二十一世纪以来,我国空分设备行业共生产大中型空分设备近千套,其中外压缩空分设备一般用于冶金(钢铁和有色)工业;内压缩空分设备一般用于化工行业(以煤化工制甲醇二甲醚、合成氨、煤制天然气和煤制甲醇为代表);高纯氮装置一般用于石油化工、造纸、玻璃、锂电池等行业,以及三塔精馏低纯氧技术、高纯氧氮气体及稀有气体全提取流程等这些流程的组织和应用,在近些年取得了快速发展,使得我国空分技术迈上了一个更新更高的台阶。
空分设备的仪控系统对于一套空分设备来说至关重要,甚至是一套空分设备成功与否的关键,同时良好的仪表控制系统也是现代空分设备的标志。当前我国空分设备从建国初最初的几百,经过五六十年的发展,如今已跃升至十二万到十五万等级规模,与国外的差距进一步缩小。仪控系统也升级较快,其中大型空分仪控系统如:PLC(可编程控制系统)、DCS(集散型控制系统)、ESD(紧急停车系统技术)、ALC(自动变负荷技术)、FCS(现场总线控制技术)、SIS(安全仪表系统)、MMS(振动保护系统)、ITCC(压缩机机组综合控制系统),及CCS(压缩机组协调控制系统)等的广泛应用,也标志着当前我国空分设备的向国际一流水平迈进。
一般一套空分设备由工艺系统,仪控系统,电控系统三大系统组成。仪表控制系统设计以可靠、实用、、高性价比为原则。仪控系统采用分散型控制系统(DCS)、机旁盘仪表和就地仪表控制相结合的控制原则,即现场仪表 + DCS控制系统。整套空分设备的各个单元设备包括各机组,如空气压缩机、预冷系统、纯化系统、分馏塔系统、氧压机、氮压机、液体贮存系统以及空分装置的公用工程测量点全部采用一套DCS系统来进行工艺参数的监视和控制联锁保护。
对于空分装置的各个系统而言:空气过滤器系统,自洁式空气过滤器设有自动控制系统,可以自动定时反吹,并可以根据过滤器阻力大小调整程序;预冷系统,冷冻水泵、冷却水泵采用国内可靠产品,且均为一用一备,保证装置的可靠性;纯化系统,采用长周期,双层床净化,切换系统采用无冲击切换控制技术。切换系统采用DCS自动控制,并设有压力压差自动判断,再配合阀位返馈信号。可充分保证切换系统的可靠性,均压采用正反流流通能力相近的且具备良好调节性能的进口阀门,保证装置再生过程中工况的相对稳定;精馏系统,低温液体泵,采用进口名牌产品,一用一备,一台工作另一台低速运转作备用,若运行泵出现故障,则备用泵在15~20秒种内自动达到工作负荷。污氮放空阀采用预开方式,防止上塔“憋压”。
圣人有云若天下英才皆为我所用,则天下必为我所有。美国是一个建国才两百余年的国家,短时间内便快速发展,成为全球超级大国,正是缘于这种思想的发端。国内企业要在当前工业国际化竞争之中有一席之位,必须要大力弘扬攻坚克难、奋发有为的精神;必须要进一步解放思想,破除束缚规矩,更大程度地允才允能;必须要积极创新,加快发展壮大,为世界科技发展和进步做出贡献。
企业创新一般分为三个阶段,第一阶段是追赶学习国外技术,第二阶段是与国外领先企业同台竞技。第三阶段是超越国外领先企业,为世界科技进步作出贡献。如今我国不少装备制造企业已经取得一定的成就,毫无疑问,到21世纪中叶,中国必将成为同欧美鼎立的全球三大创新中心,所以国内企业创新一定要有自信,要大胆释放人才优势。
气体产业为我国的新兴产业,当前世界领先企业林德和法液空年营销已达百亿欧元,美国空气化工和普莱克斯已达百亿美元,如今虽然我国空分技术已达世界水平,但是我国气体产业同欧美相比相对较弱,亟需大力发展。
空分设备仪表控制系统当中的工艺参数一般有:温度、压力、流量、液位和分析仪表。根据经验它们的分类一般如下,按操作需要分为:就地、远传类仪表;按控制要求分为:调节阀、切断阀等;按仪表使用能源分为:气动、电动和液动仪表(较少用);按仪表信号分为:模拟仪表、数字仪表;按仪表安装位置分为:In-line 、On-line仪表。
仪表联锁控制系统的合理设置不仅可以满足工艺系统的要求,还可以使整套空分装置更加安全可靠地运行,这一点对空分系统的设计尤为重要,近些年由于煤化工行业地兴起,使得大型空分装置的投资及运行越来越多,而好的工艺必将会使空分设备在更高要求条件下更有保障,这对于整个气体分离行业的进步来说意义重大。