師瑋

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，我國(guó)很多的煤化工企業(yè)都得到了很大空間的發(fā)展。在這種情況下，這些企業(yè)對(duì)氮?dú)夂脱鯕獾男枨罅恐鹉晏嵘?。為了更多的氧氣和氮?dú)?、維持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，煤化工企業(yè)開始推動(dòng)空分技術(shù)的研究以及相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)化控制技術(shù)的創(chuàng)新。這次過程中，由于這兩項(xiàng)技術(shù)的不斷向前推進(jìn)，煤化工企業(yè)也收獲頗豐。本文將對(duì)大型煤化工企業(yè)、空分技術(shù)、相關(guān)設(shè)備進(jìn)行分析，研究出這兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展情況，以及未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：大型煤化工企業(yè);空分技術(shù);設(shè)備發(fā)展;分析與研究

0 引言

目前，我國(guó)雖然新發(fā)現(xiàn)了一些油田，但整體的石油資源仍然依靠于從國(guó)外進(jìn)口。近些年來，由于金融危機(jī)的影響，原油的價(jià)格持續(xù)下跌;但對(duì)于化工工業(yè)而言，其成本并沒有因此而下降，反而因?yàn)槭唾Y源的枯竭而逐漸抬升。面對(duì)這種情況，大型煤化工業(yè)成為比較重要的“救世主”，因?yàn)樗梢杂行У母纳茋?guó)內(nèi)對(duì)石油需求的現(xiàn)狀，最大限度的保障國(guó)內(nèi)石油的供應(yīng)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的大型煤化工企業(yè)逐年發(fā)展，且其也提高了對(duì)空分技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備的制造的要求。這其中需要注意的是，對(duì)空分設(shè)備的運(yùn)用關(guān)鍵在于能否合理地運(yùn)用其自動(dòng)化控制技術(shù)。在當(dāng)下的發(fā)展環(huán)境下，大型煤化工企業(yè)都開展了技術(shù)創(chuàng)新，相關(guān)部門也在推出相關(guān)政策鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，希望通過這樣的方式提高國(guó)內(nèi)煤化工空分技術(shù)以及設(shè)備制造的發(fā)展、國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的提升。

1 空分技術(shù)的現(xiàn)狀

通俗地講，空分技術(shù)就是將空氣進(jìn)行分離，使其分離之后成為氧氣和氮?dú)狻６叩氖褂糜猛靖鞑幌嗤?，其中氮?dú)庵饕獞?yīng)用于原料、氣力輸送氣以及惰性保護(hù)氣;而氧氣則可以用在氣化劑和反應(yīng)原料等。就目前的空分技術(shù)發(fā)展情況而言，其主要分為三個(gè)部分：第一是變壓吸附，第二是低溫精餾法，第三是薄膜滲透法。盡管近些年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，國(guó)內(nèi)的空分技術(shù)得到非常巨大的突破，但相較于國(guó)外一些處于領(lǐng)先地位的國(guó)家來說，我國(guó)在空分技術(shù)方面仍然處于落后位置。也正因如此，國(guó)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)必須加快相關(guān)技術(shù)的研發(fā)速度，加大研發(fā)過程中的資金投入，促進(jìn)新型技術(shù)的產(chǎn)生。

2 如何選擇大型煤化工其空分設(shè)備的流程組織

就大型煤化工企業(yè)當(dāng)前的空分技術(shù)及設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀而言，其空分技術(shù)及相關(guān)設(shè)備中有很多的流程組織形式，企業(yè)必須在這些流程中選擇一個(gè)最適合自身的方式，以提高企業(yè)的工作效率，避免生產(chǎn)資源、資金投入的浪費(fèi)。因此，如何選擇一個(gè)最適合企業(yè)自身的空分技術(shù)及其設(shè)備的流程組織形式是非常重要的，在做選擇時(shí)要遵循以下幾點(diǎn)：首先是要全面了解項(xiàng)目所使用的氣體及其具體情況，比如氧氣和氮?dú)獾陌俜直?、氧氣與氮?dú)獾木C合、氧氣與氮?dú)獾臉?biāo)準(zhǔn)等;其次是要對(duì)不同的流程組織形式進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，確保該流程組織形式在工作過程中不會(huì)導(dǎo)致單元設(shè)備出現(xiàn)斷貨的情況;第三是要綜合考量各種流程組織形式與原有的空分技術(shù)及其設(shè)備是否兼容;最后是要考慮在生產(chǎn)過程中，氣體產(chǎn)品的消耗情況是否達(dá)到企業(yè)的理想效果。

3 大型煤化工其空分設(shè)備使用的關(guān)鍵性技術(shù)

3.1 大型煤化工其空分設(shè)備三大機(jī)組的兩種自動(dòng)化控制技術(shù)分析

3.1.1 SIS系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)

SIS系統(tǒng)屬于一種自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)，其主要負(fù)責(zé)的便是壓縮機(jī)工作機(jī)組的安全性以及聯(lián)鎖的正常實(shí)施。它也被稱為ESD緊急性停機(jī)系統(tǒng)，其中包括安全故障防范涉及技術(shù)以及冗余、容錯(cuò)技術(shù)。SIS系統(tǒng)可以有效的保障機(jī)組的正常運(yùn)行，即便是發(fā)生意外事故之后，該系統(tǒng)也可以及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào);在整個(gè)事故處理完畢之后，該系統(tǒng)還可以將整個(gè)事故復(fù)盤，將其打印出來，以供相關(guān)工作人員在事故結(jié)束之后對(duì)原因進(jìn)行調(diào)查。

SIS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)其實(shí)是分開的，二者相輔相成又各司其職，在安保聯(lián)鎖的系統(tǒng)中會(huì)將企業(yè)內(nèi)的空分技術(shù)及其設(shè)備在停機(jī)聯(lián)鎖過程中所產(chǎn)生的信號(hào)記錄在案，只要發(fā)生了事故，其就會(huì)對(duì)SIS系統(tǒng)進(jìn)行必要的保護(hù)，在這一過程中，DCS系統(tǒng)會(huì)保障SIS系統(tǒng)的正常運(yùn)行、控制和顯示。其實(shí)現(xiàn)原理大致為：DCS系統(tǒng)保障SIS系統(tǒng)的正常運(yùn)作，并將空分設(shè)備機(jī)組自動(dòng)聯(lián)鎖出現(xiàn)的信號(hào)與SIS系統(tǒng)相連接，此后再通過數(shù)據(jù)交流的方式使其能夠顯示在DCS系統(tǒng)上。對(duì)于部分同時(shí)需要接入兩個(gè)系統(tǒng)的重要級(jí)別的信號(hào)而言，則需要通過信號(hào)自動(dòng)分配機(jī)制將信號(hào)分別連接到兩個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中去。

3.1.2 CCS系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)

CCS壓縮類機(jī)組自動(dòng)化控制技術(shù)的工作原理是通過采用與DCS控制性技術(shù)系統(tǒng)相對(duì)的全方位控制性系統(tǒng)的增壓機(jī)、空壓機(jī)以及驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，以此達(dá)到對(duì)機(jī)組的整體控制。在此機(jī)組當(dāng)中，所有的控制類零部件都要配備三重性冗余、容錯(cuò)的配置，并將其運(yùn)用到啟動(dòng)系統(tǒng)中的電源模塊上，通過這種方式使電能夠供給到冗余部分。相較于SIS系統(tǒng)而言，CCS系統(tǒng)中的聯(lián)鎖安保和控制功能是結(jié)合在一起的，其既可以調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行速度、機(jī)組的負(fù)荷，同時(shí)還可以控制其內(nèi)部各單元設(shè)備儀表的顯示情況。除此之外，CCS系統(tǒng)還可以控制機(jī)組內(nèi)單元設(shè)備的回路、聯(lián)鎖安保程序當(dāng)中的執(zhí)行體系，甚至在CCS系統(tǒng)的操作站中，工作人員還可以利用該系統(tǒng)完成遠(yuǎn)程操控、對(duì)機(jī)組內(nèi)部的單元設(shè)備進(jìn)行全方位無死角的監(jiān)控和預(yù)警、報(bào)警。在此之后，工作人員還可以通過CCS系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)建立關(guān)聯(lián)，使數(shù)據(jù)和信息能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)共享。

3.2 大型煤化工其空分設(shè)備間的相互關(guān)聯(lián)的聯(lián)鎖控制性技術(shù)分析

想要使大型煤化工其空分設(shè)備能夠長(zhǎng)期地正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就要整合所有的資源，綜合地協(xié)調(diào)所有控制系統(tǒng)的共同運(yùn)作。在這一過程中，要求相關(guān)工作人員具備極高的專業(yè)素養(yǎng)，工作細(xì)節(jié)更是不能忽視。舉個(gè)例子，如果空壓機(jī)出現(xiàn)了停運(yùn)情況，工作人員則要通過連鎖型控制的方式控制空分設(shè)備以及空氣遇冷控制系統(tǒng)，使其膨脹機(jī)能夠停止運(yùn)作，使增壓機(jī)可以對(duì)壓力進(jìn)行回流，促使生產(chǎn)產(chǎn)品所承載的液氧泵重量下降。由此可以看出，各個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)之間的聯(lián)系還是非常緊密的，在工作過程中相關(guān)工作人員一定要通過相應(yīng)的解決措施，盡可能地保障空分設(shè)備在啟動(dòng)之后的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)停機(jī)情況。當(dāng)然，當(dāng)空分設(shè)備和壓縮機(jī)組的控制系統(tǒng)并不一致時(shí)，相關(guān)工作人員則需要對(duì)連鎖控制系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的研究，制定合理的解決措施。

3.3 關(guān)于大型煤化工其空分設(shè)備的未來發(fā)展

空分設(shè)備的大型化其實(shí)是有很多優(yōu)勢(shì)的，比如降低企業(yè)的成本投入、縮減后期維護(hù)工作等等;但相關(guān)人員也要認(rèn)識(shí)到，空分設(shè)備一旦大型化，在運(yùn)輸過程中就會(huì)產(chǎn)生很大的麻煩，甚至還會(huì)受到一定的限制。因此，在未來的發(fā)展過程中，空分設(shè)備的設(shè)計(jì)人員一定要就當(dāng)前的空分設(shè)備方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，通過新的技術(shù)逐漸在保障空分設(shè)備具體功能的前提下，縮減設(shè)備的尺寸，方便運(yùn)輸。當(dāng)然，相關(guān)工作人員也可以改變現(xiàn)有的思路，使空分設(shè)備能夠拆解，在運(yùn)輸途中將其拆解開來，到達(dá)工作現(xiàn)場(chǎng)之后再進(jìn)行安裝。除此之外，設(shè)計(jì)人員還要注意一個(gè)非常關(guān)鍵的問題，那就是如何在保證正常的利潤(rùn)的情況下降低設(shè)備在生產(chǎn)過程中所需要消耗的能源。所以在今后的發(fā)展過程中，企業(yè)和設(shè)計(jì)人員一定要通過多種方式對(duì)空分設(shè)備機(jī)組內(nèi)部的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，使其工作效率逐漸提升，以此降低其對(duì)能源的消耗。當(dāng)然，企業(yè)想要更好的發(fā)展，也要對(duì)空分設(shè)備進(jìn)行必要的創(chuàng)新研發(fā)，促進(jìn)空分設(shè)備相關(guān)技術(shù)的推陳出新，有效的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率比，降低發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故的可能性。

4 結(jié)束語

通過本文的詳細(xì)敘述可以看出，目前，我國(guó)大型煤化工空分技術(shù)及其使用設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)貢獻(xiàn)了非常大的作用，并且在各個(gè)方面包括生產(chǎn)中的問題、突發(fā)事故方面、創(chuàng)新研發(fā)方面都取得了非常大的突破。盡管我國(guó)的空分技術(shù)及設(shè)備在國(guó)際領(lǐng)域內(nèi)仍然處于落后位置，但通過國(guó)家和企業(yè)的大力支持，相信在未來國(guó)內(nèi)空分技術(shù)及設(shè)備一定能夠趕超國(guó)際領(lǐng)先的其他國(guó)家。

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