大型空分控制联锁保护和电气安全保护设计

科技论坛大型空分控制联锁保护和电气安全保护设计刘卫红(唐山科创技术商务有限公司,河北唐山063000摘前,国内大型空分工程为数不多,作者经过十多年的设计经验,对深度冷冻法的空分比较了解。本文通过对空分工艺、设备的介绍,详细阐述仪表联锁保护、电气安全保护的设计措施。通过采用υCS集散型控制系统操作人员可在工作站上对空分装置及辅助设施的工艺参数进行监视、操作和控制,也可以通过现场杋旁盘操作;电气安全主要是供电倸安措施采取双路,当-路电源发生故障时母联自动投入,并可同时满足空分用电设备全部供电;厂区所有电气设备可靠接地设计。关键词:大型空分;控制联锁;电气安全空分设备装置采用空气深冷分离技术,即采用机械的方法,通过冷表1火灾危险区域电气设备防护等级表媒使纯净的压缩空气液化,和用气体不同的沸点蒸馏使之分离,分别提取氧、氮和氩。空分技术的特点是产品气体纯度高,适用于大规模气体感震2座生产的过程,是目前国内外所有大型气体生产企业普遍采用的工艺。工艺过程包括空气净化及压缩,预冷及纯化,空气精馏、无氢制氩;主要工■2■IPH艺设备有空气过滤器,原料空压机,空冷、水冷塔,纯化器,分馏塔,氧氮曹■昌■2IPs是IP4压缩机、液体储罐和汽化器等■P鲁■大型空分工艺复杂、设备较多,所以在仪表联锁保护及控制电气■2碧■安全设计等方面显得尤为重要,本文将在这两方面重点介绍。1联锁保护及控制措施设计l.1自动控制系统。为适应工艺流程的需要,仪控系统采用DCS集流程画面,动态显示工艺参数操作画面,参数越限报警画面,趋势画面母线分段,正常工作时两路10V母线分段运行。当一路电源发生故障等。操作人员可在工作站上对空分装置及辅助设施的工艺参数进行监时母联投入,并可同时满足空分用电设备全部供电。供电电源保安措施视、操作和控制,也可以通过现场机旁盘操作。产品储存系统的压力调采取双路10kⅤ供电。配电变压器冗余配置,单母线分段带母联,平时分节,流量、温度监测,紧急放散等信号的监测与控制,循环冷却水系统温段运行,当一路故障时,另一路自动投入。DCs系统和电信系统设置专度、流量、压力等信号的监测和控制,也进入DCS计算机系统进行集中用的过电压保护装置及UFS应急电源。监控22火灾危险区域划分和电气设备防护等级。按《深度冷冻法生产氧2检测和控制项目。本设计设置如下检测和控制项目:12.1空气气及相关气体安全技术规程》B6912-2008第46节,本项目透平氧预冷系统:空气进岀塔温度、外界供水温度、空冷塔、水冷塔排水温度显压机防护墙内、液氧储配区和氧气调压阀组间属21区火灾危险区;充示;空气进岀塔压力,外界供水压力;空冷塔上部、下部进水量;水冷塔瓶间属22区火灾危险区域。(表1进水量显示、累计;空冷塔、水冷塔液位。1.22空气纯化系统:分子筛空23电缆敷设。231电缆选型:厂区内高压电力电缆采用气进出口温度,污氮出电加热器温度显示;分子筛岀口压力,空气进出ZR-YJV-8.715型,低压动力电缆采用ZR-YJV-06/1型,控制电缆采分子筛吸附器压力显示;CO2含量在线分析。1.23空分系统:产品氧、用ZR-KVP-045/075型,引至DCS的电缆采用ZR- DJYPVP双绞线氮、氩的纯度分析;进塔空气流量检测;上塔、下塔阻力检测;上塔、下屏蔽型。232室外电缆敷设方式:进线铠装直埋,其他采用电缆沟、阻燃塔、粗氩塔、纯氩塔液位检测;液氧总碳氢(乙炔)纯度分析;过程介质温电缆桥架敷设;室内电缆一般采用电缆桥架、电缆沟或穿保护管予埋度、压力检测;冷箱内压力及气体浓度检测、冷箱基础温度检测。124增室外铠装电缆直埋埋深800mm,电缆穿过道路时以D00水煤气管作压透平膨胀杋系统:空气进岀膨胀机温度显示,压力显示、控制。1.2.5压保护,埋深≥lm,伸岀道路2m。电缆桥架选用阻燃型。电力管线与控制缩及储存系统:氧气氮气压缩机岀口压力流量监测,液氧、液氮、液氩管线必须合用电缆桥架时,中间加G型隔板。所有电缆穿越墙壁、地面储罐的温度、压力、液位显示、控制。储槽及管道压力、流量显示、控制。时均按照防火规范要求,对孔洞采取阻火封堵、分隔等防火措施。2331.26循环水系统:循环冷却水流量、温度、压力显示、控制。火灾危险环境:电力、照明线路的绝缘导线和电缆的额定电压,不低于3联锁保护。本设计DCS系统可实现下列自动联锁:13.1自洁式线路的额定电压,且不低于500V;移动式和携带式电气设备的线路,采空气过滤器阻力自动控制。1.32空压机的温度、压力、流量、阀位等各种用移动电缆或橡套软线;l0kⅤ及以下架空线路严禁跨越火灾危险区工艺参数的集中监视、记录、归档并报警;正常或紧急停车可在控制室域完成。1.33空冷、水冷塔液位,下塔液空液位、主冷凝器液氧液位、氧气3结论换热器液氧液位、粗氩塔液氩液位、粗氩塔冷凝器浟空液位、纯氩塔上本文对空分装置的联锁保护措施、电气安全设计方面,符合国家有部液氮液位、纯氩塔下部液氬液位等十几个液位控制回路的自动调节。关安全生产的法律、法规和部门、地方规章,满足行业标准规范的规定。134分子筛加热温度自动控制,分子筛净化器吸附与再生周期的自动空分预防事故设施、控制事故设施、减少与消除事故影响设施等各个方切换。135空冷塔阻力和岀口压力、膨胀机转速报警停车联锁。136空面水平到位。若实际采取了设计一系列预防事故的设计措施和安防手压机、氧压机、氮压机、增压机、膨胀杋启动和紧急停车等顺序联锁控段后,确保本项目的安全设施建设和稳定运行。制,油泵启动、停车联锁控制等;膨胀机设置转速报警停车联锁。1.3.7污参考文献氮进纯化系统流量、增压机进口流量、污氮岀冷箱压力、下塔压力、液氧深度冷冻法生产氧气及相关气体安全规程GBl6912-2008,中钢集团泵出口压力、产品氧气去用户和放空流量、产品氮气放空流量液氩泵武汉安全环保研究院起草,200-10实施出口压力、纯氯塔上部压力等十几个流量、压力回路的自动控制。L.3.82大中型空气分离设备JBT8693-1998第628节,中华人民共和国机液氧汽化器后设温度监测系统,当温度≤0℃,联锁液氧泵停车。械工业部,1998年3月19日发布2电气安全设计建筑物防雷设计规范GB50057-2010,中华人民共和国住房和城乡建2_Ⅰ供电电源。由于需要不间断冶炼供气,断电可能大面积影响生设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布,2011年产,因此本项目用电属Ⅱ级负荷。电源来自公司10kV变电站,通过电10月01日实施作者简介:刘卫红(1978,9-),女,河北保定雄县,本科,学士,工程师,2003年7月毕业于河北理工学院测控技术与仪器专业,从事空分工程仪表电气设计和项目前期报告编制工作十余年。