緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了1篇煤氣柜自動(dòng)化技術(shù)分析，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！

1煤氣柜工藝概述

1.1煤氣系統(tǒng)

煤氣管網(wǎng)通過煤氣柜進(jìn)口φ1020管道及DN1000閘閥、蝶閥進(jìn)入氣柜，通過氣柜出口φ1020管道及DN1000蝶閥、閘閥出氣柜。其中，煤氣柜出口、入口、放散管道均設(shè)置了電動(dòng)閥，可以就地和遠(yuǎn)程控制。

1.2循環(huán)油系統(tǒng)

循環(huán)油泵將油送入油管，提升至溢流孔，油沿側(cè)壁流至活塞油槽，起到潤滑密封帆布的作用，同時(shí)密封油從側(cè)板和側(cè)壁間間隙往下流到柜底油槽，經(jīng)過油水分離，水外排處理，油循環(huán)使用。

1.3附屬設(shè)備

電梯和吊籠，煤氣柜總高81.4米，電梯和吊籠作為煤氣柜檢修的重要和必要工具，作為特種設(shè)備，必須進(jìn)行定期檢查、保養(yǎng)。

1.4外圍設(shè)備

羅茨鼓風(fēng)機(jī)和消防水泵，鼓風(fēng)機(jī)作為動(dòng)力設(shè)備，煤氣出柜后經(jīng)過羅茨鼓風(fēng)機(jī)提壓，提高煤氣量，能一定程度上提高裝置負(fù)荷的同時(shí)，穩(wěn)定后續(xù)煤氣穩(wěn)定。消防水泵則是保證煤氣柜安全的重要消防設(shè)備，與現(xiàn)場火災(zāi)報(bào)警按鈕、火焰探測器、煙感、消防水炮等組成消防系統(tǒng)。

2煤氣柜自控技術(shù)和應(yīng)用

煤氣柜采用基于Hollysys的K-CU11系列DCS控制系統(tǒng)，對煤氣柜設(shè)備、工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和調(diào)節(jié)，主要包括：氣柜煤氣系統(tǒng)測量，即氣柜壓力、流量、溫度、柜位、傾斜等測量；煤氣柜調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即煤氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、密封油自控系統(tǒng)；煤氣柜聯(lián)鎖系統(tǒng)、水封系統(tǒng)四大部分。采用基于Labview的虛擬儀器技術(shù)，監(jiān)視活塞運(yùn)行；采用ABB800XASIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)柜位聯(lián)鎖，采用基于高清防爆網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的視頻監(jiān)視技術(shù)，監(jiān)視柜內(nèi)活塞運(yùn)行、配置了有毒有害以及可燃?xì)怏w檢測設(shè)備，監(jiān)測氣柜是否存在泄漏情況。

2.1煤氣柜測量儀表

主要有壓力、液位、流量、溫度、在線氧含量等常規(guī)工藝指標(biāo)測量以及超聲波柜位測量；煤氣柜煤氣中含有大量水分，容易產(chǎn)生凝結(jié)、凍堵，所以氣柜柜內(nèi)壓力、煤氣流量的測量儀表，在安裝方式上應(yīng)盡量減少取壓管線長度，必須注意防凍、伴熱和保溫。超聲波柜位測量是一種傳統(tǒng)的測量方式，在柜頂安裝超聲波傳感器，通過發(fā)射和接收聲波的時(shí)差，通過聲速計(jì)算得出柜位，這種方式是不連續(xù)的，一般15秒測量一個(gè)數(shù)值，然后取一分鐘內(nèi)的平均值作為測量值。由于聲波在不同溫度下的傳播速度是不同的，所以超聲波柜位測量容易受到溫度影響，不同的溫度下，需要進(jìn)行計(jì)算補(bǔ)償。聲波屬機(jī)械波，容易受到空間環(huán)境影響，回波衰弱，導(dǎo)致檢測斷檔，出現(xiàn)長時(shí)間死區(qū)、數(shù)據(jù)不動(dòng)，所以在超聲波傳感器應(yīng)用后期，特別要注意柜位檢測的準(zhǔn)確性，必要時(shí)更換新的傳感器?；钊麅A斜測量，DCS采用的是活塞四方位測量，通過兩組連通器，注入防凍油，進(jìn)行壓差、密度計(jì)算得出2個(gè)傾斜值，可以對氣柜活塞的運(yùn)行有一定監(jiān)視作用，但無法確定準(zhǔn)確方位。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對煤氣柜油泵的啟停次數(shù)進(jìn)行每日統(tǒng)計(jì)，分析得出氣柜密封油系統(tǒng)運(yùn)行狀況，如果油泵氣動(dòng)次數(shù)明顯增加，結(jié)合油倉油位變化情況，需要檢查活塞油密封是否出現(xiàn)問題造成漏油量加大，或者檢查測驗(yàn)油粘度，檢查粘度是否下降，是否需要對油進(jìn)行改質(zhì)、換油。煤氣泄漏檢測和通風(fēng)系統(tǒng)，煤氣柜活塞頂部安裝了一氧化碳探測儀、氫氣探測儀，一旦發(fā)生泄漏，探測器立即發(fā)生聲光報(bào)警，并將濃度信號(hào)傳送至氣體表監(jiān)測系統(tǒng)，并在控制室聲光報(bào)警?？刂剖冶O(jiān)控人員可以通過氣體檢測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到活塞泄漏報(bào)警的信息。油泵房、閥門室安裝一氧化碳檢測儀，與通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，房間內(nèi)有一氧化碳含量高于24ppm時(shí)開啟風(fēng)機(jī)換氣。

2.2煤氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

主要是指煤氣進(jìn)出柜、煤氣放散以及風(fēng)機(jī)回流的調(diào)節(jié)控制，以及油系統(tǒng)控制措施。所以煤氣柜設(shè)置采用了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制室可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥門的開關(guān)控制、狀態(tài)顯示、閥位顯示、故障指示以及遠(yuǎn)程就地控制等，并控制閥門與關(guān)鍵指標(biāo)聯(lián)鎖。柜位控制，根據(jù)煤氣柜活塞的運(yùn)行狀態(tài)，上升還是下降，結(jié)合活塞在不同高度柜內(nèi)壓力的經(jīng)驗(yàn)值，對煤氣柜不同工況下柜內(nèi)壓力的設(shè)定值進(jìn)行模糊控制，氣柜運(yùn)行一般控制穩(wěn)定在35至40米，壓力一般為5.5Kpa，當(dāng)煤氣量進(jìn)柜煤氣量增大或者出柜煤氣量減少，氣柜活塞上升至45米，壓力設(shè)定為5.0Kpa，此時(shí)柜位隨著壓力變小而降低，當(dāng)柜位降低至40米時(shí)，壓力設(shè)定值又回到5.5Kpa，當(dāng)出柜煤氣量增加，柜位繼續(xù)下降時(shí)，現(xiàn)將到35米，壓力值設(shè)定為5.8Kpa，當(dāng)繼續(xù)下降30米時(shí)，壓力設(shè)定值為6.2Kpa，柜內(nèi)壓力增加，柜位回升。采用分段式的控制，可以實(shí)現(xiàn)控制煤氣柜的穩(wěn)定運(yùn)行?；亓骺刂坪凸娘L(fēng)機(jī)控制，氣柜設(shè)置了五臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，根據(jù)用氣量開相應(yīng)數(shù)量的鼓風(fēng)機(jī)，出口壓力一般維持在12Kpa，當(dāng)后續(xù)工段用氣量大幅降低時(shí)，需要及時(shí)降低風(fēng)機(jī)出口壓力，采用了回流調(diào)節(jié)的方法來降低出口壓力，避免由于壓力陡增沖破水封。正常生產(chǎn)時(shí)也可以每單臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行PID控制，維持出口壓力穩(wěn)定。鼓風(fēng)機(jī)可以現(xiàn)場啟動(dòng)，遠(yuǎn)程停止，并設(shè)計(jì)停風(fēng)機(jī)保戶聯(lián)鎖。水封控制，一種是煤氣管道水封，用來收集煤氣中夾帶的油水，同時(shí)依靠水封水柱壓力封住煤氣不外溢；另一種是放散水封，由于在沒氣柜運(yùn)行過程中，由于閥門內(nèi)漏等原因，放散管中有少量煤氣放散，當(dāng)雷雨天氣時(shí)，容易被點(diǎn)燃，有較大安全隱患，同時(shí)不符合環(huán)保要求，放散水封的作用主要是封住煤氣，通過在煤氣管道制作U型彎，充水，液位控制在800mm，通過800mm的水柱封住煤氣，同時(shí)底部做自動(dòng)氣動(dòng)快速排水閥，緊急情況下可以遠(yuǎn)程打開快速排水閥，恢復(fù)放空管道，放散煤氣。

2.3煤氣柜聯(lián)鎖系統(tǒng)

主要包括油泵聯(lián)鎖、氣柜柜位聯(lián)鎖、煤氣柜壓力聯(lián)鎖。油泵聯(lián)鎖，主要進(jìn)行氣柜密封油的調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制、維持正常的油倉油位，油泵設(shè)置就地/遠(yuǎn)程兩個(gè)控制方式，并可以進(jìn)行主備泵選擇，遠(yuǎn)程控制方式即聯(lián)鎖控制，在油箱設(shè)置了高、低四個(gè)液位開關(guān),油位高時(shí)啟動(dòng)主油泵，油位高高時(shí)，啟動(dòng)備用泵，雙泵運(yùn)行，當(dāng)油位下降，油位低時(shí)停止備用泵，油位低低時(shí)，停止主油泵。柜位聯(lián)鎖，主要是柜位高高聯(lián)鎖和低低聯(lián)鎖，確保氣柜活塞運(yùn)行在正常高度，避免活塞冒頂、著床等危險(xiǎn)事故的發(fā)生。為了確保運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)計(jì)安裝三個(gè)柜位計(jì)，一個(gè)超聲波柜位計(jì)，一個(gè)激光柜位計(jì)，一個(gè)雷達(dá)柜位計(jì)，采用三取二作為聯(lián)鎖條件，當(dāng)柜位大于61.5m時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉氣柜進(jìn)口閥，同時(shí)打開放散閥，當(dāng)柜位低于3.5m時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉氣柜出口閥。煤氣鼓風(fēng)機(jī)壓力聯(lián)鎖，見圖1，當(dāng)出口總管壓力大于28Kpa，且單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)出口壓力大于28Kpa時(shí)，停單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，防止后續(xù)工段超壓、沖破水封；當(dāng)氣柜排氣管壓力小于0.9Kpa，且壓縮機(jī)進(jìn)氣管壓力小于0.9Kpa時(shí)，停鼓風(fēng)機(jī)，防止管道負(fù)壓抽空、抽癟。

2.4活塞監(jiān)測系統(tǒng)

近年來，多次發(fā)生氣柜安全事故，主要原因是氣柜活塞傾斜、漂移造成扭轉(zhuǎn)碰壁、密封系統(tǒng)損壞、密封油泄露等引起煤氣外溢，在活塞上部的相對封閉空間聚集，達(dá)到爆炸極限，造成嚴(yán)重的安全事故?；钊O(jiān)測系統(tǒng)可以對煤氣柜柜位、柜容、柜速、活塞傾斜度、傾斜方位、活塞漂移量、漂移方位、活塞扭轉(zhuǎn)量及扭轉(zhuǎn)方向等參數(shù)進(jìn)行采集和綜合分析，實(shí)現(xiàn)煤氣柜的全方位監(jiān)控?；钊O(jiān)測系統(tǒng)采用了基于虛擬儀器Labview的上位機(jī)系統(tǒng)，采用了模糊控制、視覺檢測技術(shù)，RS485總線和TCP/IP技術(shù)，與防爆檢測儀表共同構(gòu)成活塞監(jiān)測系統(tǒng)，如圖2是系統(tǒng)構(gòu)成的簡圖。煤氣柜活塞測量儀表，柜位檢測采用了激光測距儀，與置于正下方活塞的靶盤組成柜位、柜速、測量系統(tǒng)，650nm的紅色可見激光，比較直觀，測量準(zhǔn)確?；钊麅A斜測量，仍然基于連通器原理，增加至八方位檢測，每方位連通器上方安裝高精度測距儀，當(dāng)聯(lián)通器內(nèi)液體液面隨活塞的傾斜變化時(shí)，測距傳感器測出每個(gè)測點(diǎn)液位值，并計(jì)算得出氣柜活塞的最大傾斜量及最大傾斜方位，如圖4是現(xiàn)場安裝的傾斜測量儀表。活塞漂移測量，采用測距傳感器測量活塞與氣柜側(cè)壁之間的間隙，將8個(gè)激光測距傳感器均布在活塞的外圓周，通過測量活塞與煤氣柜側(cè)壁之間的間隙，計(jì)算得出活塞漂移量和漂移方位，如圖3是現(xiàn)場安裝的漂移測量儀表?；钊まD(zhuǎn)測量，采用了機(jī)器視覺技術(shù)，由兩套機(jī)器視覺組件、2套激光發(fā)射組件組成，可以檢測活塞扭轉(zhuǎn)量及扭轉(zhuǎn)方向，如圖5是現(xiàn)場安裝的扭轉(zhuǎn)測量儀表。活塞監(jiān)測上位機(jī)采用了Labview編程，只需要工控機(jī)，配置PCID/A板卡、PCI千兆網(wǎng)卡，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。如圖6是上位機(jī)活塞檢測系統(tǒng)的畫面。隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，煤氣柜檢測手段不斷豐富，采用DCS控制系統(tǒng)、Labview監(jiān)測系統(tǒng)、有毒有害和視頻監(jiān)控技術(shù)，能夠?yàn)闅夤襁\(yùn)行提供比較全面的數(shù)據(jù)，能夠?qū)γ汗窨赡艹霈F(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判、分析，避免煤氣柜出現(xiàn)重大安全隱患，具有一定的安全、經(jīng)濟(jì)效益，為重大危險(xiǎn)源管理提升奠定了基礎(chǔ)。

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作者：趙志偉 單位：唐山中潤煤化工有限公司