空分制氮裝置實現(xiàn)無人值守，為行業(yè)帶來新一輪技術更新！

無人值守控制系統(tǒng)的研發(fā)將空分工藝同物聯(lián)網遠程集中控制無人值守控制技術深度結合，將有力推動空分氣體行業(yè)的不斷向前發(fā)展。

*采用PLC對制氮機進行全程自動控制

* 實現(xiàn)制氮機房無入值守工作

* 可減少現(xiàn)場監(jiān)管人員成本

* 減少因誤操作而可能導致的生產事故

* 節(jié)約生產運行成本

* 提高供氣質量和效率

* 保證各項工作的安全生產

在工業(yè)氣體行業(yè)的發(fā)展，有句俗語叫：“工業(yè)氣體的增長率是國內生產總值GDP增長的1.25～1.5倍。”這個數(shù)據(jù)是在研究美國工業(yè)氣體10年和中國工業(yè)氣體50年的基礎上得來的。資料顯示，我國工業(yè)氣體在2010年后進入高速發(fā)展階段。2012年我國工業(yè)氣體年增長率為12%，2017年增長率為10%，專家預計到2020年，中國工業(yè)氣體年產值可達到1200億元，發(fā)展速度每年在9%左右。

近年來，新能源、新材料、汽車、電子、芯片、食品產業(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(guī)模氮氣用戶持續(xù)增加，同時由于人力成本的不斷上升及用戶對氮氣品質的進一步提高，傳統(tǒng)的制氮設備升級改造迫在眉睫。Auto-site無人值守制氮裝置的研發(fā)正是針對這一市場需求，前景廣闊。

無人值守遠程綜合監(jiān)控系統(tǒng)由三大部分組成：

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

* 網絡傳輸部分（寬帶網絡、無線網絡、ADSL或行業(yè)用戶專網）；

* 管理中心軟件平臺，無人值守服務器、監(jiān)控終端、MIS網絡終端等。

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

AUTO-SITE無人值守制氮裝置技術采用先進的制氮工藝流程與PLC全過程編程自控相結合，并通過物聯(lián)網技術對現(xiàn)場制氮設備進行監(jiān)控，是國內目前的現(xiàn)場制氮工藝方案中最具安全性、可靠性與性價比的制氮方案。

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

(1)制氮裝置啟動過程中空壓系統(tǒng)的邏輯控制；

(2)制氮裝置啟動過程中預冷系統(tǒng)的邏輯控制；

(3)制氮裝置啟動過程中純化系統(tǒng)的邏輯控制；

(4)制氮裝置啟動過程中精餾系統(tǒng)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(tǒng)無縫切換方案；

(7)在線分析儀設備在線保護方案；

(8)儀表氣系統(tǒng)可靠性的優(yōu)化處理方案。

圖為：auto-site無人值守制氮設備工藝流程圖

主要技術創(chuàng)新點包括：

(1)一鍵啟動全自動工藝控制流程；

(2)基于物聯(lián)網及云技術的遠程監(jiān)控技術；

(3)膨脹機制冷與液氮補冷相結合冷量補充技術；

(4)制氮設備儀表氣不間斷供應技術；

(5)液氮后備系統(tǒng)無縫切換技術。

對于化工空分裝置來說，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(tǒng)的安全功能失效引起的可能危險，將集散控制系統(tǒng)DCS和安全儀表系統(tǒng)SIS結合，降低風險，提高設備安全性?？紤]到空分中配套的大型轉動設備——空氣透平壓縮機組的安全穩(wěn)定運行，越來越多的大型空分裝置開始采用單獨、專門的機組控制系統(tǒng)（CCS）來完成對空氣透平壓縮機組的控制、聯(lián)鎖保護，CCS系統(tǒng)會采用安全級別為SIL3或者AK6的軟硬件，配備比常規(guī)DCS系統(tǒng)更加可靠的硬件，更加專有的軟件。

隨著近年來互聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術的出現(xiàn)，空分裝備自動化技術正向數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展。目前，工廠綜合信息集成平臺技術、新一代主控系統(tǒng)技術、遠程監(jiān)控及遠程維護技術、大型裝備智能故障診斷技術等創(chuàng)新技術已經在國內空分行業(yè)取得重大突破，并蓬勃發(fā)展。

建立了大型空分遠程監(jiān)控及維護診斷中心，總部設置的集中數(shù)據(jù)中心，由現(xiàn)場控制網、數(shù)據(jù)采集網、辦公局域網三層網絡結構組成，實現(xiàn)了空分運行的信息化和網絡化，可以為空分裝置提供多維度、全生命周期的遠程運維服務。

對無人值守制氮裝置安全運營的建議如下：

(1)防范外部風險的對策建議
一是落實無人值守設備巡查制度。保證自動報警系統(tǒng)與遠程監(jiān)控聯(lián)網設備的可靠有效，保證客戶區(qū)視頻資料的清晰，值班人員要實時查看監(jiān)控視頻錄像，發(fā)現(xiàn)異常情況及時處置并向監(jiān)控中心報告。

二是安裝無人值守制氮設備語音提示系統(tǒng)。當客戶或者操作員進入無人值守制氮設備操作范圍內，通過系統(tǒng)感應，由語音系統(tǒng)提示客戶注意檢查無人值守制氮設備及附近有無異常情況等，并提醒操作員注意操作安全。

三是加大有關操作員安全防范知識的宣傳。提醒操作員在使用時注意保護自己安全。

(2)防范內部風險的對策建議
一是建立健全無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、應對有效。

二是增強制度執(zhí)行力。對無人值守制氮設備實行24小時實時監(jiān)控，并嚴格執(zhí)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(jiān)控視頻等相關資料。

(3)防范中間環(huán)節(jié)風險的對策建議

一是加強無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(wěn)定性，保證設備處于正常運行狀態(tài)。

二是建立網絡數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控系統(tǒng)。及時發(fā)現(xiàn)運行過程中的數(shù)據(jù)丟失和網絡傳輸故障，妥善處置以保證設備數(shù)據(jù)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(xiàn)的安全問題和可疑現(xiàn)象，要及時向管理部門報告，并啟動相應處置預案。

本文（部分）內容摘自2018年《氣體分離》第六期