C300分布式系統(tǒng)在粘膠廠廢氣回收中的應用

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氣體進行回收處理。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車出口風道，重新返回到吸收槽吸附，保證了系統(tǒng)的達標排放。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，形成二硫化碳氣體，方便回收。

（3）干燥。去著后的活性炭初步恢復了吸附能力，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，因此需要新鮮風機送入95～100℃熱風進行干燥。

（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，需要使用新鮮風機通過自然風將活性炭溫度降至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是互為冗余的服務器，系統(tǒng)程序及數(shù)據(jù)庫通過服務器下裝至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，負責全局過程控制；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)，配置相應硬件：4個操作站，其中2個為服務器供工程師使用，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標簽頁中，編輯 main標簽頁的參數(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靈敏，C300分布式控制系統(tǒng)的接地系統(tǒng)應嚴格要求按照設計落實做好。

［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用［J］.科技傳播，2011，（24）: 102，105.

〔編輯 凌瑞〕

TQ340.9

B

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.44