天然氣液化生產(chǎn)控制系統(tǒng)的功能設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u10832天然氣液化生產(chǎn)控制系統(tǒng)的功能設(shè)計案例 1222411.1液化裝置系統(tǒng)功能 119691.1.1儀器檢查點 12351.1.2閥門控制點 193901.2儲罐系統(tǒng)功能 2132461.2.1LNG儲氣罐結(jié)構(gòu)特點與工作原理 2239241.2.2儀表檢測點 3188971.3預(yù)處理系統(tǒng)功能 3157891.4系統(tǒng)控制回路設(shè)計 458691.4.1單回路控制的設(shè)計 434901.4.2壓縮機負(fù)荷控制 41.1液化裝置系統(tǒng)功能天然氣液化裝置作為核心工藝中的設(shè)備，有助于天然氣物理形態(tài)的轉(zhuǎn)化，研究系統(tǒng)液化裝置的工作效率達(dá)到1.5至h。1.1.1儀器檢查點天然氣液化設(shè)備檢測信號包括PT100鉑檢測信號（10通道）、4–20mA檢測信號（7通道）、無源接觸檢測信號（4通道）和RS485檢測信號（3通道）。鉑檢測信號PT100和4-20mA電氣信號首先由避雷器和分離器處理，轉(zhuǎn)換為電信號，然后與過程控制站（ALL）0~9、16~22通道的第一個模擬輸入面板連接。每個電阻信號都配有避雷器和信號分離器。保護兩個4-20mA電流信號，每個4-20mA電流信號都有一個絕緣子。被動接觸信號首先由避雷針處理，然后由連接到指定控制中心的第一個開關(guān)輸入卡（DII）的通道0-3處理。每個4被動接觸信號都配有連接到RS485的避雷針。在避雷針的作用下，第一個Modbus通信（RSM1）連接到過程控制中心，每個RS485信號都使用ModbusRTU設(shè)備作為Modbus輔助站安裝避雷針通信協(xié)議。檢查點統(tǒng)計如下：在實現(xiàn)雙向處理時，電阻信號轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號：一是分離器，二是防雷保險絲。最后，0-9通道連接到過程控制站的第一個模擬輸入面板（ALL）。1.1.2閥門控制點天然氣液化裝置中的閥門以電動為主，是氣壓開關(guān)閥和氣壓調(diào)節(jié)閥3中的型式，這三種閥門的個數(shù)分別為一個、四個和五個，每個閥門在設(shè)計上只有自動和手動兩種功能。電動開關(guān)閥的切換采用380V電機供電，控制方式通過計算機網(wǎng)絡(luò)編程完成：人工狀態(tài)時，操作員可通過計算機軟件商的開關(guān)鍵人工切換，在自動狀態(tài)下，軟件根據(jù)設(shè)置的保護條件和過程設(shè)置條件執(zhí)行打開/關(guān)閉動作。電動開關(guān)閥通過通道0和通道1之間的連接，并由控制中心的第一數(shù)字輸出板（DOl）控制。輸出板首先使繼電器工作，然后移動避雷器后面的電氣開關(guān)閥以執(zhí)行開關(guān)操作。同時電動開關(guān)閥反饋開關(guān)具有兩個無源觸點，并與避雷器連接。過程控制站的第一開關(guān)輸入面板（DI1）的8-9個通道。閥是全開或全閉的，對于氣壓開閉閥來說，實際上氮氣或壓縮空氣是指動力。1.2儲罐系統(tǒng)功能1.2.1LNG儲氣罐結(jié)構(gòu)特點與工作原理液化裝置液化后的LNG經(jīng)過PV2處理、V12或V11的閥流入特殊容器，入口和外容器用高真空絕緣層連接。同時，LNG容器上安裝了增壓系統(tǒng)，壓縮機V1閥門，V4循環(huán)閥門通過計算機軟件工作。為了自動控制內(nèi)襯壓力，壓縮機前部配備了控制閥（TPCVI），殼體上方安裝了排氣閥（TPCV2）。兩個閥門控制內(nèi)裝物的壓力。在兩個油箱中使用PCV1。PCV1閥門打開壓力低于0.05MPa。PCV2閥門在0.4MPa的存儲壓力下打開，四個容器分為兩組，每個組35個備用容器。氣動控制閥可手動或電動操作。閥門前面有一個關(guān)閉閥，可以在修理過程中打開或關(guān)閉。液體儲罐上方有一個V8閥門，在緊急情況下可以手動打開。為了方便操作員使用，儲罐配有液位計、壓力表等。D.可以直接觀察和閱讀。儲罐上還有差壓、壓力傳感器等。D.將縱傾和壓力信號發(fā)送到DCS控制室系統(tǒng)，以監(jiān)控儲罐液位、壓力。當(dāng)容器內(nèi)液位高度達(dá)到13570mm（容器滿載率為90%）時，報警系統(tǒng)會觸發(fā)。液位達(dá)到1544米，并啟動警報。在任何情況下，內(nèi)容設(shè)備的占用率不得超過95%。除了PCV1，PCV2和PIAS，自動壓力控制閥還包括兩個安全閥S1和S2，它們由V9打開或關(guān)閉以避免過壓。自動控制閥A調(diào)節(jié)中間層的壓力，以將中間層轉(zhuǎn)換為1.0Kpa內(nèi)的過壓。本實用新型可以防止絕緣層滲入潮濕空氣中，保持絕緣財產(chǎn)。此外，外部容器設(shè)備還配有S3放氣閥和M1緊急泄壓裝置，以防止超壓引發(fā)安全事故。在管道系統(tǒng)敷設(shè)過程中，安裝適當(dāng)?shù)陌踩y，安全閥的出口與集中氣管對齊，并使用滅火器進行疏散。為了確保設(shè)備操作的安全，在每個容器的上部安裝了溫度測量點，在中間板和底部板之間設(shè)置了溫度測量點。控制單元允許在容器裝貨時實時確定容器內(nèi)的溫度，并在外容器的底部面板上設(shè)置溫度控制點，用于檢測設(shè)備操作期間容器底部的異常情況，然后確定容器內(nèi)是否泄漏。1.2.2儀表檢測點溫度控制：每個內(nèi)管儲罐有4個控制點，共4個內(nèi)管和16個控制點，控制單元采用防爆鉑熱電阻。壓力檢查：每個儲罐組配備一個測量點，共兩個測量點。測量元件采用4至20mA輸出壓力轉(zhuǎn)換器。壓力控制點分布：A組PTA罐，B組PTB罐。氣動閥控制：（1）緊急空氣壓力截止閥配有兩個PV1閥，氣源壓力為0.3-0.6MPa的PV2閥分布在吸入和排出管線中。在緊急情況下，PV1和PV2可以自動終止。（2）有兩種類型的壓力低溫隔膜控制閥，PCV1和PCV2，數(shù)量為一個或多個。二PCV1閥用于對兩組儲罐加壓。如果儲罐壓力低于0.05MPa，PCV1將自動打開。如果壓力大于0.3MPa，PCV1在空氣動力作用下關(guān)閉。如果儲罐壓力低于0.4MPa，PCV2將自動啟動。如果壓力大于0.3MPa，PCV2會因空氣動力的影響而停止。在PTA和PTB壓力監(jiān)測點采集PCV1和PCV2壓力檢測信號。PCV1設(shè)置在壓縮機進氣管上，PCV2設(shè)置在儲罐頂部。1.3預(yù)處理系統(tǒng)功能（1）脫碳網(wǎng)絡(luò)通信使用Modbus協(xié)議進行，該協(xié)議對應(yīng)于在PLC脫碳發(fā)現(xiàn)點收集的數(shù)據(jù)。手動單擊設(shè)置控制按鈕設(shè)置開關(guān)信號量，然后切換脫碳裝置控制。（2）干燥器網(wǎng)絡(luò)通信模式使用Modbus協(xié)議執(zhí)行，該協(xié)議對應(yīng)于從烘干機PLC檢測點收集的信息。單擊手動設(shè)置按鈕設(shè)置開關(guān)信號量，然后控制烘干機開關(guān)。（3）壓縮機網(wǎng)絡(luò)通信模式使用Modbus協(xié)議執(zhí)行，Modbus協(xié)議與Press設(shè)備的PLC發(fā)現(xiàn)點匹配以獲取數(shù)據(jù)。單擊手動調(diào)整按鈕設(shè)置開關(guān)信號量，然后控制壓力機設(shè)備開關(guān)。1.4系統(tǒng)控制回路設(shè)計1.4.1單回路控制的設(shè)計從字面上講，電路系統(tǒng)的控制方案僅包括控制對象-控制器、探測器和驅(qū)動（氣動或電動）。作為控制系統(tǒng)之一，是最容易獲得和使用的控制方案之一，這種實用模型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，易于配置，可以滿足大多數(shù)技術(shù)要求等優(yōu)點和效果。對于低帶寬和短清理延遲等控制條件，這種控制選項要求較低。此控制將實際PV值與對象的初始SV值進行比較，PID控制器計算閥門位置的輸出MV值以執(zhí)行任務(wù)。新的輸出值將影響下一個PV測量，因此測量值再次與指定的SV值匹配，直到達(dá)到最終指定值。本項目以T101液位調(diào)節(jié)為例，如圖1.1所示，在自動控制模式下，LV-1317閥門開啟度越小，通過DCS實現(xiàn)PID控制輸出的自動化。圖1.1T01液位流程圖1.4.2壓縮機負(fù)荷控制壓縮機負(fù)載控制通過分流法、電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、直流扼流圈等控制方法調(diào)節(jié)壓縮機輸出壓力。該設(shè)計采用直接節(jié)流模式電路，壓縮機輸出安裝控制閥，調(diào)節(jié)輸出電流，控制壓縮機負(fù)載。控制方案如圖1.2所示。圖1.2壓縮機負(fù)荷控制方案連鎖控制在壓縮機控制中占有重要地位，它與產(chǎn)品質(zhì)量、壓縮機性能、使用壽命等密切相關(guān)。壓縮機有許多測量點。如果某些重要參數(shù)超出范圍，會影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成壓縮機磨損，也會造成損害。由于大型生產(chǎn)事故多，爆炸參數(shù)重要，危及生命安全，壓縮機必須由鏈條控制。