空分制氮裝置實(shí)現無(wú)人值守，為行業(yè)帶來(lái)新一輪技術(shù)更新！

無(wú)人值守控制系統的研發(fā)將空分工藝同物聯(lián)網(wǎng)遠程集中控制無(wú)人值守控制技術(shù)深度結合，將有力推動(dòng)空分氣體行業(yè)的不斷向前發(fā)展。

*采用PLC對制氮機進(jìn)行全程自動(dòng)控制

* 實(shí)現制氮機房無(wú)入值守工作

* 可減少現場(chǎng)監管人員成本

* 減少因誤操作而可能導致的生產(chǎn)事故

* 節約生產(chǎn)運行成本

* 提高供氣質(zhì)量和效率

* 保證各項工作的安全生產(chǎn)

在工業(yè)氣體行業(yè)的發(fā)展，有句俗語(yǔ)叫：“工業(yè)氣體的增長(cháng)率是國內生產(chǎn)總值GDP增長(cháng)的1.25～1.5倍。”這個(gè)數據是在研究美國工業(yè)氣體10年和中國工業(yè)氣體50年的基礎上得來(lái)的。資料顯示，我國工業(yè)氣體在2010年后進(jìn)入高速發(fā)展階段。2012年我國工業(yè)氣體年增長(cháng)率為12%，2017年增長(cháng)率為10%，專(zhuān)家預計到2020年，中國工業(yè)氣體年產(chǎn)值可達到1200億元，發(fā)展速度每年在9%左右。

近年來(lái)，新能源、新材料、汽車(chē)、電子、芯片、食品產(chǎn)業(yè)的崛起，使得中國目前工業(yè)氣體供應供應格局發(fā)生了明顯變化，尤其是氮氣和一些稀有氣體，例如氬氣、氪氣、氙氣等的需求更加廣泛與多元，中小規模氮氣用戶(hù)持續增加，同時(shí)由于人力成本的不斷上升及用戶(hù)對氮氣品質(zhì)的進(jìn)一步提高，傳統的制氮設備升級改造迫在眉睫。Auto-site無(wú)人值守制氮裝置的研發(fā)正是針對這一市場(chǎng)需求，前景廣闊。

無(wú)人值守遠程綜合監控系統由三大部分組成：

* 前端綜合監控設備（音視頻監控、環(huán)境變量監控、出入口監控等）、綜合監控主機、綜合監控軟件；

* 網(wǎng)絡(luò )傳輸部分（寬帶網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、ADSL或行業(yè)用戶(hù)專(zhuān)網(wǎng)）；

* 管理中心軟件平臺，無(wú)人值守服務(wù)器、監控終端、MIS網(wǎng)絡(luò )終端等。

深冷法制氮裝置按照工藝流程分為空壓系統、預冷系統、純化系統、精餾系統和后備液氮系統。目前，關(guān)于深冷制氮裝置啟動(dòng)，都是按照各單元各系統逐步啟動(dòng)，先是啟動(dòng)空氣壓縮系統、空氣預冷系統、再啟動(dòng)空氣純化系統、后啟動(dòng)空氣精餾系統，遇到故障再手動(dòng)啟動(dòng)后備液體供應系統及后備儀表氣系統，并沒(méi)有將整個(gè)裝置中的各個(gè)設備之間有序的結合起來(lái)，作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行控制，費時(shí)費力，增加成本，人力投入大且誤操作概率高。

AUTO-SITE無(wú)人值守制氮裝置技術(shù)采用先進(jìn)的制氮工藝流程與PLC全過(guò)程編程自控相結合，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對現場(chǎng)制氮設備進(jìn)行監控，是國內目前的現場(chǎng)制氮工藝方案中最具安全性、可靠性與性?xún)r(jià)比的制氮方案。

基于現代智能化科技的發(fā)展和創(chuàng )新，作為一項全新的技術(shù)，對于裝置原有行業(yè)的技術(shù)必然有一種替代，與常規空分裝置的控制方式相比，該系統在空分裝置的控制方面解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題具體為：

(1)制氮裝置啟動(dòng)過(guò)程中空壓系統的邏輯控制；

(2)制氮裝置啟動(dòng)過(guò)程中預冷系統的邏輯控制；

(3)制氮裝置啟動(dòng)過(guò)程中純化系統的邏輯控制；

(4)制氮裝置啟動(dòng)過(guò)程中精餾系統的邏輯控制；

(5)制氮裝置膨脹機故障下液氮補冷方案；

(6)液氮后備系統無(wú)縫切換方案；

(7)在線(xiàn)分析儀設備在線(xiàn)保護方案；

(8)儀表氣系統可靠性的優(yōu)化處理方案。

圖為：auto-site無(wú)人值守制氮設備工藝流程圖

主要技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)包括：

(1)一鍵啟動(dòng)全自動(dòng)工藝控制流程；

(2)基于物聯(lián)網(wǎng)及云技術(shù)的遠程監控技術(shù)；

(3)膨脹機制冷與液氮補冷相結合冷量補充技術(shù)；

(4)制氮設備儀表氣不間斷供應技術(shù)；

(5)液氮后備系統無(wú)縫切換技術(shù)。

對于化工空分裝置來(lái)說(shuō)，特別是在裝置大型化的趨勢下，需要更加注重安全。目前，國內外主要空分制造商，都對空分裝置進(jìn)行危險與可操作性分析（HAZOP）、安全完整性等級（SIL）分析，充分考慮儀表控制系統的安全功能失效引起的可能危險，將集散控制系統DCS和安全儀表系統SIS結合，降低風(fēng)險，提高設備安全性?？紤]到空分中配套的大型轉動(dòng)設備——空氣透平壓縮機組的安全穩定運行，越來(lái)越多的大型空分裝置開(kāi)始采用單獨、專(zhuān)門(mén)的機組控制系統（CCS）來(lái)完成對空氣透平壓縮機組的控制、聯(lián)鎖保護，CCS系統會(huì )采用安全級別為SIL3或者AK6的軟硬件，配備比常規DCS系統更加可靠的硬件，更加專(zhuān)有的軟件。

隨著(zhù)近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據等新一代信息技術(shù)的出現，空分裝備自動(dòng)化技術(shù)正向數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化發(fā)展。目前，工廠(chǎng)綜合信息集成平臺技術(shù)、新一代主控系統技術(shù)、遠程監控及遠程維護技術(shù)、大型裝備智能故障診斷技術(shù)等創(chuàng )新技術(shù)已經(jīng)在國內空分行業(yè)取得重大突破，并蓬勃發(fā)展。

建立了大型空分遠程監控及維護診斷中心，總部設置的集中數據中心，由現場(chǎng)控制網(wǎng)、數據采集網(wǎng)、辦公局域網(wǎng)三層網(wǎng)絡(luò )結構組成，實(shí)現了空分運行的信息化和網(wǎng)絡(luò )化，可以為空分裝置提供多維度、全生命周期的遠程運維服務(wù)。

對無(wú)人值守制氮裝置安全運營(yíng)的建議如下：

(1)防范外部風(fēng)險的對策建議
一是落實(shí)無(wú)人值守設備巡查制度。保證自動(dòng)報警系統與遠程監控聯(lián)網(wǎng)設備的可靠有效，保證客戶(hù)區視頻資料的清晰，值班人員要實(shí)時(shí)查看監控視頻錄像，發(fā)現異常情況及時(shí)處置并向監控中心報告。

二是安裝無(wú)人值守制氮設備語(yǔ)音提示系統。當客戶(hù)或者操作員進(jìn)入無(wú)人值守制氮設備操作范圍內，通過(guò)系統感應，由語(yǔ)音系統提示客戶(hù)注意檢查無(wú)人值守制氮設備及附近有無(wú)異常情況等，并提醒操作員注意操作安全。

三是加大有關(guān)操作員安全防范知識的宣傳。提醒操作員在使用時(shí)注意保護自己安全。

(2)防范內部風(fēng)險的對策建議
一是建立健全無(wú)人值守制氮設備的內控制度。配齊、配強設備管理人員，定期組織業(yè)務(wù)培訓，使后端值守中心工作人員熟練掌握一般事件的應急處置流程，對異常情況做到反應及時(shí)、應對有效。

二是增強制度執行力。對無(wú)人值守制氮設備實(shí)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監控，并嚴格執行保密管理制度，巡查人員至少保證每月巡查兩次以上并做好記錄，安全管理人員要定期或不定期抽查監控視頻等相關(guān)資料。

(3)防范中間環(huán)節風(fēng)險的對策建議

一是加強無(wú)人值守制氮設備的定期檢查。設備管理人員按流程檢查測試自助終端硬件穩定性，保證設備處于正常運行狀態(tài)。

二是建立網(wǎng)絡(luò )數據傳輸監控系統。及時(shí)發(fā)現運行過(guò)程中的數據丟失和網(wǎng)絡(luò )傳輸故障，妥善處置以保證設備數據傳輸通暢。

三是建立運行安全報告制度。對設備運行中發(fā)現的安全問(wèn)題和可疑現象，要及時(shí)向管理部門(mén)報告，并啟動(dòng)相應處置預案。

本文（部分）內容摘自2018年《氣體分離》第六期