10000m3/h空分设备分子筛纯化系统再生气流量控制方案的优化

　　前 言

　　南昌方大特钢科技股份有限公司制氧厂(以下简称:方大特钢) 2002年、2007年分别投产了10000 m3/h、16300 m3/h空分设备各1套, 2套空分设备均由杭氧提供,采用全精馏无氢制氩工艺流程,控制系统均采用DCS控制系统。相对而言,16300m3/h空分设备的上塔压力波动幅度更小、运行工况更稳定,制氩系统更易操作、调整。对比2套空分设备的工艺流程,主要在对分子筛纯化系统再生气流量的控制方案上存在一定差别。为此,从工艺流程上进行了分析、论证,优化了再生气流量控制方案,使10000 m3/h空分设备的运行工况得到明显改善。

　　1 10000 m3/h空分设备分子筛纯化系统流程简介

　　方大特钢10000 m3/h空分设备分子筛纯化系统流程如图1所示,主要是通过DCS控制系统程序控制14个阀门及电加热器周期动作,执行1#、2#分子筛吸附器执行卸压、加温、冷吹、均压、切换动作。除系统初始化步骤外,控制系统共分10个步骤且不断循环,使2只分子筛吸附器交替工作、再生。

　　2 2套空分设备分子筛纯化系统再生气控制流程分析

　　2.1 10000 m3/h空分设备

　　10000 m3/h空分设备分子筛纯化系统再生气流路如图2所示。10000 m3/h空分设备由调节阀V107、V106和V1210控制再生气, V107阀设在污氮出精馏塔总管上,污氮出精馏塔后又分2路:一路由V106阀控制污氮去水冷塔,另一路直接去分子筛纯化系统(去分子筛纯化系统的污氮统称为再生气)。其中, V107阀开度由出塔污氮气压力PIC104控制,控制污氮出精馏塔总管压力; V106阀开度由再生气流量FICAS1201控制,控制污氮去水冷塔量,以保证出精馏塔污氮量、进分子筛纯化系统再生气量相对稳定; V1210阀由再生气进分子筛纯化系统压力PIC1206、分子筛纯化系统切换程序自动控制,以保证分子筛纯化系统切换以及工作全过程中上塔压力稳定和运行安全。

　　2.2 16300 m3/h空分设备

　　16300 m3/h空分设备分子筛纯化系统再生气流路如图3所示。16300 m3/h空分设备亦由3个调节阀控制再生气,在污氮出精馏塔总管上未设置总阀,污氮出精馏塔后,一路由V118阀控制污氮去水冷塔,另一路直接去分子筛纯化系统。在再生气控制流程上与10000 m3/h空分设备的不同之处:一是将V1210阀更换成了切换阀V1219, V1219阀由分子筛纯化系统程序自动控制,以保证分子筛纯化系统切换时上塔压力稳定和运行安全;二是在再生气流量孔板前设有一调节阀V1226,其开度由流量FICAS1201自动控制,以保证进分子筛纯化系统再生气量的相对稳定;三是调节阀V118,V118阀由压力PIC104控制,污氮压力升高时,V118阀打开,以稳定上塔压力,保证上塔运行安全,同时控制去水冷塔的污氮流量。