大型空分制氧站DCS調試技術(shù)

文章編號:1001-994(2014)110069大型空分制氧站DCS調試技術(shù)李貴平(中冶天工上海十三冶建設有限公司,上海201900)摘要:以寶鋼集團浦鋼6000Nm/h的大型空分制氧站DCS調試為基礎,結合以往大型空分制氧站DCS調試經(jīng)驗,探討了大型空分制氧站DCS調試的特點(diǎn)、施工組織、調試工藝及方法,并對控制回路試驗、離心式壓縮機防喘振控制組態(tài)、壓縮機起停及控制邏、緊急停車(chē)及重要安全回路調試、組態(tài)臨時(shí)變更管理等重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵環(huán)節的調試技術(shù)進(jìn)行了詳細的總結、說(shuō)明,旨在為其他同類(lèi)工程提供參考與借鑒關(guān)鍵詞:制氧站;DCS;調試中圖分類(lèi)號:TP273文獻標志碼:BDCS Commissioning Technology of Large Air-separation and Oxygen PlantLI Gui-ping(CMTCC Shanghai Shisanye Construction Co, Ltd. Shanghai 201900, China)Abstract: On the basis of summarizing 60000 Nm/h of Large air-separation and oxygen plant of Baosteel, combinedwith other previous DCS commissioning technology of large air-separation and oxygen plant, this paper discusses thecharacteristics, construction organization, process and method of the large air-separation and oxygen plants DCS com-missioning. The control loop test, anti-surge of centrifugal compressor configuration, thecompressoremergency stop and major safety loop commissioning configuration temporarily change management and other keyparts were described in detail, just for reference of other similar projectsKey words: oxygen plant; distributed control system(DCs); commissioning空分設備的自動(dòng)控制、負荷跟蹤、以及各種優(yōu)他同類(lèi)工程提供參考?；刂撇呗远家揽緿CS來(lái)實(shí)現叫。但目前還沒(méi)有統的DCS調試的規程及規范。近年來(lái)我公司承建了1大型制氧站DCs調試的特點(diǎn)煙臺萬(wàn)華、寶鋼及武鋼等由林德、液空等國際知名(1)系統劃分多,包括空氣預冷系統、循環(huán)水系廠(chǎng)家設計的10余套5000-72000№mh的大型空統、氬系統、主塔精餾系統、液氧存儲系統等近20分制氧裝置,因節能降耗等需要,大型空分制氧裝個(gè)系統置還會(huì )越來(lái)越多。本文以寶鋼集團浦鋼制氧(2)檢測點(diǎn)、控制點(diǎn)數量及種類(lèi)多,各檢測參數Foxboro la Dcs調試為基礎,結合以往調試經(jīng)驗,間關(guān)聯(lián)性強,調節復雜,為使生產(chǎn)后達到最佳工況探討了大型空分制氧站DCS調試應如何組織,調試需要對重點(diǎn)工藝參數進(jìn)行精調。的特點(diǎn)、方法及關(guān)鍵環(huán)節的調試技術(shù),希望能給其(3)DCS作為制氧站重要的調試工具,本身又收稿日期:201408-05;修訂日期:201409-01作者簡(jiǎn)介:李貴平(1973-),男,高級工程師,主要從事自動(dòng)化及儀表調試工作。自動(dòng)化與儀表2014(1)是被調試的對象,有“安裝晚、投運早”的特點(diǎn),在整22.2DCS裝置單體儀表及輔助儀表盤(pán)調試個(gè)制氧工程工藝調試過(guò)程中,需確保隨時(shí)好用。DCS裝置單體儀表設備主要包括記錄儀表、顯示儀表、報警儀表等,輔助儀表盤(pán)主要包括空壓機、2調試工藝流程及主要調試方法氮壓機、氧壓機等壓縮機控制盤(pán),應先進(jìn)行校準和2.1調試工藝流程試驗,避免因接線(xiàn)錯誤等原因造成設備的損壞,影調試工藝流程如圖1所示。響工期22.3控制室內部DCS裝置調試調試準備調試應分系統進(jìn)行,主要施工流程如下:通電前的檢查→硬件試驗→程序裝載及系統啟動(dòng)→冗DCS裝置中單體儀表控制室內部及輔助儀表盤(pán)調試DCS裝置調試余試驗→組態(tài)檢查及畫(huà)面測試→鍵盤(pán)功能測試→打印及拷貝測試→輸入輸出通道試驗。其中調試要-十-點(diǎn)如下:儀表系統回路DCS與電氣試驗、功能試驗及ECS的接口試驗(1)通電前的檢查主要包括調試環(huán)境、接地系統、硬件、電纜接線(xiàn)、電源及UPS系統檢查等。確保系統內設備已安電氣設備試運轉裝完畢,供電、照明、空調等符合調試要求;儀表接地系統、保護接地系統的接地電阻符合設計文件要工藝參數精調求;系統內控制站、操作臺、工程師站等各機框內插圖1工藝流程卡、適配器及其接口的型號、安裝位置與設計一致Fig 1 Construction process各插卡預設定旋鈕位置正確;通訊線(xiàn)連接無(wú)誤,電調試劃分為以上4個(gè)層次,需要科學(xué)組織。根源及UPS系統符合設計要求,電源柜到各設備的電據對過(guò)程控制的重要性以及受工藝安裝影響程度源線(xiàn)連接正確,絕緣符合要求。的分析,Ⅱ層和Ⅲ層是整個(gè)制氧站投運前DCS調試(2)程序裝載及系統啟動(dòng)的重點(diǎn)。為確保安全、質(zhì)量和進(jìn)度,應盡量采取“分在工程師站安裝系統軟件、應用軟件及數據層隔離、平行作業(yè)”的方法分系統進(jìn)行調試特別是庫。啟動(dòng)操作站,確認系統正常后,向各臺設備下裝Ⅱ層和Ⅲ層之間須做好隔離。同時(shí)為確保消除隱系統軟件及數據庫文件,啟動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò )上的全部節患、掌握主動(dòng),為制氧總體調試贏(yíng)得時(shí)間,對其中的點(diǎn),并確認系統狀態(tài)顯示正常。調出系統診斷畫(huà)面,聯(lián)鎖調試應做早、做好。利用測試程序對控制站、操作站等進(jìn)行診斷,確認22主要調試方法系統運行正常。221調試準備(3)冗余試驗(1)技術(shù)準備主要包括安全控制系統電源冗余試驗、現場(chǎng)主要包括DCS軟、硬件說(shuō)明書(shū),設計圖紙, DCS FBM輸入輸出模塊電源冗余試驗、總線(xiàn)冗余試驗、應用程序組態(tài)資料、生產(chǎn)工藝說(shuō)明書(shū),明確DCS應控制站處理機冗余試驗、點(diǎn)冗余和卡件冗余試驗。滿(mǎn)足工藝過(guò)程的應用功能。編寫(xiě)施工方案,并做好當緊停系統用到專(zhuān)門(mén)的輸人輸出安全模塊(如西門(mén)技術(shù)交底。子的S7-400FH系列模塊)時(shí),需對緊?；芈冯娫慈?2)人員準備余配置進(jìn)行試驗。制氧DCS常有2臺以上的冗余處調試總負責1名,負責對外協(xié)調及對整個(gè)DCS理機,控制站處理機冗余試驗應確保冗余處理機能的調試質(zhì)量、安全、進(jìn)度等進(jìn)行統籌管理,下設2-3和主處理機同步實(shí)現數據更新個(gè)作業(yè)小組,在施工前按DCS系統劃分確定各小組(4)組態(tài)檢查及畫(huà)面測試的調試范圍,每組2~3人,每個(gè)小組須有1名經(jīng)驗主要包括系統狀態(tài)畫(huà)面( state)測試、總貌畫(huà)面豐富的調試負責人,其他人員經(jīng)培訓考核合格后方 overview)測試、流程畫(huà)面(ow)測試、回路畫(huà)面可參與調試,按現場(chǎng)情況人員之間可相互調配。(lop)測試、趨勢畫(huà)面( (trend)測試、報警匯總畫(huà)面Automation Instrumentation 2014(n)(alam)測試、報表畫(huà)面測試等。確認,如膨脹機緊急切斷閥要求閥門(mén)是氣開(kāi)閥,空224儀表回路試驗及功能試驗壓機防喘振閥要求閥門(mén)是氣閉閥等?；芈吩囼瀾鶕F場(chǎng)情況和回路的復雜程度,32離心式壓縮機防喘振控制組態(tài)檢查按回路位號和信號類(lèi)型合理安排試驗的順序。開(kāi)喘振是離心式壓縮機的固有特性,壓縮機喘關(guān)量信號和模擬量信號,都應在可輸入信號的最前振極具破壞力,當即將發(fā)生喘振時(shí),需采取措施,防端輸入信號,把邏輯狀態(tài)變化的觀(guān)察放在最末端,止壓縮機進(jìn)入喘振狀態(tài)運行。防喘振組態(tài)檢查極為并同時(shí)檢查人機界面的指示及控制是否正確。同時(shí)重要。應一次完成每個(gè)回路及聯(lián)鎖分支的覆蓋,避免遺漏(1)喘振曲線(xiàn)設定和人力物力的浪費,確保調試進(jìn)度和質(zhì)量設備聯(lián)試前通過(guò)喘振試驗確定喘振曲線(xiàn),改變功能試驗主要包括運算功能、控制功能報警壓縮機可調葉片的開(kāi)度,使壓縮機處于喘振狀態(tài),聯(lián)鎖功能的試驗。應根據現場(chǎng)施工及工藝試車(chē)進(jìn)系統以最快掃描速度掃描喘振情況,得出喘振曲度要求,逐點(diǎn)連接控制室至現場(chǎng)電纜,通過(guò)在現場(chǎng)線(xiàn),作為防喘振控制的設定值。一般應在喘振曲線(xiàn)加信號進(jìn)行整個(gè)回路的試驗,并逐個(gè)回路投用。右側10%流量位置設置控制線(xiàn),在控制線(xiàn)位置開(kāi)始225DCS與電氣及ECS的接口試驗及控制電氣調節防喘振控制閥,實(shí)現防喘振控制。設備試運轉(2)防喘振閥控制(1)DCS與電氣及ECS的接口試驗防喘振閥常采用快開(kāi)慢關(guān)自適應控制,應根據主要包括DCS與高壓柜低壓柜勵磁控制屏、壓縮機出口的壓縮比變化率或壓力變化率,通過(guò)現場(chǎng)電氣控制盤(pán)及電氣監控系統(EC)的接口試驗?，F場(chǎng)測試合理設置閥門(mén)調節參數,使壓縮機組在即(2)DCS控制電氣設備試運轉將發(fā)生喘振時(shí),防喘振控制系統能快速響應,適DCS與電氣及ECS接口試驗完成后,先在電氣度打開(kāi)閥門(mén)以防喘振的發(fā)生,在完成保護后關(guān)閥設備主回路不帶電的情況下進(jìn)行空操作控制試驗,過(guò)程中避免新的喘振沖擊,確保機組平穩、高效確保動(dòng)作的邏輯關(guān)系正確、聯(lián)鎖功能正常,而后再運行由DCS控制電氣設備的試運轉。試運轉的主要設備33壓縮機起停條件及控制邏輯試驗包括各大壓縮機組電機及潤滑油系統、水處理泵(1)壓縮機起動(dòng)條件組、水冷泵組、分子篩加熱器、膨脹機油系統、低溫在試車(chē)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì )遇到起動(dòng)條件不滿(mǎn)足液體泵組等。壓縮機不能順利起動(dòng)的情況,各大壓縮機組起動(dòng)條2.26工藝參數精調件不完全一樣,但大致如下制氧系統有很多復雜的調節系統,且檢測參數壓縮機入口閥處于電機起動(dòng)位置,電氣系統正間關(guān)聯(lián)性強,涉及流量、溫度、壓力、液位、純度等。常,無(wú)聯(lián)鎖停車(chē)事故,潤滑油油溫達到起動(dòng)條件,油在系統投運后,需要對各調節系統的計算系數、設箱壓力正常,潤滑油箱出口油壓達到壓縮機允許起定值及比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間等進(jìn)行試驗調動(dòng)值,主電機及壓縮機的冷卻水流量正常,電機再整,以獲得最佳運行工況。起動(dòng)限制已解除,機旁柜允許起動(dòng)信號燈亮,電機允許起動(dòng)。同時(shí)必須保證DCS在收到電氣系統允許3重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵環(huán)節的調試技術(shù)加載信號后才能對電機加載。3.1控制回路試驗(2)機組輔油泵控制控制回路試驗時(shí),當有閥門(mén)定位器時(shí)應同時(shí)對各大機組的輔油泵一般均為2臺,互為備用。其進(jìn)行試驗。執行機構的動(dòng)作方向應符合設計文件當先起動(dòng)的輔油泵不能滿(mǎn)足油壓要求時(shí),另一臺泵的規定,試驗時(shí)應做到按時(shí)序、邏輯關(guān)系加入條件自動(dòng)起動(dòng),對其控制應做到“先起先停,不分主備”,信號對回路進(jìn)行確認,并調整到設計文件規定的工壓縮機正常起動(dòng)后,齒輪泵運行維持正常油壓,通作狀態(tài)。常延時(shí)1min后停輔油泵,當壓力低于設計值或電當閥門(mén)不僅要參與連續調節,而且在故障情況機停車(chē)時(shí),再自動(dòng)重起輔油泵。一般情況下,輔油泵下要實(shí)現緊急全開(kāi)或全關(guān)時(shí),對閥門(mén)選型也要進(jìn)行在電機停車(chē)1h后再停止運行。自動(dòng)化與儀表20141(3)緊急停車(chē)系統及重要安全回路聯(lián)鎖調試責人同意,辦理操作票,并作詳細記錄。組態(tài)變更實(shí)大型制氧機組一般都釆用安全控制系統實(shí)現行閉環(huán)管理,所有變更都應可追蹤、查閱。緊急停車(chē),它接受現場(chǎng)停車(chē)條件、參數計算和監控停車(chē)條件,與DCS通訊聯(lián)絡(luò )。緊急停車(chē)系統在制氧4結語(yǔ)站是作為DCS停車(chē)的安全冗余配置的,在DCS故大型制氧站DCS調試技術(shù)比較復雜,需要科障、失效判斷錯誤時(shí)實(shí)現緊急停車(chē)確?？辗盅b置學(xué)合理地組織,也需要豐富的經(jīng)驗。目前經(jīng)我公司安全。應檢查緊急停車(chē)系統數據與DCS處理機通訊施工已投運的各套空分制氧站運行穩定、可靠。經(jīng)正常,確保兩者數據能同步更新。過(guò)認真總結,這一技術(shù)已經(jīng)成熟完備且具有廣泛的需對重要的聯(lián)鎖組態(tài)進(jìn)行檢查試驗,如液空制適用性,以前施工過(guò)程中遇到的技術(shù)難點(diǎn)將會(huì )在很氧系統的MsPL( major safety protective loop)等進(jìn)大程度上得以解決。行重點(diǎn)檢查,對空分塔內的一些重要的溫度檢測點(diǎn),可用液氮進(jìn)行測試確保功能正常。參考文獻:34組態(tài)臨時(shí)變更管理[龐忠軍. IndustrialIT DCs在空分控制系統中的應用自動(dòng)化由于現場(chǎng)安裝條件限制,DCS邏輯組態(tài)變更在儀表,2007,28(增刊):163-165調試階段十分頻繁,應建立簡(jiǎn)潔的變更管理流程,2]GB50093-2013,自動(dòng)化儀表施工及質(zhì)量驗收規范S]北京:中國計劃出版社,2013按組態(tài)工作單完成組態(tài)后,組態(tài)的任何增刪及修[3]何朝均核電站DCS調試門(mén)中國儀器儀表,2013(8):49-52改,需經(jīng)過(guò)有效的審查和風(fēng)險評估,并征得工藝負應對氣候變化中美達成減排協(xié)議據新華社電中美兩國12日共同發(fā)表《中美氣候變化聯(lián)合聲明》,宣布加強清潔能源和環(huán)保領(lǐng)域合作。聯(lián)合聲明提出,美國計劃于2025年實(shí)現在2005年基礎上減排26%-28%的全經(jīng)濟范圍減排目標并將努力減排28%。中國計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰,并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。雙方均計劃繼續努力并隨時(shí)間而提高力度。中美兩國希望,現在宜布上述目標能夠為全球氣候談判注人動(dòng)力,并帶動(dòng)其他國家也道盡快并最好是2015年第一季度提出有力度的行動(dòng)目標。兩國元首決定來(lái)年緊密合作,解決妨礙巴黎會(huì )議達成一項成功的全球氣候協(xié)議的重大問(wèn)題。全球科學(xué)界明確提出,人類(lèi)活動(dòng)已在改變世界氣候系統。日益加速的氣候變化已經(jīng)造成嚴重影響。更高的溫度和極端天氣事件正在損害糧食生產(chǎn),日益升高的海平面和更具破壞性的風(fēng)暴使我們沿海城市面臨的危險加劇,并且氣候變化的影響已在對包括中美兩國在內的世界經(jīng)濟造成危害。這些情況迫切需要強化行動(dòng)以應對氣候挑戰。雙方計劃繼續加強政策對話(huà)和務(wù)實(shí)合作,包括在先進(jìn)煤炭技術(shù)、核能、頁(yè)巖氣和可再生能源方面的合作,這將有助于兩國優(yōu)化能源結構并減少包括產(chǎn)生自煤炭的排放。為進(jìn)一步支持落實(shí)兩國富有雄心的氣候目標,雙方宣布了通過(guò)現有途徑特別是中美氣候變化工作組、中美清潔能源研究中心和中美戰略與經(jīng)濟對話(huà)加強和擴大兩國合作的進(jìn)一步措施。轉自成都商報esssssssssssssssesesssssssssswsswwwwwawwwsdAutomation Instrumentation 2014un)