安民

（唐山三友集團興達化纖有限公司，河北唐山063305）

C300分布式系統(tǒng)在粘膠廠廢氣回收中的應(yīng)用

安民

（唐山三友集團興達化纖有限公司，河北唐山063305）

霍尼韋爾新一代分布式控制系統(tǒng)C300在粘膠廠廢氣回收中的應(yīng)用，廢氣回收運行安全穩(wěn)定。

廢氣；分布式控制系統(tǒng)；DCS；組態(tài)

0 概述

粘膠短纖作為天然可再生纖維素纖維是我國紡織行業(yè)的重要基礎(chǔ)原料，但是在其生產(chǎn)過程中會釋放出大量的二硫化碳和硫化氫等有害氣體，隨著我國環(huán)保工作的不斷加強，粘膠纖維廠廢氣處理的水平將直接影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營及發(fā)展。該廢氣回收項目采用臺灣長美有限公司活性碳吸附工藝，通過霍尼韋爾過程控制系統(tǒng)C300自控技術(shù)，對公司三、四、五線及中試線生產(chǎn)線產(chǎn)生廢氣中的二硫化碳?xì)怏w進行回收處理。項目投運后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、操作安全可靠，廢氣指標(biāo)優(yōu)良，循環(huán)經(jīng)濟效益顯著。

1 工藝簡介

圖1 碳回收工藝簡圖

二硫化碳回收工藝簡圖如圖1所示，車間廢氣經(jīng)過堿洗系統(tǒng)對硫化氫氣體進行處理，當(dāng)硫化氫濃度降至20×10-6以內(nèi)，溫度保持在40℃以下，在污氣風(fēng)車作用下進入吸收槽，經(jīng)過活性炭吸附二硫化碳后的氣體直接排入大氣，活性炭達到飽和后的吸收槽進入解析，通過氮氣將吸收槽內(nèi)空氣置換后，通入蒸汽使活性炭中的二硫化碳形成氣體，再利用二硫化碳沸點低的特性，使蒸餾氣先后通過兩個列管式換熱器進行冷凝降溫，冷凝下來的液體進入比重分離器，利用二硫化碳的比重大于水，在比重分離器內(nèi)，二硫化碳與水分層，分離出來的二硫化碳進入儲槽回收；經(jīng)過兩次冷凝后未冷凝下來的蒸餾氣則通過安全罐進入污氣風(fēng)車出口風(fēng)道，重新返回到吸收槽吸附，保證了系統(tǒng)的達標(biāo)排放。運行一段時間后，吸收槽由于內(nèi)部活性炭積累了一定量的硫，為保證吸收效率需要進行脫硫脫酸處理，再生后的吸收槽可重新投入運行。

吸收槽運行步驟：進氣→所有閥關(guān)→惰氣→去著→釋壓→干燥→冷卻→排氣。主要工藝步驟作用如下。

（1）惰氣。吸收槽活性炭吸附飽和后進行解析，通入氮氣將吸收槽內(nèi)的空氣置換，避免去著時通入蒸汽后二硫化碳在高溫條件下與空氣接觸發(fā)生爆炸。

（2）去著。吸收槽經(jīng)過氮氣置換后通入蒸汽，利用蒸汽高溫將活性炭中的二硫化碳解析，形成二硫化碳?xì)怏w，方便回收。

（3）干燥。去著后的活性炭初步恢復(fù)了吸附能力，但是由于使用蒸汽解析使之含有大量水分，堵塞了活性炭的微孔，影響吸附效果，因此需要新鮮風(fēng)機送入95～100℃熱風(fēng)進行干燥。

（4）冷卻。進行干燥后的活性炭溫度較高，為避免進氣后廢氣發(fā)生危險及影響吸附效果，需要使用新鮮風(fēng)機通過自然風(fēng)將活性炭溫度降至50℃以下。

2 控制系統(tǒng)構(gòu)成

霍尼韋爾新一代分布式控制系統(tǒng)C300，采用以Honeywell專利技術(shù)開發(fā)的容錯以太網(wǎng)路（Fault Tolerant Ethernet）驅(qū)動與思科（Cisco）交換技術(shù)完美結(jié)合，突破以太網(wǎng)瓶頸實現(xiàn)優(yōu)先級選擇。利用Honeywell C300控制的碳吸附DCS圖如圖2所示，其中，SwitchA、SwitchB是互為冗余的交換機，當(dāng)其中一臺故障，系統(tǒng)可以正常運行；ServerA、ServerB是互為冗余的服務(wù)器，系統(tǒng)程序及數(shù)據(jù)庫通過服務(wù)器下裝至C300控制器，其中ServerB為主實時數(shù)據(jù)庫；C300 1-P為主CPU，C300 1-S為輔CPU，負(fù)責(zé)全局過程控制；STN01、STN02為互為冗余工作站；FTE Yellow為主通信網(wǎng)線，F(xiàn)TE Green為輔通信網(wǎng)線，冗余網(wǎng)絡(luò)允許所有的單點故障，允許部分的多點故障。

圖2 碳吸附DCS結(jié)構(gòu)圖

2.1 硬件配置

廢氣回收系統(tǒng)處理CS2廢氣能力為120 000 m3/h，根據(jù)工藝要求，DCS系統(tǒng)配置241個模擬量輸入點（AI），11個模擬量輸出點（AO），463個開關(guān)量輸入點（DI）和69個開關(guān)量輸出點（DO）點，合計784個點，其中控制回路460個。依據(jù)以上數(shù)據(jù)，配置相應(yīng)硬件：4個操作站，其中2個為服務(wù)器供工程師使用，2個為操作站供操作員使用；CPU柜和電源柜各1面，8面控制機柜，采用1對C300控制器（均為冗余）。

2.2 軟件配置

ServerA、ServerB服務(wù)器上安裝Windows server 2008 R2（64-bits）作業(yè)系統(tǒng)，STN01、STN02工作站安裝Windows 7（64-bits）作業(yè)系統(tǒng)，是操作員用來與服務(wù)器進行通信，獲得工廠實時信息和進行實時操作的接口。ServerA、ServerB除了具有STN01、STN02工作站的功能外，還提供了從控制器，IOLIM和ACE節(jié)點直接獲得過程數(shù)據(jù)，報警和消息的信道。本套廢氣回收系統(tǒng)共設(shè)26幅工藝界面，編程組態(tài)軟件采用Control Builder。

2.2.1 配置C300控制器

（1）打開Control Builder組態(tài)軟件。

（2）點擊File→New→Controllers→C300-Controller（2I/O Links）增加C300控制器。

（3）配置C300組態(tài)數(shù)據(jù)，點擊C300→至C300屬性界面，配置控制器名稱，配置所屬區(qū)域、是否冗余，C300供電電池是否允許報警等。

（4）展開C300，雙擊“控制執(zhí)行環(huán)境CEE”打開其屬性，配置“Tag Name為CEEC300。

（5）配置IOlink。雙擊第一個IOlink，打開其屬性。將I/O family設(shè)置為“SERIES_C_IO_TYPE”。

2.2.2 組態(tài)C系列I/O卡件

（1）點擊File→New→I/O Modules→Series_C_IO→AI-HL High Level Analog Input，輸入名稱，組態(tài)AI卡件。

（2）點擊File→New→I/O Modules→Series_C_IO→DI-HV High Voltage digital Input，輸入名稱，組態(tài)DI卡件。（3）分配AI卡和DI卡給Series_C_IOLINK。（4）將卡件下裝到C300控制器。

（5）將卡件激活（I/O變?yōu)榫G色，表示已經(jīng)激活）。

2.2.3 程序組態(tài)

（1）在Control Builder中，打開Project/monitor窗口。

（2）選擇File→New→Control Module，創(chuàng)建一個新的CM。（3）雙擊空白區(qū)域。

（4）在Main標(biāo)簽頁中，編輯 main標(biāo)簽頁的參數(shù)。（5）分配新加CM到CEEC300中。

2.3 程序下裝

（1）在CEEC300中選中需要下裝程序，點擊下裝按鈕，在警告對話框中點擊Continue，選中Automatically Change…（此操作將會在下裝完成后使點的狀態(tài)變?yōu)锳CTIVE）。

（2）進入monitoring tree將所下裝程序激活，如果此點已經(jīng)激活（綠色），忽略下一步，如果此點狀態(tài)為非激活（藍(lán)色），執(zhí)行下一步。

（3）激活此點，右擊此點，選擇Activate→Selected Item（s）andContent（s），點擊Yes，觀察已經(jīng)變?yōu)榫G色，表示其已經(jīng)被激活。

3 結(jié)束語

霍尼韋爾分布式控制系統(tǒng)C300在120 000 m3/h廢氣回收項目中的應(yīng)用一年來，運行穩(wěn)定，控制可靠。特別對控制程序進行了斷電測試，可以可靠停止在故障前步驟，確保了運行的安全性。值得注意的是，由于過程控制系統(tǒng)增加了通信干擾檢測功能，運行中對干擾的反應(yīng)靈敏，C300分布式控制系統(tǒng)的接地系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格要求按照設(shè)計落實做好。

［1］鄭秀梅.粘膠短纖維40 000 m3/h廢氣處理與回收技術(shù)［J］.人造纖維，2009，39（3）:25-26，11.

［2］蔣巨兵，馬浩，耿志明，等.Honeywell EPKS C300系統(tǒng)在PVC裝置中的應(yīng)用［J］.聚氯乙烯，2009，37（12）:31-35.

［3］張杰，馬翔.DCS在聚甲醛裝置上的應(yīng)用［J］.科技傳播，2011，（24）: 102，105.

〔編輯 凌瑞〕

TQ340.9

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.44