文章編號:1001-994(2014)110069大型空分制氧站DCS調(diào)試技術(shù)李貴平(中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司,上海201900)摘要:以寶鋼集團浦鋼6000Nm/h的大型空分制氧站DCS調(diào)試為基礎(chǔ),結(jié)合以往大型空分制氧站DCS調(diào)試經(jīng)驗,探討了大型空分制氧站DCS調(diào)試的特點、施工組織、調(diào)試工藝及方法,并對控制回路試驗、離心式壓縮機防喘振控制組態(tài)、壓縮機起停及控制邏、緊急停車及重要安全回路調(diào)試、組態(tài)臨時變更管理等重點、難點及關(guān)鍵環(huán)節(jié)的調(diào)試技術(shù)進行了詳細的總結(jié)、說明,旨在為其他同類工程提供參考與借鑒關(guān)鍵詞:制氧站;DCS;調(diào)試中圖分類號:TP273文獻標志碼:BDCS Commissioning Technology of Large Air-separation and Oxygen PlantLI Gui-ping(CMTCC Shanghai Shisanye Construction Co, Ltd. Shanghai 201900, China)Abstract: On the basis of summarizing 60000 Nm/h of Large air-separation and oxygen plant of Baosteel, combinedwith other previous DCS commissioning technology of large air-separation and oxygen plant, this paper discusses thecharacteristics, construction organization, process and method of the large air-separation and oxygen plants DCS com-missioning. The control loop test, anti-surge of centrifugal compressor configuration, thecompressoremergency stop and major safety loop commissioning configuration temporarily change management and other keyparts were described in detail, just for reference of other similar projectsKey words: oxygen plant; distributed control system(DCs); commissioning空分設(shè)備的自動控制、負荷跟蹤、以及各種優(yōu)他同類工程提供參考?；刂撇呗远家揽緿CS來實現(xiàn)叫。但目前還沒有統(tǒng)的DCS調(diào)試的規(guī)程及規(guī)范。近年來我公司承建了1大型制氧站DCs調(diào)試的特點煙臺萬華、寶鋼及武鋼等由林德、液空等國際知名(1)系統(tǒng)劃分多,包括空氣預冷系統(tǒng)、循環(huán)水系廠家設(shè)計的10余套5000-72000№mh的大型空統(tǒng)、氬系統(tǒng)、主塔精餾系統(tǒng)、液氧存儲系統(tǒng)等近20分制氧裝置,因節(jié)能降耗等需要,大型空分制氧裝個系統(tǒng)置還會越來越多。本文以寶鋼集團浦鋼制氧(2)檢測點、控制點數(shù)量及種類多,各檢測參數(shù)Foxboro la Dcs調(diào)試為基礎(chǔ),結(jié)合以往調(diào)試經(jīng)驗,間關(guān)聯(lián)性強,調(diào)節(jié)復雜,為使生產(chǎn)后達到最佳工況探討了大型空分制氧站DCS調(diào)試應如何組織,調(diào)試需要對重點工藝參數(shù)進行精調(diào)。的特點、方法及關(guān)鍵環(huán)節(jié)的調(diào)試技術(shù),希望能給其(3)DCS作為制氧站重要的調(diào)試工具,本身又收稿日期:201408-05;修訂日期:201409-01作者簡介:李貴平(1973-),男,高級工程師,主要從事自動化及儀表調(diào)試工作。自動化與儀表2014(1)是被調(diào)試的對象,有“安裝晚、投運早”的特點,在整22.2DCS裝置單體儀表及輔助儀表盤調(diào)試個制氧工程工藝調(diào)試過程中,需確保隨時好用。DCS裝置單體儀表設(shè)備主要包括記錄儀表、顯示儀表、報警儀表等,輔助儀表盤主要包括空壓機、2調(diào)試工藝流程及主要調(diào)試方法氮壓機、氧壓機等壓縮機控制盤,應先進行校準和2.1調(diào)試工藝流程試驗,避免因接線錯誤等原因造成設(shè)備的損壞,影調(diào)試工藝流程如圖1所示。響工期22.3控制室內(nèi)部DCS裝置調(diào)試調(diào)試準備調(diào)試應分系統(tǒng)進行,主要施工流程如下:通電前的檢查→硬件試驗→程序裝載及系統(tǒng)啟動→冗DCS裝置中單體儀表控制室內(nèi)部及輔助儀表盤調(diào)試DCS裝置調(diào)試余試驗→組態(tài)檢查及畫面測試→鍵盤功能測試→打印及拷貝測試→輸入輸出通道試驗。其中調(diào)試要-十-點如下:儀表系統(tǒng)回路DCS與電氣試驗、功能試驗及ECS的接口試驗(1)通電前的檢查主要包括調(diào)試環(huán)境、接地系統(tǒng)、硬件、電纜接線、電源及UPS系統(tǒng)檢查等。確保系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備已安電氣設(shè)備試運轉(zhuǎn)裝完畢,供電、照明、空調(diào)等符合調(diào)試要求;儀表接地系統(tǒng)、保護接地系統(tǒng)的接地電阻符合設(shè)計文件要工藝參數(shù)精調(diào)求;系統(tǒng)內(nèi)控制站、操作臺、工程師站等各機框內(nèi)插圖1工藝流程卡、適配器及其接口的型號、安裝位置與設(shè)計一致Fig 1 Construction process各插卡預設(shè)定旋鈕位置正確;通訊線連接無誤,電調(diào)試劃分為以上4個層次,需要科學組織。根源及UPS系統(tǒng)符合設(shè)計要求,電源柜到各設(shè)備的電據(jù)對過程控制的重要性以及受工藝安裝影響程度源線連接正確,絕緣符合要求。的分析,Ⅱ?qū)雍廷髮邮钦麄€制氧站投運前DCS調(diào)試(2)程序裝載及系統(tǒng)啟動的重點。為確保安全、質(zhì)量和進度,應盡量采取“分在工程師站安裝系統(tǒng)軟件、應用軟件及數(shù)據(jù)層隔離、平行作業(yè)”的方法分系統(tǒng)進行調(diào)試特別是庫。啟動操作站,確認系統(tǒng)正常后,向各臺設(shè)備下裝Ⅱ?qū)雍廷髮又g須做好隔離。同時為確保消除隱系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫文件,啟動控制網(wǎng)絡(luò)上的全部節(jié)患、掌握主動,為制氧總體調(diào)試贏得時間,對其中的點,并確認系統(tǒng)狀態(tài)顯示正常。調(diào)出系統(tǒng)診斷畫面,聯(lián)鎖調(diào)試應做早、做好。利用測試程序?qū)刂普?、操作站等進行診斷,確認22主要調(diào)試方法系統(tǒng)運行正常。221調(diào)試準備(3)冗余試驗(1)技術(shù)準備主要包括安全控制系統(tǒng)電源冗余試驗、現(xiàn)場主要包括DCS軟、硬件說明書,設(shè)計圖紙, DCS FBM輸入輸出模塊電源冗余試驗、總線冗余試驗、應用程序組態(tài)資料、生產(chǎn)工藝說明書,明確DCS應控制站處理機冗余試驗、點冗余和卡件冗余試驗。滿足工藝過程的應用功能。編寫施工方案,并做好當緊停系統(tǒng)用到專門的輸人輸出安全模塊(如西門技術(shù)交底。子的S7-400FH系列模塊)時,需對緊?；芈冯娫慈?2)人員準備余配置進行試驗。制氧DCS常有2臺以上的冗余處調(diào)試總負責1名,負責對外協(xié)調(diào)及對整個DCS理機,控制站處理機冗余試驗應確保冗余處理機能的調(diào)試質(zhì)量、安全、進度等進行統(tǒng)籌管理,下設(shè)2-3和主處理機同步實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新個作業(yè)小組,在施工前按DCS系統(tǒng)劃分確定各小組(4)組態(tài)檢查及畫面測試的調(diào)試范圍,每組2~3人,每個小組須有1名經(jīng)驗主要包括系統(tǒng)狀態(tài)畫面( state)測試、總貌畫面豐富的調(diào)試負責人,其他人員經(jīng)培訓考核合格后方 overview)測試、流程畫面(ow)測試、回路畫面可參與調(diào)試,按現(xiàn)場情況人員之間可相互調(diào)配。(lop)測試、趨勢畫面( (trend)測試、報警匯總畫面Automation Instrumentation 2014(n)(alam)測試、報表畫面測試等。確認,如膨脹機緊急切斷閥要求閥門是氣開閥,空224儀表回路試驗及功能試驗壓機防喘振閥要求閥門是氣閉閥等?；芈吩囼瀾鶕?jù)現(xiàn)場情況和回路的復雜程度,32離心式壓縮機防喘振控制組態(tài)檢查按回路位號和信號類型合理安排試驗的順序。開喘振是離心式壓縮機的固有特性,壓縮機喘關(guān)量信號和模擬量信號,都應在可輸入信號的最前振極具破壞力,當即將發(fā)生喘振時,需采取措施,防端輸入信號,把邏輯狀態(tài)變化的觀察放在最末端,止壓縮機進入喘振狀態(tài)運行。防喘振組態(tài)檢查極為并同時檢查人機界面的指示及控制是否正確。同時重要。應一次完成每個回路及聯(lián)鎖分支的覆蓋,避免遺漏(1)喘振曲線設(shè)定和人力物力的浪費,確保調(diào)試進度和質(zhì)量設(shè)備聯(lián)試前通過喘振試驗確定喘振曲線,改變功能試驗主要包括運算功能、控制功能報警壓縮機可調(diào)葉片的開度,使壓縮機處于喘振狀態(tài),聯(lián)鎖功能的試驗。應根據(jù)現(xiàn)場施工及工藝試車進系統(tǒng)以最快掃描速度掃描喘振情況,得出喘振曲度要求,逐點連接控制室至現(xiàn)場電纜,通過在現(xiàn)場線,作為防喘振控制的設(shè)定值。一般應在喘振曲線加信號進行整個回路的試驗,并逐個回路投用。右側(cè)10%流量位置設(shè)置控制線,在控制線位置開始225DCS與電氣及ECS的接口試驗及控制電氣調(diào)節(jié)防喘振控制閥,實現(xiàn)防喘振控制。設(shè)備試運轉(zhuǎn)(2)防喘振閥控制(1)DCS與電氣及ECS的接口試驗防喘振閥常采用快開慢關(guān)自適應控制,應根據(jù)主要包括DCS與高壓柜低壓柜勵磁控制屏、壓縮機出口的壓縮比變化率或壓力變化率,通過現(xiàn)場電氣控制盤及電氣監(jiān)控系統(tǒng)(EC)的接口試驗?，F(xiàn)場測試合理設(shè)置閥門調(diào)節(jié)參數(shù),使壓縮機組在即(2)DCS控制電氣設(shè)備試運轉(zhuǎn)將發(fā)生喘振時,防喘振控制系統(tǒng)能快速響應,適DCS與電氣及ECS接口試驗完成后,先在電氣度打開閥門以防喘振的發(fā)生,在完成保護后關(guān)閥設(shè)備主回路不帶電的情況下進行空操作控制試驗,過程中避免新的喘振沖擊,確保機組平穩(wěn)、高效確保動作的邏輯關(guān)系正確、聯(lián)鎖功能正常,而后再運行由DCS控制電氣設(shè)備的試運轉(zhuǎn)。試運轉(zhuǎn)的主要設(shè)備33壓縮機起停條件及控制邏輯試驗包括各大壓縮機組電機及潤滑油系統(tǒng)、水處理泵(1)壓縮機起動條件組、水冷泵組、分子篩加熱器、膨脹機油系統(tǒng)、低溫在試車過程中,經(jīng)常會遇到起動條件不滿足液體泵組等。壓縮機不能順利起動的情況,各大壓縮機組起動條2.26工藝參數(shù)精調(diào)件不完全一樣,但大致如下制氧系統(tǒng)有很多復雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng),且檢測參數(shù)壓縮機入口閥處于電機起動位置,電氣系統(tǒng)正間關(guān)聯(lián)性強,涉及流量、溫度、壓力、液位、純度等。常,無聯(lián)鎖停車事故,潤滑油油溫達到起動條件,油在系統(tǒng)投運后,需要對各調(diào)節(jié)系統(tǒng)的計算系數(shù)、設(shè)箱壓力正常,潤滑油箱出口油壓達到壓縮機允許起定值及比例度、積分時間、微分時間等進行試驗調(diào)動值,主電機及壓縮機的冷卻水流量正常,電機再整,以獲得最佳運行工況。起動限制已解除,機旁柜允許起動信號燈亮,電機允許起動。同時必須保證DCS在收到電氣系統(tǒng)允許3重點、難點及關(guān)鍵環(huán)節(jié)的調(diào)試技術(shù)加載信號后才能對電機加載。3.1控制回路試驗(2)機組輔油泵控制控制回路試驗時,當有閥門定位器時應同時對各大機組的輔油泵一般均為2臺,互為備用。其進行試驗。執(zhí)行機構(gòu)的動作方向應符合設(shè)計文件當先起動的輔油泵不能滿足油壓要求時,另一臺泵的規(guī)定,試驗時應做到按時序、邏輯關(guān)系加入條件自動起動,對其控制應做到“先起先停,不分主備”,信號對回路進行確認,并調(diào)整到設(shè)計文件規(guī)定的工壓縮機正常起動后,齒輪泵運行維持正常油壓,通作狀態(tài)。常延時1min后停輔油泵,當壓力低于設(shè)計值或電當閥門不僅要參與連續(xù)調(diào)節(jié),而且在故障情況機停車時,再自動重起輔油泵。一般情況下,輔油泵下要實現(xiàn)緊急全開或全關(guān)時,對閥門選型也要進行在電機停車1h后再停止運行。自動化與儀表20141(3)緊急停車系統(tǒng)及重要安全回路聯(lián)鎖調(diào)試責人同意,辦理操作票,并作詳細記錄。組態(tài)變更實大型制氧機組一般都釆用安全控制系統(tǒng)實現(xiàn)行閉環(huán)管理,所有變更都應可追蹤、查閱。緊急停車,它接受現(xiàn)場停車條件、參數(shù)計算和監(jiān)控停車條件,與DCS通訊聯(lián)絡(luò)。緊急停車系統(tǒng)在制氧4結(jié)語站是作為DCS停車的安全冗余配置的,在DCS故大型制氧站DCS調(diào)試技術(shù)比較復雜,需要科障、失效判斷錯誤時實現(xiàn)緊急停車確保空分裝置學合理地組織,也需要豐富的經(jīng)驗。目前經(jīng)我公司安全。應檢查緊急停車系統(tǒng)數(shù)據(jù)與DCS處理機通訊施工已投運的各套空分制氧站運行穩(wěn)定、可靠。經(jīng)正常,確保兩者數(shù)據(jù)能同步更新。過認真總結(jié),這一技術(shù)已經(jīng)成熟完備且具有廣泛的需對重要的聯(lián)鎖組態(tài)進行檢查試驗,如液空制適用性,以前施工過程中遇到的技術(shù)難點將會在很氧系統(tǒng)的MsPL( major safety protective loop)等進大程度上得以解決。行重點檢查,對空分塔內(nèi)的一些重要的溫度檢測點,可用液氮進行測試確保功能正常。參考文獻:34組態(tài)臨時變更管理[龐忠軍. IndustrialIT DCs在空分控制系統(tǒng)中的應用自動化由于現(xiàn)場安裝條件限制,DCS邏輯組態(tài)變更在儀表,2007,28(增刊):163-165調(diào)試階段十分頻繁,應建立簡潔的變更管理流程,2]GB50093-2013,自動化儀表施工及質(zhì)量驗收規(guī)范S]北京:中國計劃出版社,2013按組態(tài)工作單完成組態(tài)后,組態(tài)的任何增刪及修[3]何朝均核電站DCS調(diào)試門中國儀器儀表,2013(8):49-52改,需經(jīng)過有效的審查和風險評估,并征得工藝負應對氣候變化中美達成減排協(xié)議據(jù)新華社電中美兩國12日共同發(fā)表《中美氣候變化聯(lián)合聲明》,宣布加強清潔能源和環(huán)保領(lǐng)域合作。聯(lián)合聲明提出,美國計劃于2025年實現(xiàn)在2005年基礎(chǔ)上減排26%-28%的全經(jīng)濟范圍減排目標并將努力減排28%。中國計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰,并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。雙方均計劃繼續(xù)努力并隨時間而提高力度。中美兩國希望,現(xiàn)在宜布上述目標能夠為全球氣候談判注人動力,并帶動其他國家也道盡快并最好是2015年第一季度提出有力度的行動目標。兩國元首決定來年緊密合作,解決妨礙巴黎會議達成一項成功的全球氣候協(xié)議的重大問題。全球科學界明確提出,人類活動已在改變世界氣候系統(tǒng)。日益加速的氣候變化已經(jīng)造成嚴重影響。更高的溫度和極端天氣事件正在損害糧食生產(chǎn),日益升高的海平面和更具破壞性的風暴使我們沿海城市面臨的危險加劇,并且氣候變化的影響已在對包括中美兩國在內(nèi)的世界經(jīng)濟造成危害。這些情況迫切需要強化行動以應對氣候挑戰(zhàn)。雙方計劃繼續(xù)加強政策對話和務(wù)實合作,包括在先進煤炭技術(shù)、核能、頁巖氣和可再生能源方面的合作,這將有助于兩國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)并減少包括產(chǎn)生自煤炭的排放。為進一步支持落實兩國富有雄心的氣候目標,雙方宣布了通過現(xiàn)有途徑特別是中美氣候變化工作組、中美清潔能源研究中心和中美戰(zhàn)略與經(jīng)濟對話加強和擴大兩國合作的進一步措施。轉(zhuǎn)自成都商報esssssssssssssssesesssssssssswsswwwwwawwwsdAutomation Instrumentation 2014un)