冷冻循环水工艺自动化控制配套改造方案

1、冷冻循环水工艺控制自动化控制配套改造方案动力分厂制冷装置属公司公用工程装置，主要功能系为PVA生产系统提供合格的冷冻水，其工艺装置具有工艺技术复杂、介质易燃、易爆、有毒等特点。为淘汰落后产能，经动力分厂和公司职能部门初步认证拟定以下工艺改造方案。工艺改造方案：1）拆除原有的8台活塞机，保留2台用于系统抽真空与打压用；2）拆除原有活塞机系统11台卧式蒸发器，4台氨液分离器，4台氨储槽，空气分离器，集油器，事故槽等设备及连接管道与阀门；3）拆除原有10台CXV-481所有出液管道与阀门，按BAC蒸发式冷凝器工程手册要求，对所有出液管进行改造；4）拆除原有的6台VC2-688蒸发式冷凝器及连接管道与

2、阀门；5）拆除螺杆机系统中位于2楼的4台氨储槽； 6）拆除冷循冷却塔级原泵房结构改造；7）拆除完毕后把两套螺杆压缩机组安装在原冷循泵房内；两套氨盐水撬块安装在原冷循塔二楼平台与新系统的16台蒸发器标高平齐；在原冷循二楼平台再新增一层平台，将拆除的6台VC2-688蒸发式冷凝器移至次平台上，与新系统的10台CXV-481蒸发式冷凝器标高平齐；将3台新氨储槽安装在原新系统的氨储槽处；经济器安装在新冷冻机房二楼与16台蒸发器在一个平面上。然后用管道将所有的新设备连接起来，所有蒸发式冷凝器均并联，这样组成一个大的制冷系统，所有螺杆机互为备用，蒸发冷互为备用，盐水系统合并为一个系统。根据以上工艺改造方案

3、，并结合不拆除的8台螺杆冷冻系统以及配套用循环水系统的特点和控制要求，初步拟定如下自动化控制系统配套方案。 循环水工艺自动化控制方案：动力分厂循环水系统由1#循、2循、4循三套循环水装置共同组成，其中1#循、2#循为此次自动化控制改造的主体。两套循环水系统均由循水池、冷却风机、循环水泵、循环水供水管线共同组成（详见工艺流图）。其主要监控点由循环水泵、冷却风机的运行状态、电压电流、轴承温度、以及各类储水池液位、各类供水管线流量、压力、温度共同组成。此次配套改造通过新增各类仪表以及DCS系统实现对生产装置的操作、监视、控制和管理。具体点位和需采购设备详见冷冻、循环水控制一览表和循环水工艺流程图。原

4、冷冻螺杆机组制冷系统自动化控制配套改造方案：原冷冻螺杆机组制冷系统由高压螺杆机组、蒸发冷冷却系统、氨贮槽、氨液分离器、蒸发器、集油器、事故槽、紧急泄氨器以及盐水循环系统共同组成。其原控制系统均为现场仪表显示控制。此次改造拟采购自动化控制仪表对现场仪表进行更新，同时新增DCS系统以实现对该制冷系统运行时的机组运行状态、吸气压力（温度）、排气压力（温度）、喷油压力（温度）、电机电流、蒸发温度、冷凝温度通以及氨附设备的液位自动化控制、温度、压力的显示等各类安全、工艺参数点进行实时显示和自动化控制。具体详见冷冻、循环水控制一览表和冷冻工艺流程图。新增螺杆机组制冷系统自动化控制配套改造方案：该制冷系统由

5、高压螺杆机组、蒸发冷冷却系统、辅机撬块系统、经济器系统、以及盐水循环系统等共同组成，其中高压螺杆机组、采用西门子S7-300系列(CPU314)作为控制中心，西门子触摸面板MP277 10寸触摸屏作为机操作界面，实时显示控制机组运行时吸气压力（温度）、排气压力（温度）、喷油压力（温度）、机组能级、电机电流、经济器补气温度、蒸发温度、冷凝温度等各类安全参数。并可通过Modbus实现与上位DCS通信。辅机撬块系统、经济器系统，液位调节控制采用Danfoss的PMFL伺服控制完氨系统液位自动控制。将蒸发冷凝系统以及盐水循环系统组成有机的一体控制，最终实现安全、稳定、高效地输出符合工艺要求的冷冻水的目

6、的虽然该系统已然采用了较为先进的西门子S7-300系列控制系统，但该系统均现场操作型控制系统，为达到即可现场操作，又可远程监控的目的，拟定将螺杆机组西门子控制系统通过Modbus通信实现与新增上位DCS系统联接。厂商应提供机组通信地址表，并在设备安装过程中派人与DCS生产厂商共同完成通信链接。辅机撬块、经济器系统的液位调节控制（ICM），厂商也应考虑选用可实现与新增上位DCS系统联接自动化仪表。并在设备安装过程中派人与DCS生产厂商共同完成系统对接。四、冷冻装置安全监控系统考虑到冷冻系统为公司危险化学品重大危险源，为保证安全生产，拟定在装置区内新增氨用气体泄漏报警装置8套，以实现对机组、氨贮槽

7、、撬块等易产生氨泄漏点的实时显示、报警。同时拟增现场摄像监视系统，生产区域重要场地、储槽区域设置摄像监控，实现在控制室全天侯集中监控。五、自动化控制系统简介：1、冷冻机组PLC现场控制系统：采用西门子S7-300系列PLC（CPU314）作为机组控制核心, 西门子触摸面板MP277 10寸触摸屏作为机组操作界面。实时显示机组运行时的吸气压力、排气压力、喷油压力、精过滤器前压力、经济器补气压力（带经济器机组）、机组能级、电机电流、吸气温度、排气温度、喷油温度、油加热温度、经济器补气温度（带经济器机组）、冷媒温度（冷媒机组）电机前轴温度、电机后轴温度、电机1#3#绕组温度、压缩机1#、2#吸气端轴

8、承温度、压缩机排气端轴承温度、冷凝温度、蒸发温度、机组累计运行时间等。 根据吸气压力或冷媒出口温度（冷媒机组）进行机组自动控制，对设备的非正常运行状态实现自动保护报警或停机,并显示故障名称。压缩机开停、能级增减载、均有手动和自动两种控制方式。参数设置和温度传感器屏蔽功能等通讯：通过CP341通讯模块与上位DCS系统进行通讯，CP341作为Modbus从站以Modbus RTU通讯协议与上位DCS系统通讯，通讯格式及地址表详见“HYPERLINK l _附录3：S7-300系列全自动开启螺杆压缩机控制器Modbus通讯地址附表3：S7-300系列全自动开启螺杆压缩机控制器Modbus通讯地址表2

9、、DCS分散型控制系统制冷生产装置采用的DCS系统选用近几年发展的新技术、新设备和新系统， DCS系统主要控制部件、通讯系统、电源系统具有高可靠冗余功能，具有先进可靠的硬件和软件，具有成熟、有效的高级应用软件包，可满足大规模化工企业生产、控制、优化控制、管理的需要。DCS系统的构成包括过程控制站、操作站、工程师站、通信系统、ODS(操作数据管理系统)设备、辅助操作台及网络结构、工艺工程师管理站、GPS(时钟同步服务器)以及用于PCS(过程控制层)、APC(先进过程控制)、MES(生产运行管理层)和 ERP(企业资源管理层)系统接口的 OPC服务器。装置的过程数据均经过DCS送工厂管理网。3、安全仪表系统通过设置安全仪表系统（简称SIS），完成制冷装置的安全联锁。安全仪表系统（SIS）的设计必须满足根据IEC 61508IEC 61511及DIN V 19250所定义的安全度等级（SIL）。安全仪表系统（SIS）独立于DCS系统和其它子系统单独设置，采用故障安全型设计，确保装置的安全性和可靠性。 SIS过程变量、过程报警、旁路、复位等信号能在DCS操作站上显示。事件记录的分辨率应小于10ms。生产区域重要场地、储罐区域设置摄像监控系统，在控制室全天侯集中监控。皖维动力分厂冷冻改造项目DCS系统I/O测点清单类型控