μXL系统在空分装置中的应用

　　1　工艺流程简介

　　空气由吸入塔吸入后,进入袋式过滤器滤去尘土和机械杂质,在离心压缩机压缩至0.85MPa(G),然后,压缩空气经UF-10000/8型预冷系统洗涤,并将空气冷至8～10℃进入HXK-10000/8型纯化器,去除H2O,CO2,C2H2等。分子筛吸附器两台交互使用,一台工作,另一台再生,再生气为分馏塔的废气。净化后的空气通过主换热器和液化器与返流的低温废气、膨胀废气、产品氮气进行热交换,冷却后的空气部分液化,然后进入精馏塔底部,经过精馏分离成产品氮气和富氧液空(约30%O2),塔底液空经过冷后节流至冷凝蒸发器,在0.4MPa压力下,与氮气相变换热,氮气液化作为精馏塔回流液,液空蒸发为废气。废气从冷凝蒸发器顶部引出经过冷器,液化器升温至-153℃,再经透平膨胀机绝热膨胀至0.03MPa,温降约为30℃,为装置补偿冷量。膨胀废气经液化器、主换热器后复热至常温后出冷箱。一路用于分子筛再生,另一路去水冷塔,使冷却水温降低,同时废气放散大气。产品氮气由塔顶引出,经主换热器复热至常温,经压力调节器保持0.75MPa压力送至用户。

　　液态氮由冷凝蒸发器冷凝侧排出的回流液中抽取,经液氮调节阀进入液氮计量筒,定期向贮存系统输送。

　　其工艺主流程图如图1-1所示。

　　2　控制系统的硬件配置及规模

　　空分装置通过深冷法分离空气来制取氮气。该装置可分为3个系统:

　　①空气压缩系统;②净化系统;③精馏系统。

　　控制系统选用了西安仪表厂引进的μXL分散控制系统。

　　μXL系统由两台操作站MOPS,一台现场控制站MFCD-STD,一台现场控制单元MFCU-STD和一台现场监视单元MFMU-STD组成,它们通过通讯总线相连。

　　系统结构如下图2-1所示。

　　3　控制系统的基本设计思想及主要的控制方法

　　整个系统以中心控制室集中监视,集中自动/手动操作为主,就地显示、操作为辅,保证了在中心控制室控制全部装置的要求。

　　其主要的控制方法如下:

　　3.1　空压机系统控制方法

　　空压机系统是整个空分装置的龙头,其运行的安全性与稳定性将影响到整套装置的运行和生产工艺指标,因此在DCS控制系统中设置了空压机紧急停车联锁和空压机允许开车工艺联锁。图3-1和3-2是中原乙烯空分装置中上述两个联锁控制框图。

　　3.2　分程调节

　　为了保证分馏塔内和出装置氮气压力,在控制系统中设置了产品氮气出装置压力调节——分程调节。即用一个调节器输出信号的不同范围来分别控制两个阀门,来完成整个调节过程。贮槽系统中氮气出口压力调节也同样采用了分程调节,其实现方法如图3-3所示。