制氢装置PSA单元操作说明1008.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流制氢装置PSA单元操作说明1008.精品文档.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”表示步序在1、4、7等步序的时间，

2、“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： “PSA_T3_1”=962

3、7*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； PSA_8TIME

4、2=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的

5、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号阀门关

6、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

7、时间20秒保证顺放压力到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

8、品纯度合格的情况下尽量长5Time4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

9、整定值间可能有差异。由于吸附塔的大小和装填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

10、还设计了一个“操作系数”参数，用于修正这种影响。“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P

11、SA_T3_1的值接近此时手动设定的PSA_T3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。二 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

12、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、XV4

13、708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

14、，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

15、时，只能停车操作。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，未关，即未变红色。此时阀门报警。三 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

16、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%，

17、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

18、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，

19、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

20、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

21、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S

22、P值5. 产品气放空调节PIC52503B回路的检测值为PT52503, 调节阀为PV52503B1) 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)自动模式该回路为普通单回路调节。7. 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D215

23、03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

24、，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) 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。6) 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

25、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

26、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。