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摘要：本文针对DCS控制系统在空分系统中的应用进行分析，介绍了相关工艺流程，探讨了DCS控制系统在空分系统中应用存在的问题，并提出具体的改进建议，希望能够为相关工作人员起到一些借鉴。
关键词：DCS控制系统；空分系统；应用；问题
目前，随着冶金行业生产规模的不断扩大，对于相关氧气、氮气和氩气等也有了更高的需求量。相关企业为了能够更好的促进自身生产和发展，并有效实现节能检票目标，对生产工艺进行了优化，并合理地应用了新型空气分离设备，将相关先进技术和透平机组在氧压机、带氮压机以及空压机当中进行了有效应用。根据企业的实际发展情况进行分析，目前在制氧环节中存在着相关问题，需要企业通过具体的调试、筹建和组织来进行解决。
一、工艺流程
针对新型空分机组系统进行分析，该系统的组成可以具体划分为分馏系统、纯化系统、增压膨胀系统以及空气平透机系统和压缩系统等。
首先来说，空气中的机械杂质和尘埃可以通过对空气过滤器进行去除，然后将其传输到相关的空气透平压缩机系统当中。通过水冷塔的冷水循环和冷却水作用，使空气在压缩后可以于空气冷却塔当中进行相应的热量交换过程，从而有效地实现降温目标。之后则可以将其传输到分子筛纯化系统当中，对两只分子筛吸附器进行切换使用，可以在分子筛纯器当中进行乙炔、水分以及二氧化碳和相关有害杂质的相关反应，最后进入到分馏塔系统当中[1]。
其次，对于三股经过净化后的空气而言，其中一股可以在系统的仪表当中作为具体气源，另外一股可以进入到增压透平膨胀机当中，从而实现增压机的增压过程，并经过水冷却器冷却，使其进入到主换热器当中，最后可以从换热器当中将其抽出，并借助膨胀机所具有的膨胀作用，使其进入上塔。第三股则主要进入到主换热器当中，通过被反流产品气体的冷却作用，使其达到饱和温度后进入到下塔。
最后，在下塔可以通过精馏获得液空和液氮，具体来说首先应经过过冷器，在送入上塔后可以通过相关精馏处理。主换热器所具有的复热作用可以使上塔经过精馏获得相关的氧气和氮气，并送出冷箱。而透平氧压机则需要将氧气压缩到2.5毫帕，然后送入到管网当中。中压半透压缩需要并入低压管网的氮气，同样需要达到2.5毫帕。其中通过对筛化系统的作用分析，可以使污氮气有效作为再生气源。而部分污氮气则可以和富余的纯氮气有效进行融合，在预冷系统当中，通过水冷塔的冷却循环水作用，进而产生冷却。从上塔中部位置所抽出的氩馏分，为了有效去除氧组分，需要将其送入到粗氩塔当中来进行相关操作，而粗氩塔的冷凝器可以将大部分的粗氩进行冷凝，并将其作为自身的回流液。针对两边粗氩塔进行分析，为了确保能够有效运行相关中间工艺环节，在连接上需要通过流程压泵来有效实现连接，而部分气态粗氩则可以进入到精氩塔当中，从而更好的实现分离[2]。
二、系统配置
在系统控制方案当中，相关原则主要按照集中监视操作为主和就地监视操作为辅，在整套DCS当中共有5台工业控制机，其中3台可以作为相关操作员站，两台则可以作为数据服务器，工程师站可以对操作员站中的一台进行使用。在通信模块和控制站当中可以采用冗余控制方式，而在上文中阐述的两台服务器当中，可以有效实现互相切换和互相冗余。相关数据的集中监视和管理可以通过系统的采集空分系统来进行实现，具体需要包括日志管理、时间管理以及报警管理等。除此之外，管理模块能够有效为系统内的相关站点提供实时数据、事件信息以及相关历史记录。而且其所具有的数据服务能够为管理系统和控制系统进行服务，从而保障系统的安全稳定运行。工程师站所具有功能具体包括组态修改、程序下装和程序编制等，与此同时，相关内容还应有对应的控制算法、参数配置以及图形绘制等。工程师站能够和相关操作员站以及现场控制站进行数据下装和增量下装。在操作员站当中，可以有效控制工艺过程，具体来说，可以通过岗位人员对生产过程中的相关工艺参数等进行观察，从而监控整个空分系统的运行过程。系统具有着数据采集和过程控制等功能的设备主要为现场控制站，其可以有效实现单位变换、数据采集以及开关量控制等相关过程。同时，现场控制站还能够通过系统网络依据相关数据有效开展数据服务器的处理工作。
在DCS系统的控制结构当中，控制网络和系统网络是两个不同的层次，可以有效连接操作员站、现场控制站以及工程师站等，并通过控制网络实现过程模块和现场控制站之间的通信功能[3]。
三、系统的热工检测和控制
将集中DCS控制系统在相关设备中进行应用，能够对操作过程进行有效记录。通过系统的历史趋势能够对实际操作过程进行具体的记录和反馈，同时还可以进行相应的处理和分析，具体包括超工艺值的自动联锁保护以及连续记录等相关功能，具体来说，主要包括以下几个方面。
1 流量控制
DCS控制系统能够对系统设计和运行中的相关参数吻合程度进行确定，从而有效控制系统，开展物料衡算工作。所以，可以在DCS控制系统当中有效进行压力和温度的补偿。而在系统当中，对流量的主要控制方式具体包括氧气流量、氩气流量、膨胀空气流量以及常温水流量等。
2 温度测量
DCS控制系统包括远传电阻温度显示和就地温度显示两种类型。由于相关制氧温度测量具有着较高的要求，因此在就地温度显示过程中，需要在相关工艺管道或者设备外壳当中安装具体的双金属温度计，从而实现就地显示机组油温。针对远传热电阻温度而言，为了能够提升温度测量的准确性和安全性，可以在冷箱内对温度电阻采用双支测量，并通过具体的铂热电阻进行测量。
3 液位控制
对于进入到系统和离开系统的相关物料平衡而言，其需要经过具体的液位控制反应，并运用自动控制方式，从而有效实现系统物料平衡。液位控制的具体内容包括精氩塔蒸发器液位、主冷凝蒸发器液位、水冷塔液位以及下塔液位等。
4 空分装置的冷量平衡控制
当基础装置稳定运行时，可以通过膨胀机、等温节流效应等有效为装置提供冷量，从而实现冷量平衡。当冷量过剩后，当其在物料平衡条件下时，会出现上升的主冷液位，容易对纯度产生破坏，进而造成液泛等相关情况。而对于不足的冷量而言，将会导致产量出现下降，减少负荷，最终导致液位降低，同时由于总碳浓缩，设备的安全性也会受到相应的影响。对此所采取的措施为，通过对膨胀量进行调节，从而使装置有效实现冷量平衡。
5 压力控制
针对系统的压力控制进行分析，其具体内容主要包括精氩塔压力、氧压机出口压力调节、空冷塔压力调节以及空压机出口压力的自动调节等。同时，通过应用DCS控制系统还能够有效对循环水总管压力、氧、氮、氩压力调节以及润滑油油压等进行控制[4]。
结束语：
综上所述，本文针对DCS控制系统在空分系统当中的应用展开了具体分析，探讨了在应用过程中存在的问题，从而有效确保自动化控制技术的有效应用，使产品提取率得到提高，并对精馏控制系统的稳定性进行了有效改善，以此来进一步保障空分系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]蒋金波.DCS控制系统在空分系统上的应用问题探讨[J].硅谷，2016，（12）：89-90.
[2]武永强.DCS控制系统在空分系统上的应用[C].//全国冶金自动化信息网.全国冶金自动化信息网2016年会论文集.2016：616-619.
[3]王海涛，方家堃.PCS7控制系统在伊朗空分系统中的应用[J].化工自动化及仪表，2016，（11）：1318-1320.
[4]吴向军，连世伟，邱发春，等.空分系统空压机控制思路的探讨[J].中国科技纵横，2016，（24）：34.