基于莱钢10#制氧机控制系统工艺流程探究摘要：详细介绍莱钢10#制氧机组控制系统的外压缩工艺流程，以及该制氧机组系统的硬件配置与控制功能，10#制氧机DCS选用的是AC800F和Profibus现场总线和PLC控制技术相结合的控制方案，系统运行比较稳定，对于自动化控制的设计和应用有着很大参考价值。关键词：制氧机；空分装置；工艺流程中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1671—7597(2012)0120103—011概述莱芜钢铁集团有限公司10#制氧机组空分装置为22000m3/h外压缩流程制氧机组，其中主空压机设备成套引进ATLAS的大型离心式压缩机，配套的主电机为ABB公司的9900KW的同步电机。同步电机的控制系统釆用的是ABB公司AC800M控制系统，监控系统采用的是ABB公司的PANELVIEw系列的人机界面。这套同步电机自动控制系统代表着当今大型同步电机控制的国际水平，具有控制思想先进、可靠，人机界面简单、直观等优点；该自动控制系统完成“双导叶随动”的自动控制；空压机出口压力、出口流量控制回路的自动调节；空压机能量控制器控制回路的自动调节；空压机防喘振控制；空压机报警、开/停车联锁控制、辅油泵启/停联锁控制等。其工艺流程采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机、规整填料塔、氧气内压缩等技术要点，先进整套机组包括：空气预冷系统、分子筛纯化系统、增压透平膨胀机系统、分馆塔系统、氮气压缩系统、液体贮存系统等。采用现场总线、DCS、PLC等先进技术相结合的控制方法，实现了该机组自动控制、数据通讯及上位机管理。2控制系统硬件配置莱钢10#制氧机DCS选用的是AC800F和Profibus现场总线,AC800F系统是ABB集团推出的具有世界领先水平的全能综合型开放控制系统，融传统的DCS和PLC优点于一体，并支持多种国际现场总线标复杂模拟回路调节能力、友好的人机界准。它既具备DCS的(HMI)及方便的工程软件，又同时具有与高档PLC指标相当的髙速逻辑和顺序控制性能。系统既可连接常规I/O,又可连接Profibus.FF、CAN、Modbus等各种现场总线设备。系统具备高度的灵活性和极好的扩展性，系统包括操作级与过程级，操作级包括传统控制功能，如操作与监视，归档与信息记录，趋势与报警，回路与逻辑控制功能等，为便于管理，所有功能均可在相应过程站中执行。做为过程级是由一个或几个过程站组成，每个过程站由AC800F和扩展I/0S800单元组成。过程站CPU可以配置为冗余或不冗余系统，系统具有各种i/o模块与现场各种类型过程信号相连接。系统提供了两种工业标准总线。过程站总线用于PROFIBUS—DP通信；I/O总线用于现场I/O数据通信，具有较高的安全性与较强数据可靠性。通过标准TCP/IP协议以太网，实现整个流程中空气压缩、空气预冷、空气纯化、增压压缩、膨胀透平、氧氮精馆、氫精馆、氮气压缩等子系统的自动控制、数据通讯及上位机管理，可完整地监控整个系统的生产情况。3制氧机工艺流程控制功能莱芜天元气体公司目前运行机组工艺流程分内压缩和外压缩两种工艺流程，10#制氧机组采用外压缩工艺流程，其采用的新型双导叶离心式空气压缩机控制系统，外压缩制氧机为常温分子筛吸附、空气增压透平膨胀制冷、全精馆制氫、使用主冷换热、氧气压缩外供的全低压空分装置。其生产工艺过程如下：3.1原料气体杂质净除如果原料空气不经过除尘直接被空压机吸入，其中固体杂质会使空压机的气缸、叶片和阀门摩擦加剧。固体灰尘带到冷却器中会造成换热表面污染，导致传热系数下降。一般要求空气净除后的固体杂质含量应小于0.001g/m3o原料空气经滤袋式（或自洁式）过滤器出去灰尘及机械杂质后，自洁式空气过滤器由空气滤筒、脉冲反吹系统、净气室、框架、控制系统组成。反吹系统由气动隔膜阀、电磁阀、专用喷嘴及压缩空气管路组成。控制系统主要由脉冲控制仪、差压变送器、控制电路等组成。经过透平空压机加压至0.51MPa左右,经过空冷塔洗涤、降温至17°C,进入切换使用的分子筛吸附器，吸附掉其中的水分、CO2及碳氢化合物等杂质，分两部分进入冷箱。3.2空气制冷与液化控制系统在空分装置中要实现氧氮分离，首先要使空气液化，这就必须设法将空气温度降至液化温度。空分下塔的绝对压力在0.6MPa左右，在该压力下空气开始液化的...