壓力與液體儲(chǔ)罐壓力差值小于0.2Bar時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511 ；
[0149]X.分析儀柜吹掃電磁閥控制:
[0150]AIAS-601A>9PPM，打開保護(hù)氣電磁閥，同時(shí):關(guān)閉氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615，關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511，關(guān)閉液氮去儲(chǔ)槽閥V08A (操作員在PLC上手動(dòng)打開)，打開液氮吹掃閥V09 (操作員在PLC上手動(dòng)打開)；
[0151]r.后備系統(tǒng)控制
[0152]當(dāng)裝置因各種原因連鎖導(dǎo)致產(chǎn)品輸出閥V615關(guān)閉時(shí)，管網(wǎng)貯氣罐壓力PIC611會(huì)降低，此時(shí)備用系統(tǒng)貯存的液氮經(jīng)氣化器氣化成后，通過V16閥自動(dòng)補(bǔ)充到管網(wǎng)，以保證不間斷供氣，即貯罐壓力PIC611控制V16閥動(dòng)作，壓力低時(shí)開大此閥；反之關(guān)小。
【權(quán)利要求】
1.一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，包括網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)編程工具PLC系統(tǒng)或DCS編程工具，其特征在于由空氣壓縮系統(tǒng)(A)上的過濾器AF102的一端通過管道和閥門連接空氣預(yù)處理系統(tǒng)(B)中粉塵過濾器AF301后的主空氣管路，引干燥的低壓空氣做過濾器AF102反吹氣源，空氣壓縮系統(tǒng)(A)的另一端通過管道連接水分離系統(tǒng)(I)上的蝶閥V606A—端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)(B)上的粉塵過濾器AF301的出口管道通過分析儀系統(tǒng)(C)上的蝶閥V612連接冷箱系統(tǒng)(F)中的精餾塔下部的進(jìn)口端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)(B)上的電加熱器EH-301的進(jìn)氣管連接膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)(E)上的冷角式截止閥V502和V503的抽頭一端，空氣預(yù)處理系統(tǒng)(B)上的蝶閥V301和V302管道抽頭一端連接水分離系統(tǒng)(I)上的蝶閥V606B —端，分析儀系統(tǒng)(C)上的氣動(dòng)薄膜節(jié)閥V615的進(jìn)氣管連接冷箱系統(tǒng)(F)上的主換熱器E503的出氣管道，分析儀系統(tǒng)(C)上出氣管道上設(shè)有三路氣源管線，一路連接儀電控系統(tǒng)(D)上的V327 —端做加溫氣源，一路連接儀電控系統(tǒng)(D)上的截止閥V322 —端做膨脹機(jī)軸承氣與密封氣用，一路連接球閥V626-3 —端做儀表氣源，儀電控系統(tǒng)(D)上的截止閥V626-2連接產(chǎn)品輸送系統(tǒng)(J)的低壓緩沖罐ST601 —端做備用儀表氣源管路，，膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)(E)上的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V504和V505之間的抽頭一端連接冷箱系統(tǒng)(F)上的主換熱器E503 —端，冷箱系統(tǒng)(F)上的截止閥V509和V515分別連接在產(chǎn)品貯存系統(tǒng)(G)上的液氮儲(chǔ)罐VIE-OlA的止回閥V03和殘液汽化器VAP-04之間的管道上，冷箱系統(tǒng)(F)上的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥V511 —端連接產(chǎn)品貯存系統(tǒng)(G)中的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V08 —端，空溫式汽化器VAPOl —端抽頭連接調(diào)壓系統(tǒng)(H)的蝶閥V15 —端組成，上述所有的電氣設(shè)備上設(shè)有就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)裝置，通過PLC或DCS編程控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，保證該裝置不間斷供氣。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在于所述的空氣壓縮系統(tǒng)(A)上部通過管道和閥門連接過濾器AFlOl和AF102，空氣壓縮系統(tǒng)(A)下部管道上設(shè)有截止 閥V602，截止閥V602下部管道上設(shè)有流量溫度就地顯示儀表，流量中控儀表、溫度中控儀表、PLC編程控制中控儀表，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、放空消音器，所述的空氣壓縮系統(tǒng)由空壓機(jī)、冷卻水回水、溫度就地儀表、冷卻水進(jìn)水、消聲器及閥部構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在于所述的空氣預(yù)處理系統(tǒng)(B)的粉塵過濾器的出氣管道上設(shè)有就地儀表和中控儀表，所述的中控儀表信號線上設(shè)有PLC編程控制，粉塵過濾器的進(jìn)氣管道上左右兩端接有球閥V314和氣動(dòng)蝶閥V309、球閥V315和氣動(dòng)蝶閥V310的兩個(gè)并聯(lián)回路，在兩個(gè)氣動(dòng)蝶閥上分別設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制，所述的球閥V314和氣動(dòng)蝶閥V309抽頭一端連接保溫管路和氣路蝶閥V307 —端，氣路蝶閥V307另一端連接氣路蝶閥V308 —端，氣路蝶閥V308另一端通過保溫管道連接氣動(dòng)蝶閥V310 —端，并抽頭一端連接分子篩吸附器MS302 —端和球閥V319B一端，球閥V319B另一端連接調(diào)節(jié)閥V311 —端，調(diào)節(jié)閥V311另一端連接球閥V319 —端，球閥V319另一端連接氣動(dòng)蝶閥V307與保溫管路一端，并抽頭一端連接分子篩吸附器MS301一端，所述的氣動(dòng)蝶閥V307和V308與調(diào)節(jié)閥V311上分別設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制，分子篩吸附器MS301的另一端通過保溫管路或管路依次接有球閥V318A、氣動(dòng)蝶閥V303和V301、球閥V312 —端，分子篩吸附器MS302的另一端通過保溫管路或管道依次接有球閥V318B氣動(dòng)蝶閥V304和V302、球閥V313 —端，所述的球閥V318A通過氣動(dòng)截止閥V305和V306與球閥V318B另一端連接在一起，所述的氣動(dòng)蝶閥V303的另一端與氣動(dòng)蝶閥V04的一端連接，并抽頭一端與氣動(dòng)截止閥和V306之間的抽頭一端連接用以放空，所述的氣動(dòng)截止閥V305、V306和氣動(dòng)蝶閥V303、V304、V301、V302上分別設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制，所述的氣動(dòng)蝶閥V301的另一端與氣動(dòng)蝶閥V302串接在一起，所述的球閥V312和V313的另一端串接在一起，并抽頭一端上連氣動(dòng)蝶閥V301和V302的抽頭一端，下連水分離系統(tǒng)(I)上的蝶閥V606B —端，并設(shè)有溫度顯示和PLC編程控制，所述的電加熱器EH-301通過保溫管道連接到兩啟動(dòng)蝶閥V307和V308之間的再生氣管道上，，所述的兩個(gè)分子篩吸附器的氣管路上設(shè)有壓力顯示儀表和PLC編程控制，所述的兩個(gè)分子篩吸附器的進(jìn)氣管路上設(shè)有溫度顯示和PLC編程控制。
4.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在所述的分析儀系統(tǒng)(C)上的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V615的進(jìn)口管道設(shè)有就地儀表和中控儀表，所述的中控儀表設(shè)有PLC編程控制，分析儀系統(tǒng)(C)上的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥V614的進(jìn)口管道上設(shè)有就地儀表和中控儀表，分析儀系統(tǒng)(C)上的氣動(dòng)蝶閥V628上設(shè)有三通電磁閥和PLC編程控制。
5.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在于所述的儀電控系統(tǒng)(D)中的加溫氣管的進(jìn)口端上設(shè)有就地儀表和PLC編程控制，儀電控系統(tǒng)(D)軸承氣和密封氣的兩路管道也設(shè)有就地儀表，膨脹機(jī)過濾器和備用氣罐上還設(shè)有就地儀表。
6.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在于所述的膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)(E)兩路透平 膨脹機(jī)ET501、ET502出氣管道上設(shè)有PLC編程控制，所述的透平膨脹機(jī)的過濾器管道上設(shè)有就地儀表壓力顯示。
7.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在于所述的冷箱系統(tǒng)(F)上部設(shè)有主冷凝蒸發(fā)器E502，主冷凝蒸發(fā)器E502的上部設(shè)有就地儀表溫度顯示和中控儀表控制，在精餾塔C501左部管道上設(shè)有主換熱器E503和溫度與壓力儀表，所述的精餾塔C501各路管道連接空壓機(jī)上的各路信號管道。
8.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在于所述的產(chǎn)品貯存系統(tǒng)(G)中的液氮儲(chǔ)罐VIE-OlA右部表面設(shè)有壓力液面顯示儀表，液氮儲(chǔ)罐VIE-OlA左下部設(shè)有管道和閥門連接的空溫式汽化器VAPOl和VAP02，液氮儲(chǔ)罐右下部設(shè)有管道和閥門連接的殘液汽化器VAP-04，所述的產(chǎn)品輸送系統(tǒng)(J)上設(shè)有中控儀表液態(tài)顯/Jn ο
9.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置，其特征在于所述的調(diào)壓系統(tǒng)(H)設(shè)有分析報(bào)警PLC編程控制和中控儀表裝置，所述的水分離系統(tǒng)(I)的壓縮機(jī)上設(shè)有壓力儀表，水分離器WS201上設(shè)有溫度儀表。
10.一種有關(guān)制氮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人控制的裝置的方法，包括網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)及PLC編程應(yīng)用工具，其特征在于該方法采用深冷法分離空氣，壓縮空氣經(jīng)過分子篩吸附器除去雜質(zhì)氣體后進(jìn)入精餾塔，在低溫下經(jīng)過精餾在塔頂產(chǎn)品出口得到產(chǎn)品氮?dú)?，整套系統(tǒng)由空氣壓縮系統(tǒng)，預(yù)冷機(jī)，純化器，電加熱器，膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)，換熱器，精餾塔設(shè)備，輸運(yùn)與貯存系統(tǒng)，分析儀系統(tǒng)，儀電控制系統(tǒng)組成，整套系統(tǒng)所有電氣設(shè)備的硬件上都設(shè)有就地及遠(yuǎn)程兩種啟動(dòng)方式，通過PLC式DCS的編程控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，保證該裝置的安全穩(wěn)定啟動(dòng)，運(yùn)行及停車，一旦出現(xiàn)異常，自動(dòng)啟動(dòng)液氮備用系統(tǒng)，保證不間斷供氣，包括以下步驟: a.當(dāng)遇到各種危險(xiǎn)情況，需要緊急停車時(shí)，可以通過遠(yuǎn)程或就地緊急停車按鈕將裝置安全停下 當(dāng)緊急停車按鈕被按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生如下動(dòng)作:. 1.停主空壓機(jī) ?.自動(dòng)切斷冷箱加工空氣 ii1.停膨脹機(jī) iv.停預(yù)冷機(jī) V.停純化器程序、停電加熱器 v1.關(guān)閉氣氮產(chǎn)品輸出閥及液氮產(chǎn)品輸出閥 vi1.當(dāng)裝置產(chǎn)品輸出閥關(guān)閉后，貯罐壓力降低(PIC611)，備用系統(tǒng)根據(jù)貯罐壓力變化，自動(dòng)找開備用系統(tǒng)液氮?dú)饣?yīng)閥V16以維持PI611的壓力，保證不間斷供氣； b.空壓機(jī)的控制 .1.當(dāng)啟滿足以下條件時(shí)，空壓機(jī)允許啟動(dòng): (1)空壓機(jī)自身來的信號允許啟動(dòng)，即本機(jī)備妥 (2)純化器就緒` (3)進(jìn)冷箱空氣箱全關(guān) ?.當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)，空壓機(jī)可自動(dòng)停車: (O空壓機(jī)自身連鎖因素觸發(fā)跳車 (2)制氮裝置緊急停車按鈕被按下； c.預(yù)冷機(jī)的控制 .1.預(yù)冷機(jī)自身帶有溫度控制系統(tǒng)，可以控制出口溫度在5~8度之間；?.當(dāng)空氣負(fù)荷過大，預(yù)冷機(jī)出口溫度會(huì)升高，當(dāng)高于一定值時(shí)(20°C)，如果繼續(xù)運(yùn)行下去，會(huì)對后系統(tǒng)產(chǎn)生危害，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)連鎖冷箱停車，防止純化器穿透，水分、二氧化碳等有害雜質(zhì)帶入冷箱； ii1.當(dāng)空氣負(fù)荷過低，預(yù)冷機(jī)出口溫度會(huì)低于5度，如果繼續(xù)降低，空氣中的水分有結(jié)冰的危險(xiǎn)，當(dāng)溫度低于2度時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停下預(yù)冷機(jī)，等溫度回升至5度時(shí)再啟動(dòng)預(yù)冷機(jī)； d.純化器的控制 . 1.電加熱器的控制: (O電加熱器內(nèi)電熱絲分三組，正常使用兩組，在預(yù)冷機(jī)故障時(shí)，吸附周期縮短為4小時(shí)，同時(shí)再生時(shí)投用第三組加熱絲，電加熱器控制再生氣出電加熱器溫度穩(wěn)定(180度)； (2)電加熱器設(shè)出口溫度高高連鎖及再生氣流量低低連鎖，防止電加熱器干燒，電熱絲燒壞； ?.純化器的時(shí)間步序控制 純化器吸附筒共2臺(tái)，一臺(tái)吸附，一臺(tái)再生，兩臺(tái)交替切斷使用，吸附周期根據(jù)預(yù)冷機(jī)的情況分4小時(shí)周期(無預(yù)冷機(jī)工況)和8小時(shí)(有預(yù)冷機(jī)工況)，吸附按照以下步驟進(jìn)行交替進(jìn)行: 均壓一并聯(lián)一 I號筒泄壓一I號筒加熱一I號筒冷吹一均壓一并聯(lián)—2號筒泄壓—2號筒加熱—2號筒冷吹； ii1.純化器啟動(dòng)條件 (1)空壓機(jī)運(yùn)行 (2)預(yù)冷機(jī)出口溫度沒有達(dá)到高高值(20°C) iv.再生氣流量控制 (O再生氣流量由PIC-603控制，它將多余的再生氣排放至消聲器SL-301 ； (2)此控制器與分子篩步序相關(guān)，加熱開始和冷吹結(jié)束時(shí)會(huì)引起再生氣需求量的劇大變化，在分子篩相關(guān)步驟(加熱和準(zhǔn)備充壓)開始時(shí)分子篩順序控制器預(yù)先設(shè)定V628(PIC603)的開度，在加熱開始時(shí)強(qiáng)制輸出閥位信號到20%然后回到自動(dòng)模式；在準(zhǔn)備充壓開始時(shí)強(qiáng)制輸出閥位信號到75%然后回到自動(dòng)模式； e.冷箱的控制.1.冷箱的停車 (O當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)，冷箱會(huì)自動(dòng)停車時(shí) a)空壓機(jī)泄載或停車 b)V612關(guān)閉 c)純化器出口溫度高于60°C d)純化器出口壓力低于5bar e)主冷液位低于20% f)純化器順控延時(shí)超過75分鐘 (2)冷箱停車后產(chǎn)生以下動(dòng)作 a)V612電磁閥失電關(guān)閉 b)V601全開 c)FIC604-l及 FIC604-2 強(qiáng)制手動(dòng)輸出 0，全關(guān) V614、V615 d)全關(guān)膨脹機(jī)進(jìn)口閥V504、V505，停膨脹機(jī) e)關(guān)液空節(jié)流閥V510 f)全開再生氣旁通閥V325 g)膨脹機(jī)旁通閥V501強(qiáng)制手動(dòng)關(guān)閉 h)全關(guān)排液閥V18 i)再生氣放空閥V628強(qiáng)制打自動(dòng) j)全關(guān)液氮輸出閥V511，液氮罐進(jìn)口閥V08A，開液氮排放閥V09A ?.冷箱允許啟動(dòng)條件 (1)精餾塔底液位不高于75% (2)主冷液位不高于90% f.透平膨脹機(jī)的控制 . 1.膨脹機(jī)停車連鎖 (I)引起膨脹機(jī)跳車的原因: a)膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速高(SIACS501/502) b)軸承氣壓力低(PIAS401/402) c)HIC612關(guān)閉(冷箱停車)(2)膨脹機(jī)跳車后動(dòng)作: a)關(guān)閉進(jìn)口閥V504/V505，停膨脹機(jī) ?.膨脹機(jī)進(jìn)口閥控制 膨脹機(jī)進(jìn)口閥由主冷液位(LIAC502-1)及膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速(SIACS501/502) 低選控制； ii1.膨脹機(jī)旁通閥控制 膨脹機(jī)旁通閥由主冷壓力PI506控制，壓力高開大，反之關(guān)小； g.精餾塔的控制. 1.根據(jù)產(chǎn)品氮的提取率，設(shè)定空氮比，即入塔空氣量與產(chǎn)品氮的比率，當(dāng)空壓機(jī)電流處于電大允許工作電流以下時(shí)，裝置運(yùn)行在產(chǎn)量約束模式下，根據(jù)客戶用量確定氮?dú)猱a(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)量來調(diào)整空壓機(jī)負(fù)荷；當(dāng)電機(jī)電流已經(jīng)達(dá)到最大允許工作電流時(shí)，裝置轉(zhuǎn)換到電機(jī)約束模式下，空壓機(jī)入塔空氣量來及空氮比來確定裝置產(chǎn)量大??；與此同時(shí)設(shè)置產(chǎn)量設(shè)定值上、下限； ?.入塔空氣量與裝置冷量息息相關(guān)，冷量多入塔空氣量增加，反之，空氣量減少，制氮裝置冷量的控制通過膨脹機(jī)負(fù)荷大小以及液氮產(chǎn)品取出量來里進(jìn)行調(diào)整，膨脹機(jī)一般用來對整體的大的冷量平衡進(jìn) 行調(diào)整，微小的冷量變化可以通過塔阻的變化反應(yīng)出來，通過液氮產(chǎn)品取出閥來調(diào)整； ii1.根據(jù)主冷液位上升或下降趨勢的來判斷裝置冷量的多少，主冷液位上升，說明冷量多，需要關(guān)膨脹機(jī)，主冷液位下降，說明冷量少，需要開膨脹機(jī)； iv.膨脹機(jī)負(fù)荷設(shè)置上限，防止膨脹機(jī)超速； V.膨脹機(jī)負(fù)荷設(shè)置下限，防止因主冷液位反應(yīng)滯后，導(dǎo)致膨脹機(jī)超調(diào)而影響空分工況紊亂； V1.塔阻高時(shí)，說明冷量多，開大液氮取出閥，增加冷量對外輸出； Vi1.塔阻低時(shí)，說明冷量少，關(guān)小液氮取出閥，減少冷量對外輸出； Vii1.氣氮產(chǎn)品輸出根據(jù)流量自動(dòng)控制，流量設(shè)定值由加工空氣量根據(jù)空氮比計(jì)算，自動(dòng)賦值給流量控制器； ix.下塔液位根據(jù)液空節(jié)流控制； X.產(chǎn)品純度采用雙分析儀監(jiān)測，任意一分析儀檢測出產(chǎn)品質(zhì)量超標(biāo)，即自動(dòng)切斷氣體及液體產(chǎn)品的輸出，自動(dòng)啟動(dòng)備用系統(tǒng)，保證供往客戶管網(wǎng)的氮?dú)赓|(zhì)量是合格的，并且是連續(xù)不中斷的； h.產(chǎn)品的控制 .1.氣氮產(chǎn)品流量控制 產(chǎn)品閥V615由流量計(jì)FIC604-V615及壓力控制器PIC605低選控制，產(chǎn)品放空閥V614由FIC604-614控制，F(xiàn)IC604-V614的設(shè)定值比FIC604-V615的設(shè)定值小10% ；?.氣氮產(chǎn)品純度分析控制 當(dāng)產(chǎn)品純度AIAS-601A或AIAS602純度氧含量高高時(shí)，動(dòng)作如下: (1)關(guān)閉氣氮產(chǎn)品閥V615 (2)打開氣氮產(chǎn)品放空閥V614，預(yù)置開度值(60%)然后回到自動(dòng) (3)打開電磁閥V638(當(dāng)?shù)獨(dú)猱a(chǎn)品純度合格后，氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615打開，V638延遲30s后再關(guān)閉) (4 )關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511，置手動(dòng) (5)關(guān)閉液氮去儲(chǔ)槽閥V08A(操作員在PLC上手動(dòng)復(fù)位) (6)打開液氮吹掃閥V09A(操作員在PLC上手動(dòng)復(fù)位) ii1.氣氮產(chǎn)品溫度控制 當(dāng)氣氮產(chǎn)品溫度TIAS-604溫度低低時(shí)，動(dòng)作如下: (1)關(guān)閉氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615 (2)關(guān)閉氮?dú)夥趴臻yV614 iv.液氮產(chǎn)品閥控制 (1)主冷液位LIACS-502增高，開大V511;反之，關(guān)??；PDIAC_501阻力變大，開大V511 ；反之，關(guān)小，LIACS-502與roiAC-501 —起控制時(shí)，V511開度在兩者之間進(jìn)行低選，V511開度設(shè)置上限，上限值可改寫，防止液氮取出量過大，導(dǎo)致工況失控； (2)當(dāng)液氮儲(chǔ)罐的液位LIAS-1801A高的時(shí)候(97%)，自動(dòng)關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511； (3)當(dāng)下塔壓力與液體儲(chǔ)罐壓力差值小于0.2Bar時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511 ； V.分析儀柜吹掃電磁閥控制: AIAS-601A>9PPM，打開保護(hù)氣`電磁閥，同時(shí): (1)關(guān)閉氮?dú)猱a(chǎn)品閥V615 (2)關(guān)閉液氮產(chǎn)品閥V511 (3)關(guān)閉液氮去儲(chǔ)槽閥V08A(操作員在PLC上手動(dòng)打開) (4)打開液氮吹掃閥V09(操作員在PLC上手動(dòng)打開).1.后備系統(tǒng)控制 當(dāng)裝置因各種原因連鎖導(dǎo)致產(chǎn)品輸出閥V615關(guān)閉時(shí)，管網(wǎng)貯氣罐壓力PIC611會(huì)降低，此時(shí)備用系統(tǒng)貯存的液氮經(jīng)氣化器氣化成后，通過V16閥自動(dòng)補(bǔ)充到管網(wǎng)，以保證不間斷供氣，即貯罐壓力PIC611控制V16閥動(dòng)作，壓力低時(shí)開大此閥；反之關(guān)小。
【文檔編號】F25J3/04GK103760850SQ201410005590
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】張宏林, 任小強(qiáng), 薛祥龍 申請人:上海加力氣體有限公司