制氢装置PSA单元操作说明1008上课讲义.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。制氢装置PSA单元操作说明1008-山东晨曦6000Nm3/h制氢装置PSA氢提纯单元画面操作说明（上海华西化工科技有限公司编制）8塔运行时为1塔吸附4次均压流程7塔运行时为1塔吸附3次均压流程，6塔运行时为1塔吸附2次均压流程5塔,4塔为1塔吸附2次均压流程，在开车前应先设定运行时间。当运行时间设定好后，按下“PSA运行按钮”，装置即可进行操作。一 时间的显示及设定1. 显示画面的下方有“T1”、“T2”、“T3”的显示。“运行时间”指示当前步序已运行的时间，当前步序所需时间用绿色指示。“T1”表示步

2、序在1、4、7等步序的时间，“T2”表示2、5、8等步序的时间，“T3”表示3、6、9等步序的时间。“顺放时间”为5塔、4塔运行时的顺放时间,其最小值为10秒“逆放时间”为4塔运行时的逆放时间,其最小值为20秒2设定点击时间设定按钮，在弹出框中有，时间的设定在这个区域进行，PSA_T3设定时可参考中的PSA_T3_1的数值进行，其它的时间是相同的。其中“运行时间T1”和“运行时间T2”的设定是相对固定的，其设定原则如下：当设定好“PSA_T1”和“PSA_T2”后，“PSA_T3”的设定如下：当吸附时间按钮为手动时，可参考时间设定参考中的“运行时间T3”中的数值进行。也可手动按如下公式计算：“

3、PSA_T3_1”=9627*95*调整系数/FT52501-PSA_T1-PSA_T2其中FT52501的值为(T1+T2+T3时间内的进入PSA的平均流量）。其最小值在程序中限定为3000，即当流量小于3000NM3/H时，为3000NM3/H。当吸附时间按钮为自动时，吸附时间“PSA_T3_1”计算的数值就传递给“PSA_T3”。在此弹出框的左边显示出各个流程的实际运行时间，它们的数据是基于时间设定区的数值进行运算后得出的。这部分的数值不能进行修改。它们是实际用于程序运行的时间。它们与PSA_T1、PSA_T2、PSA_T3的关系如下。当在8塔流程时，PSA_8TIME1=PSA_T1；

4、PSA_8TIME2=PSA_T3；PSA_8TIME3=PSA_T2；当在7塔流程时，PSA_7TIME1=PSA_T1；PSA_7TIME2=PSA_T2；PSA_7TIME3=PSA_T3；当在6塔流程时，PSA_6TIME1=PSA_T1；PSA_6TIME2=PSA_T3；PSA_6TIME3=PSA_T2；当在5塔流程时，PSA_5TIME1=PSA_T1；PSA_5TIME2=PSA_T2；PSA_5TIME3=PSA_T3；当在4塔流程时，PSA_4TIME1=PSA_T1；PSA_4TIME2=PSA_T2+PSA_54P;PSA_4TIME2=PSA_T3；其中PSA_T1

5、的最小设定值为25秒。PSA_T2的最小设定值为25秒。PSA_T3的最小设定值为30秒。PSA_T3_1的最小计算值为30秒。在时间手动设定区中还有“5塔/4塔顺放时间”=PSA_54P,其值最小为10秒。此时间作为5塔和4塔的顺放时间设定。及“4塔逆放时间”=PSA_4DT,其值最小为20秒。此时间只作为在4塔运行时的逆放时间设定。在画面上的顺放罐下面有一按钮，及顺放压力设定值。当各塔的压力变送器良好时，且按钮显示为“压力投用”时，在顺放时间时，6号阀开启需受“顺放压力设定值=SET_P_VAL”值的限制，如处于顺放状态塔的压力小于“顺放压力设定值=SET_P_VAL”的值时，此时6号阀门

6、关闭。否则开启，直到该步运行时间结束。如按钮显示为“压力退出”，此时在顺放下时的6号阀门的开启不受顺放塔压力的限制，其开启直到该步运行时间结束。顺放压力设定值=SET_P_VAL的设定为0.150.5MP。以下为各流程的设定说明。8塔吸附时间时间序号含义预设值设定原则8Time1一均、三均时间25秒保证两塔的压力能均至相等即可8Time2四均、逆放时间50秒在保证产品纯度合格的情况下尽量长8Time3顺放时间20秒保证顺放压力到0.25Mpa左右即可注：单塔总吸附时间=T1+T2+T37塔吸附时间时间序号含义预设值设定原则T1一均、三均25秒保证两塔的压力能均至相等即可T2顺放时间20秒保证顺

7、放压力到0.25Mpa左右即可T3部分逆放、冲洗时间50秒在保证产品纯度合格的情况下尽量长注：单塔总吸附时间=T1+T2+T36塔吸附时间时间序号含义预设值设定原则6Time1一均时间25秒保证两塔的压力能均至相等即可6Time2二均、逆放时间50秒在保证产品纯度合格的情况下尽量长6Time3顺放时间20秒保证顺放压力到0.25Mpa左右即可注：单塔总吸附时间=T1+T2+T35塔吸附时间时间序号含义预设值设定原则5Time1一均时间25秒保证两塔的压力能均至相等即可5Time2二均时间25秒保证两塔的压力能均至相等即可5Time3顺放、逆放时间70秒在保证产品纯度合格的情况下尽量长5Time

8、4顺放时间20秒能顺放到所需要的压力即可，5Time45Time3注：单塔总吸附时间=T1+T2+T34塔吸附时间时间序号含义预设值设定原则4Time1一均时间100秒保证两塔的压力能均至相等即可4Time2二均、顺放时间50秒保证两塔的压力能均至相等、顺放到所需要的压力即可4Time3逆放、冲洗时间60秒在保证产品纯度合格的情况下尽量长4Time4顺放时间20秒顺放到所需要的压力即可,4Time44Time24Time5逆放时间30秒30-60秒,4Time54Time3注：单塔总吸附时间=T1+T2+T3以上的预设值为满负荷预设值，且与最终开车后的整定值间可能有差异。由于吸附塔的大小和装填

9、的吸附剂量是固定的，因而在原料气组成和吸附压力一定的情况下，吸附塔每一次所能吸附的杂质总量就是一定的。所以随着吸附过程的进行，杂质就会慢慢穿透吸附床，起初是恒量，渐渐就会超过允许值，这时就必须切换至其它塔吸附。因而，当原料气的流量发生变化时，杂质的穿透时间也就会随之变化，吸附时间参数就应随之进行调整。流量越大则吸附时间就应越短，流量越小则吸附时间就应越长。这样才能保证在各种操作负荷下均能充分地利用吸附剂的吸附能力，在保证产品纯度的情况下获得最高的氢气回收率。但由于原料气的组成和压力也有可能发生波动，这些变化也将影响吸附时间参数。因而，本装置的PSA部分还设计了一个“操作系数”参数，用于修正这种

10、影响。“操作系数”参数的含义为：将自动计算出的吸附时间乘以“操作系数”后作为真实的操作时间。操作系数对PSA装置运行的影响： 增大操作系数吸附时间延长产品纯度下降氢气回收率提高 减小操作系数吸附时间缩短产品纯度上升氢气回收率降低 操作系数的初始值为1。由于操作系数的大小决定着吸附时间的长短，因而对本装置的运行状况起着至关重要的影响，所以调整时应特别精心，其调整步骤如下：1先将吸附时间按钮设为手动时，观察FT52501的平均流量是否与真实的流量相差不大。2.调整吸附时间PSA_T3的设定值，使产品氢的纯度和产量达到最佳。3.调整“操作系数”，使得PSA_T3_1的值接近此时手动设定的PSA_T3

11、的值，此时，“操作系数”就设定好了。4.当吸附压力减小时，应相应降低“操作系数”的设定值。当“吸附时间自动按钮”设为“手动”时吸附时间不会因原料气的流量变化而自动调整，也不会因产品纯度的变化进行调整。切塔和恢复由于PSA氢提纯装置是由8台吸附塔组成。因而为提高装置的可靠性，本装置编制了一套切塔与恢复程序。即：当某一台吸附塔出现故障时，可将其脱出工作线，让剩余的吸附塔继续生产。1)切塔步骤a. 故障塔判断；当某吸附塔的压力异常和程控阀检出错同时发生时，就认为此塔故障，应予以切除。吸附塔切除后变成红色。b. 切塔操作；经操作人员确认故障属实后，点击切除按钮，然后点击要切除塔的按钮。则程序将自动关断

12、该塔的所有程控阀，将故障塔切出工作线。c.程序将自动转入与切塔前相对应的各塔压力点步序继续运行，保证切除时各吸附塔压力无大的波动。e. 切塔后，在装置正常运行情况下，请检修人员检修故障塔f. 如果在已切除一台吸附塔后又有吸附塔故障出现，则重复以上的操作即可继续切塔运行。在塔切除后，如吸附时间按钮为手动时，PSA_T3的设定值将自动减10秒，如吸附时间按钮为自动时，自动将“操作系数”减去0.03。注意：本装置只允许依次切除，不允许同时切除两个塔。吸附塔进气阀XV4701、出气阀XV4702和解吸气阀XV4707、XV4708同时处于开状态且吸附塔压力报警时，程序将强制切塔并报警。当有阀门报警且同

13、时压力报警，此时“切塔联锁按钮”按下，按钮上显示“切塔联锁投用”时，程序将自动切塔。当切除操作完成后，已切除的吸附塔变成红色。此时将禁止切塔和恢复操作，如此时有故障必须要切塔时，应停车操作。禁止时间为6步的吸附时间，即为2*（PSA_T1+PSA_T2+PSA_T3）.2)切除塔恢复当已切除的塔故障排除后，需要将其重新投入正常运行，但如果投入的时机、状态不对，将引起较大的压力波动和产品纯度变化，甚至可能出现故障和安全事故。为此，本装置设计的自动恢复软件能够自动找出最佳状态恢复，使系统波动最小。恢复过程如下：点击，再点击要恢复的塔按钮，使其为恢复状态，此时该塔的颜色为“黄色”，该塔处于恢复等待状

14、态，同时其它的塔不能够进行切除和恢复操作。如此时要切除塔，只要按下清除按钮，则刚才要待恢复的塔又恢复回原来的红色。此时可以进行塔的切除。在画面上有恢复步序和进入步序，只有当正确的操作后才出现要恢复的步序值。否则其值为零。在塔恢复后，如吸附时间按钮为手动时，PSA_T3的设定值将自动减10秒，如吸附时间按钮为自动时，自动将“操作系数”减去0.03。当运行流程改变后，请主意观察塔压力趋势、阀门开关情况及各调节回路的工作状态。以上调整经过6个步序后，操作工可根据流量情况调整时间。四塔时，不能再进行切塔，当有塔需切除时，只能停车操作。二 阀门报警含意：当阀门该打开时，阀检未开，即未变绿色；该关闭时，未

15、关，即未变红色。此时阀门报警。程控阀门的点动操作。在停车状态下，可进行阀门的点动操作。在有塔被切除的情况下，可以进行被切除塔阀门的在线点动操作。注意：此时需关闭切除塔的截至阀。四调节回路说明1. 终升回路HIC52501本调节回路由安装于产品气升压总管上的调节阀HV52501构成，用于调节吸附塔产品气升压的速度。该调节回路的工作状态将影响装置产品气的稳定。本调节回路有全自动和手动两种模式，正常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或压力变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀门开度。全自动模式：本调节回路包括两个工作段，第一个工作段是预升压阶段（E1段），此

16、时HV52501的开度按软件内部的阀门开度公式进行计算。第二个工作段为正式产品气升压的时间段（FR阶段），在此工作段内，采用自适应调节方式，控制回路采用PID控制，其给定值由程序内部给定，给定值为变量，变量的起点为开始升压时刻的正在升压的吸附塔的压力测量值，变量的终止点为此时PT52503的设定值（即：产品压力值），在第二工作段内变量的变化应该是匀速的，要求在FR段结束前3秒将该升压吸附塔的压力刚好升到吸附压力，然后HV52501的开度迅速回到阀门的下限开度值。（该调节阀的下限开度设定限制范围为050%，上限开度设定限制范围为10100%）手动模式：直接由操作工给出阀门开度下限值和上限值，阀门

17、在第一和第二工作段（扣除3秒）内将从最下限值逐步开大直到上限值，然后在第二工作段的最后3秒回到开度下限值。上、下限值的设定原则是：将吸附塔的升压过程控制在终升时间内恰好缓慢完成。应注意：升压速度严禁过快。必须保证最终升到的压力基本等于吸附压力。2.顺放气罐压力指示调节PIC52504本调节回路由安装于PSA冲洗气总管上的压力变送器PT52504和调节阀PV52504构成，用于调节冲洗气流量以及顺放过程压力降，是影响装置再生效果的关键调节回路。本调节回路有全自动和手动两种模式，正常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀

18、门开度。全自动模式：本调节回路包括两个工作段，第一个工作段为正在顺放的工作段，在此工作段内，阀门开度依据软件内部开度计算公式自动调节。第二个工作段对应于两次顺放段之间的时间段，在此时间段内，采用自适应调节方式，控制回路采用PID控制，其给定值由程序内部给定；该给定值为变量，变量的起点为前一顺放段结束时的顺放罐压力，变量的终止点为0.03Mpa，在第二段内变量的变化应该是匀速的。（该调节阀的下限开度设定限制范围为520%，上限开度设定限制范围为2590%）手动模式：直接由操作工给出阀门开度下限值和上限值，阀门在第一工作段内将按设定的下限值开启，在第二工作段内阀门将从下限值逐步开大直到上限值。下限

19、值的设定原则是：能在每一次顺放结束时，恰好将吸附塔的压力顺放到0.2Mpa.G；上限值的设定原则是：能在每一次顺放开始前，恰好将顺放气罐内的压力降到0.030.05Mpa，不宜太快也不宜太慢。注意：降压速度太快或太慢均会影响再生的效果。3.逆放气罐压力指示调节HIC52502本调节回路由调节阀HV52502构成，用于调节逆放速度，减小逆放罐的压力波动和降低逆放过程产生的噪音。该调节回路的工作状态将影响装置解吸气的稳定和再生效果。本调节回路有全自动和手动两种模式，正常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或某一吸附塔的变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀门

20、开度。全自动模式：本调节回路包括两个工作段，第一个工作段为没有吸附塔逆放的工作段，如果总是有吸附塔逆放，则第一工作段设定为每次逆放过程结束前的最后三秒，在此工作段内，HV52502阀门开度为固定值（等于手动设定的下限值）。第二个工作段为正在逆放的时间段，在此工作段内，采用自适应调节方式，控制回路采用PID控制，其给定值由程序内部给定，给定值为变量，变量的起点为逆放的起始压力，变量的终止点为0.03Mpa，在第二工作段内变量的变化应该是匀速的。（该调节阀的下限开度设定限制范围为520%，上限开度设定限制范围为2590%）。手动模式：直接由操作工给出HV52502阀门开度下限值和上限值，阀门在第一

21、工作段内将按设定的下限值开启，在第二工作段内阀门将从下限值逐步开大直到上限值。上、下限值的设定原则是：能在每一次逆放结束时，恰好将吸附塔内的压力降到0.05Mpa。注意：逆放降压速度太快会造成解吸气压力波动和噪音大，而逆放速度太慢会影响再生的效果。4.产品气压力调节PIC52503A此调节回路为单回路调节，回路的检测值为PT52503,调节阀为PV52503A1) 手动模式等于手动输出开度2) 自动模式该回路为普通单回路调节。使阀门反应速度慢才能保证吸附压力的稳定。注：在开车时应先设定好该回路的SP值5.产品气放空调节PIC52503B回路的检测值为PT52503,调节阀为PV52503B1)

22、手动模式等于手动输出开度2)自动模式该回路为普通单回路调节。6.逆放气缓冲罐出口压力超压放空调节PICA52507回路的检测值为PT52506,调节阀为PV525071)手动模式等于手动输出开度2)自动模式7. 该回路为普通单回路调节。逆放气缓冲罐出口压力调节PIC52506，PIC52507回路的检测值为PT52506,调节阀为PV52506调节回路由安装于解吸气混合罐入口总管上的压力变送器PT52506、PT52507和调节阀PV52506共同构成，用于控制D21502和D21503的压力。本调节回路有全自动和手动两种模式，正常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或

23、变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀门开度。全自动模式：PT52506和PV52506构成一个单回路PID调节，当PT52506高于设定值时，增大PV52506的阀门开度；PT52507和PV52506构成一个单回路PID调节，当PT52507低于设定值时，增大PV52506的阀门开度；两个单回路所计算出的阀门开度，应进行选择，按其中较大的值进行开启。注意在自动的情况下，阀门设有最低开度10%（具体的开度有实际决定）。手动模式：直接由操作工给出PV52506阀门开度，通常情况下，该阀门开度应设定为100%。五操作注意事项1) 系统严禁将水带入PSA单元，否则将损坏吸附剂。2)

24、 在生产过程中，如须检修与工艺气接触的任何设备均应先进行置换。3) 操作工应定时巡检气压系统。4) 在作切塔、放空等会影响后工段的处理前，应确定故障的真实性，并通知后工段。5) 逆放、均压、产品气升压的速度均不宜太快，应坚持这样的原则：在保证能达到压力要求的条件下应尽量缓慢进行。否则可能影响再生效果和吸附剂使用寿命。在吸附时间一定时，冲洗和逆放的时间应尽量长且应缓慢均匀进行。六装置停车装置停车一般可分为三种情况即：正常计划停车、紧急停车和临时停车。1.正常停车首先通知前后工段做相应的调整1) 在DCS上将运行按钮复位至STOP状态，将程控阀全部关闭2) 关闭原料气进气阀、产品气出口阀、解吸气出

25、口阀、火炬线接口阀，使氢提纯系统与界区外隔断。3) 通过DCS上的运行按钮运行系统几步，使PSA程控阀动作数次以使各塔压力基本相等并且都处于较高的正压。至此，就完成了整个正常停车过程。停车后，氢提纯系统处于正压状态，且与界区隔断。因而，系统可较长时间地处于安全停车状态。但由于停车后系统内仍然是易燃、易爆气体，所以整个界区仍然是防爆界区，严禁动火。在正常停车后，装置各吸附塔的压力相同，DCS的程序复位，因而再次开车时应按正常开车步骤操作。2.紧急停车当本装置出现事故或前后装置出现事故时，需紧急停车其停车步骤如下：在DCS上将运行按钮复位至“停止”状态，将程控阀全部关闭，同时，程序将自动记住停车时

26、的状态。这时系统即已处于紧急停车状态。3.临时停车如因工作需要做短时间的停车(不超过1小时)，则可进行临时停车，其步骤与紧急停车相同。紧急停车或临时停车后的重新投运由于程序仍记录着停车时的状态且各吸附塔的压力也与停车时一样，所以这时可从停车时的状态直接投运，让系统无扰动地恢复到正常工作状态。对产品纯度影响很小。步骤如下：1) 确认各吸附塔的压力与DCS上显示运行步序状态相符。2) 看吸附塔压力历史记录，确认压力未发生大的变化。3) 在DCS上将“PSA运行/停止按钮”的状态由OFF置为ON，系统即转入正常运行。千万注意：采用这种方法恢复运行前，必须确认各吸附塔的压力与停车锁存的状态是一致的。否则，一旦启动将可能使高压塔的气体串入低压的解吸气系统造成事故！如果吸附塔压力与显示的状态不符，则必须先点动阀门将吸附塔压力逐渐放掉然后重新启动系统。-