溶解乙炔生產工藝自動化控制提升改造

邦企簡介

昆明邦企科技有限公司成立于2013年，是一家專業從事工業領域的自動化、智能化、信息化技術方案的設計、推廣、實施的高新技術型企業。

公司團隊成員皆為具有5年以上行業經驗的專業人才，致力于工業企業實施生產過程自動化、智能化、信息化、以及經營管理信息化的研究，為企業生產

提供科技創新，切實可行，以人為本的生產自動化技術方案。公司一直秉承自主創新的理念，注重產品及行業工業軟件的研發，已獲得多項實用新型專利和計算機軟件著作權，通過了“高新技術企業”的認定。

公司現已成功設計、開發、集成并投入運行的系統有溶解乙炔生產工藝DCS系統、鈦渣爐冶煉專家控制PLC系統、硅錳爐冶煉專家控制PLC系統、全自動粉體配方配料系統、智能數控三元催化載體加工裝置。

公司服務和產品面向全國及東南亞，業務涉及化工、冶金、環保等行業。

公司正在持續不斷的吸納具有軟件開發，自控設計、模型仿真等技術和項目實施經驗的工程師，組建全方位技術團隊，完善公司運營體系，制定合理的分配制度，加強建設企業文化；與國際、國內知名品牌和廠家合作；挖掘用戶生產制造轉型升級需求，引導用戶采用并推廣先進的智能制造相關裝備和技術，為工業企業提供完整的、實用的、專業的生產自動化、智能化、數字化解決方案。

項目背景

溶解乙炔生產工藝是利用電石與水反應生產乙炔氣，電石法生產乙炔的工藝流程主要由乙炔氣發生、粗乙炔氣凈化、乙炔氣壓縮、高壓乙炔干燥、乙炔充灌和出廠檢驗等工序組成，如圖1所示。目前該工藝過程的溫度、壓力、流量、液位等工藝參數均采用人工采集及記錄，各設備由人工現場控制，滯后于當前的自動化技術的發展，亟待對控制方式的改造升級。

采用DCS系統對乙炔安全生產工藝過程檢測數據（溫度、壓力、液位、流量、氣體成分）實時采集與顯示監控且實現自動化聯鎖控制。需具備完整的自動控制、聯鎖保護、工藝設備運行參數采集與實時監控的程序功能；充裝站可燃氣體檢測報警系統與消防噴淋系統自動聯鎖控制執行相關聯鎖保護功能，紅外測溫儀檢測氣瓶溫度超限報警同時啟動氣瓶降溫噴淋系統，實時自動聯鎖控制。當工藝運行出現（壓力、溫度、液位、流量）超限（高、低）報警發出后，DCS按程序進行自動啟/停泵、停壓縮機控制、閥門控制；DCS系統由操作站、工業計算機、監控軟件組成，通過交換機在控制室之間建立工業以太網絡，實現兩站間雙向通訊與雙向監控，為流程各工段相互協調操作控制提供準確及時信息。

圖 1 溶解乙炔生產工藝

改造目的

1、提升溶解乙炔工藝生產自動化——節省人力，增產高效。

2、滿足溶解乙炔工藝安全控制要求—安全第一

《安全生產監督管理局辦公室印發溶解乙炔生產工藝安全控制指導意見的通知》（安監管函【2017】62號）內容要求

項目內容

1、現場儀表和視頻監控

由于整個乙炔車間區域范圍按禁火區要求管理，進入乙炔車間（站）不得帶入火種和使用明火、手機，進入生產車間和作業場所須消除靜電。所以未拍實景改造的儀表、閥門等工藝設備照片。

2、自控閥門

將原有的手動閥基礎上新增了調節閥和開關閥。

3、中控室

改造效果

1、改造前后對比

2、實現控制功能

• 高位水箱液位達到最低設定值時，報警并聯鎖打開加水閥補水，補到設定高位時，關閉加水閥。

• 低壓密閉發生器壓力設高、低限報警及高高、低低聯鎖：發生器壓力達到高限報警值7KPa（低限報警值5KPa）時，DCS發出聲光報警，若壓力升高到聯鎖值8KPa時，則聯鎖打開出口管線的放空閥、壓力降低到聯鎖值1.5KPa時，則聯鎖打開氮氣管線的氮氣閥門，防止產生負壓，混入空氣。

• 低壓密閉發生器溫度設置在工藝水流量的自動調節，高限報警及高高聯鎖：發生器溫度控制在60~80℃之間，自動調節工藝水管線調節閥開度，控制工藝水流量使發生器溫度在設定控制范圍內，當溫度升高到報警值80℃時，DCS發出聲光報警，當溫度上升到聯鎖值85℃時，則一次水管線緊急加水開關閥自動打開，進行降溫、同時聯鎖關停電石輸送上料裝置。

• 低壓密閉發生器液位設置低限報警與低低聯鎖：當發生器的液位降低至低液位時，DCS發出聲光報警，當液位降低至聯鎖值低低液位時，則一次水管線的開關閥自動打開，進行補水。

• 發生器排渣口為自動定時排渣，如設定2小時排一次，一次排15秒，計時一到，DCS控制自動打開氣動排渣閥進行排渣，15秒后關閉。

• 發生器出口乙炔溫度設置遠程檢測：正常生產時發生器出口乙炔溫度≤39℃，可遠程監控工藝溫度指標，并設置超溫報警。

• 氣柜設置物位高度的高、低限報警及高高、低低聯鎖：當氣柜的高度升高到高位或者降低至低位時，DCS發出聲光報警，當高度降低至聯鎖值低低位時，則停乙炔壓縮機，升高至高高位時，聯鎖調節或關停電石輸送上料裝置。

• 一清塔、二清塔、中和塔液位設置遠程檢測：正常生產時各塔液位均可遠程監控液位指標，液位低于1/3 DCS或PLC報警，高于2/3 DCS報警。

• 次氯酸鈉配置槽液位設置低限報警及低低聯鎖：當配置槽的液位降低至30%時，DCS發出聲光報警當液位降低至聯鎖值20%時，則聯鎖停稀次氯酸鈉泵。

• 乙炔壓縮機設置進口壓力低限報警及低低聯鎖、出口壓力高限報警及高高聯鎖：當進口壓力低于報警值2KPa時，DCS發出聲光報警，當壓力降低到聯鎖值0.5KPa時，則聯鎖關停乙炔壓縮機，當出口壓力高于報警值2.4KPa時，現場及控制室發出聲光報警，當壓力升高到聯鎖值2.45KPa時，則聯鎖關停乙炔壓縮機。乙炔壓縮機排氣溫度超過警戒值，現場控制室都發出聲光報警，并聯鎖壓縮機停止。

• 分子篩高壓干燥器出口乙炔管道壓力設置遠程檢測：正常生產時分子篩高壓干燥器出口乙炔壓力為2.0MPa，可遠程監控工藝壓力指標。DCS全自動控制兩個吸附塔的切換時間和再生時間。

• 循環水總管線設置壓力的低限報警：當循環水總管線的壓力低于報警值0.15MPa時，DCS發出聲光報警。

• 氮氣總管設置壓力的低限報警：當氮氣總管線的壓力低于報警值0.5MPa時，DCS發出聲光報警。

• 發生間、凈化間、壓縮機、空瓶間、實瓶間、丙酮補加間設置可燃氣體檢測器與事故風機的聯鎖系統：當發生間、凈化間、壓縮機、空瓶間、實瓶間、丙酮補加間有可燃氣體泄露且濃度達到設定值時，可燃氣體檢測器發出報警信號，同時聯鎖啟動事故風機。

• 充裝間設置可燃氣體檢測器與消防室內噴淋的聯鎖系統，當充裝間有可燃氣體泄露且濃度達到設定值時，同時聯鎖啟動事故風機及消防室內噴淋管的開關閥。

• 充裝車間乙炔鋼瓶設有紅外線測溫儀，當乙炔鋼瓶溫度達到警戒值時聯鎖打開噴淋裝置進行降溫。

• 高壓管道部分采用電磁流量計測量氣體流速，流速過快，聯鎖DCS系統進行報警反饋。

• 氣柜達到設定低位時，報警并聯鎖打開調節電磁振蕩器進行投料量調節；當氣柜達到設定的高位時，報警并聯鎖關閉電磁振蕩器。

• 分子篩高壓干燥器采用全自動DCS控制自動再生系統，工作閥，再生閥，均壓閥，通過DCS設定開啟關閉時間，實現全自動切換。

• 各個操作車間安裝防爆視頻監控裝置，以便中控人員及時監督各崗位操作工人有無不當操作，視頻內容要求保存30天以上。

• DCS所有參數、報警記錄可連續存檔90天以上，可導出和打印留檔。

用戶評價

通過我公司技術同事的努力，秉承公司的“將當前最先進的自動化、數字化、信息化技術融合并服務于生產企業生產和經營過程”的使命和“技術為本、客戶至上”的經營理念，售前需求交流、制定技術方案、組織施工等工作過程中認真負責、急用戶所急、想用戶所想并完美完成了此次溶解乙炔企業進行生產工藝自動化控制提升改造項目，得到了客戶和各位相關領導的好評：“你們公司的員工都不錯哈，做事任勞任怨、認真細致，通過調整改善了生產工藝，帶來的效益是可預見的，而且我們提什么要求都幫著解決了，非常感謝！”