溶解乙炔生产工艺自动化控制提升改造

邦企简介

昆明邦企科技有限公司成立于2013年，是一家专业从事工业领域的自动化、智能化、信息化技术方案的设计、推广、实施的高新技术型企业。

公司团队成员皆为具有5年以上行业经验的专业人才，致力于工业企业实施生产过程自动化、智能化、信息化、以及经营管理信息化的研究，为企业生产

提供科技创新，切实可行，以人为本的生产自动化技术方案。公司一直秉承自主创新的理念，注重产品及行业工业软件的研发，已获得多项实用新型专利和计算机软件著作权，通过了“高新技术企业”的认定。

公司现已成功设计、开发、集成并投入运行的系统有溶解乙炔生产工艺DCS系统、钛渣炉冶炼专家控制PLC系统、硅锰炉冶炼专家控制PLC系统、全自动粉体配方配料系统、智能数控三元催化载体加工装置。

公司服务和产品面向全国及东南亚，业务涉及化工、冶金、环保等行业。

公司正在持续不断的吸纳具有软件开发，自控设计、模型仿真等技术和项目实施经验的工程师，组建全方位技术团队，完善公司运营体系，制定合理的分配制度，加强建设企业文化；与国际、国内知名品牌和厂家合作；挖掘用户生产制造转型升级需求，引导用户采用并推广先进的智能制造相关装备和技术，为工业企业提供完整的、实用的、专业的生产自动化、智能化、数字化解决方案。

项目背景

溶解乙炔生产工艺是利用电石与水反应生产乙炔气，电石法生产乙炔的工艺流程主要由乙炔气发生、粗乙炔气净化、乙炔气压缩、高压乙炔干燥、乙炔充灌和出厂检验等工序组成，如图1所示。目前该工艺过程的温度、压力、流量、液位等工艺参数均采用人工采集及记录，各设备由人工现场控制，滞后于当前的自动化技术的发展，亟待对控制方式的改造升级。

采用DCS系统对乙炔安全生产工艺过程检测数据（温度、压力、液位、流量、气体成分）实时采集与显示监控且实现自动化联锁控制。需具备完整的自动控制、联锁保护、工艺设备运行参数采集与实时监控的程序功能；充装站可燃气体检测报警系统与消防喷淋系统自动联锁控制执行相关联锁保护功能，红外测温仪检测气瓶温度超限报警同时启动气瓶降温喷淋系统，实时自动联锁控制。当工艺运行出现（压力、温度、液位、流量）超限（高、低）报警发出后，DCS按程序进行自动启/停泵、停压缩机控制、阀门控制；DCS系统由操作站、工业计算机、监控软件组成，通过交换机在控制室之间建立工业以太网络，实现两站间双向通讯与双向监控，为流程各工段相互协调操作控制提供准确及时信息。

图 1 溶解乙炔生产工艺

改造目的

1、提升溶解乙炔工艺生产自动化——节省人力，增产高效。

2、满足溶解乙炔工艺安全控制要求—安全第一

《安全生产监督管理局办公室印发溶解乙炔生产工艺安全控制指导意见的通知》（安监管函【2017】62号）内容要求

项目内容

1、现场仪表和视频监控

由于整个乙炔车间区域范围按禁火区要求管理，进入乙炔车间（站）不得带入火种和使用明火、手机，进入生产车间和作业场所须消除静电。所以未拍实景改造的仪表、阀门等工艺设备照片。

2、自控阀门

将原有的手动阀基础上新增了调节阀和开关阀。

3、中控室

改造效果

1、改造前后对比

2、实现控制功能

• 高位水箱液位达到最低设定值时，报警并联锁打开加水阀补水，补到设定高位时，关闭加水阀。

• 低压密闭发生器压力设高、低限报警及高高、低低联锁：发生器压力达到高限报警值7KPa（低限报警值5KPa）时，DCS发出声光报警，若压力升高到联锁值8KPa时，则联锁打开出口管线的放空阀、压力降低到联锁值1.5KPa时，则联锁打开氮气管线的氮气阀门，防止产生负压，混入空气。

• 低压密闭发生器温度设置在工艺水流量的自动调节，高限报警及高高联锁：发生器温度控制在60~80℃之间，自动调节工艺水管线调节阀开度，控制工艺水流量使发生器温度在设定控制范围内，当温度升高到报警值80℃时，DCS发出声光报警，当温度上升到联锁值85℃时，则一次水管线紧急加水开关阀自动打开，进行降温、同时联锁关停电石输送上料装置。

• 低压密闭发生器液位设置低限报警与低低联锁：当发生器的液位降低至低液位时，DCS发出声光报警，当液位降低至联锁值低低液位时，则一次水管线的开关阀自动打开，进行补水。

• 发生器排渣口为自动定时排渣，如设定2小时排一次，一次排15秒，计时一到，DCS控制自动打开气动排渣阀进行排渣，15秒后关闭。

• 发生器出口乙炔温度设置远程检测：正常生产时发生器出口乙炔温度≤39℃，可远程监控工艺温度指标，并设置超温报警。

• 气柜设置物位高度的高、低限报警及高高、低低联锁：当气柜的高度升高到高位或者降低至低位时，DCS发出声光报警，当高度降低至联锁值低低位时，则停乙炔压缩机，升高至高高位时，联锁调节或关停电石输送上料装置。

• 一清塔、二清塔、中和塔液位设置远程检测：正常生产时各塔液位均可远程监控液位指标，液位低于1/3 DCS或PLC报警，高于2/3 DCS报警。

• 次氯酸钠配置槽液位设置低限报警及低低联锁：当配置槽的液位降低至30%时，DCS发出声光报警当液位降低至联锁值20%时，则联锁停稀次氯酸钠泵。

• 乙炔压缩机设置进口压力低限报警及低低联锁、出口压力高限报警及高高联锁：当进口压力低于报警值2KPa时，DCS发出声光报警，当压力降低到联锁值0.5KPa时，则联锁关停乙炔压缩机，当出口压力高于报警值2.4KPa时，现场及控制室发出声光报警，当压力升高到联锁值2.45KPa时，则联锁关停乙炔压缩机。乙炔压缩机排气温度超过警戒值，现场控制室都发出声光报警，并联锁压缩机停止。

• 分子筛高压干燥器出口乙炔管道压力设置远程检测：正常生产时分子筛高压干燥器出口乙炔压力为2.0MPa，可远程监控工艺压力指标。DCS全自动控制两个吸附塔的切换时间和再生时间。

• 循环水总管线设置压力的低限报警：当循环水总管线的压力低于报警值0.15MPa时，DCS发出声光报警。

• 氮气总管设置压力的低限报警：当氮气总管线的压力低于报警值0.5MPa时，DCS发出声光报警。

• 发生间、净化间、压缩机、空瓶间、实瓶间、丙酮补加间设置可燃气体检测器与事故风机的联锁系统：当发生间、净化间、压缩机、空瓶间、实瓶间、丙酮补加间有可燃气体泄露且浓度达到设定值时，可燃气体检测器发出报警信号，同时联锁启动事故风机。

• 充装间设置可燃气体检测器与消防室内喷淋的联锁系统，当充装间有可燃气体泄露且浓度达到设定值时，同时联锁启动事故风机及消防室内喷淋管的开关阀。

• 充装车间乙炔钢瓶设有红外线测温仪，当乙炔钢瓶温度达到警戒值时联锁打开喷淋装置进行降温。

• 高压管道部分采用电磁流量计测量气体流速，流速过快，联锁DCS系统进行报警反馈。

• 气柜达到设定低位时，报警并联锁打开调节电磁振荡器进行投料量调节；当气柜达到设定的高位时，报警并联锁关闭电磁振荡器。

• 分子筛高压干燥器采用全自动DCS控制自动再生系统，工作阀，再生阀，均压阀，通过DCS设定开启关闭时间，实现全自动切换。

• 各个操作车间安装防爆视频监控装置，以便中控人员及时监督各岗位操作工人有无不当操作，视频内容要求保存30天以上。

• DCS所有参数、报警记录可连续存档90天以上，可导出和打印留档。

用户评价

通过我公司技术同事的努力，秉承公司的“将当前最先进的自动化、数字化、信息化技术融合并服务于生产企业生产和经营过程”的使命和“技术为本、客户至上”的经营理念，售前需求交流、制定技术方案、组织施工等工作过程中认真负责、急用户所急、想用户所想并完美完成了此次溶解乙炔企业进行生产工艺自动化控制提升改造项目，得到了客户和各位相关领导的好评：“你们公司的员工都不错哈，做事任劳任怨、认真细致，通过调整改善了生产工艺，带来的效益是可预见的，而且我们提什么要求都帮着解决了，非常感谢！”