DCS控制系统在低浓度煤层气深冷液化工艺中的应用

2011年12月矿业安全与环保第38卷第6期DCS控制系统在低浓度煤层气深冷液化工艺中的应用王勇，黄克海，徐纯明(1．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037；2．中煤科工集团重庆研究院瓦斯防灭火研究分院，重庆400037；3．嘉兴煤业有限公司，云南曲靖655004)摘要：分析了低浓度煤层气深冷液化各个工艺过程的功能和控制要求，并在此基础上进行4800m／d低浓度煤层气深冷液化中试装置的DCS控制系统的方案设计、硬件选型和软件组态设计。关键词：煤层气；液化；DCS控制系统中图分类号：TD712．67；TP2文献标志码：B文章编号：1008—4495(2011)06—0031—03低浓度煤层气深冷液化，即采用低温精馏的方法，把含氧煤层气中的甲烷、氧、氮同时液化后精馏分离，然后将提纯后的煤层气液化，极大地方便了运输和利用。低浓度煤层气深冷液化工艺具有节能、环保及产品纯度高的特点，但其工艺过程控制较为复杂，特别是原料气压缩、净化。液化与分离等工艺过程对自动化控制系统的安全性、可靠性要求较高，而且要求控制系统具有多种功能，以满足不同的检测和控制需求。DCS控制系统又称为集散控制系统，即所谓的分布式控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。该系统是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。1DCS控制系统的技术要求1．1控制功能低浓度煤层气含氧深冷液化工艺过程可分为原料气压缩、脱酸净化、脱水纯化、深冷液化分离、存储装车等工艺过程。各个工艺环节对应着不同的工艺，且各工艺又有着不同的特点，以及不同的过程控收稿日期：2011—06—09；2011—09—27修订基金项目：“十一五”国家科技重大专项(~oo82xo41-OlO-OO2)作者简介：王勇(1985一)，男，四川邻水人，硕士研究生，现从事煤层气利用装置的自动化控制系统的设计与开发工作。制、顺序控制和分程调节等要求。原料气压缩环节，既存在大量的模拟量控制，又要对该工艺单元进行复杂的安全联锁控制，其中既包含过程控制，也包括顺序控制；在脱酸净化工艺环节既有大量的仪表模拟量信号，又有大量的开关量信号，其涉及的过程控制回路繁多