[发明专利]制氧总碳氢分析控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种制氧总碳氢分析控制系统及控制方法，该控制系统包括：制氧机系统、分析系统和DSC系统，所述制氧机系统包括第一空分、第二空分、第三空分和液氧罐，所述分析系统包括第一分析通道、第二分析通道、第三分析通道和热备分析通道，所述DSC系统包括控制单元。该控制方法包括为：S1、投入燃烧空气；S2、投入燃烧氢气；S3、投入总碳氢样气；S4、投入总碳氢分析仪；S5、分析控制制氧机系统总碳氢含量。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：当任一空分分析仪或其单元部件出现故障或损坏时，或分析仪因校验维护而离线时，能够继续监控对应空分的总碳氢含量，避免空分总碳氢积聚过量而引起爆炸风险。

技术领域

本技术涉及深冷技术制氧领域，尤其涉及一种对制氧机液氧中总碳氢化合物含量进行分析控制的系统及方法。

背景技术

采用深冷技术的制氧机，以空气为原料，经过压缩、预冷、纯化处理后，在空分装置中进行深度冷却、精馏，将空气中各组分分离出来，从而生产出相应的氧、氮、氩等气(液)体产品。在空分的液氧中，含有乙炔、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯等多种碳氢化合物(简称“总碳氢”或“总烃”)，这些物质均为可燃物质，当总碳氢含量达到饱和时，会呈颗粒转而析出，在液氧中摩擦，将发生爆炸。为了生产安全，在空分生产过程中，要求对液氧中的总碳氢含量进行监测。因此，采用总碳氢分析仪(又称“总烃分析仪”，以下简称“分析仪”)进行在线分析、监测。

请参见图1。现有技术中，分析方法及设备配置与常规气体分析基本相似，首先用仪表导管从空分中引流部分液氧作为样气，连接并输送至分析仪，分析仪将检测结果转换为电信号，远传至DCS系统，供生产人员监视。特别之处在于，总碳氢分析仪的检测室内还须通入氢气和空气二种工作气源，混合、燃烧以加热至一定温度方能正常工作。

该技术方法中，空分、样气、分析仪、燃烧氢气、燃烧空气均为单一对应配备。其存在的主要缺陷是：

(1)由于分析仪内部高温加热，零部件易劣化，易发故障；但是一台空分仅配备一台分析仪，当出现故障或损坏时，空分总碳氢监测被迫中断、失控。

(2)燃烧氢气由外购的钢瓶氢气供应，由于单一配备且当瓶气耗尽而断供时，分析仪将会熄火、停止工作，同样造成总碳氢监测被迫中断。

(3)燃烧空气来自制氧机自身制造的原料空气，通过管道从空分现场远程接引而来，当空分停机时，空气将会断供，而此时空分内液氧尚未排尽，仍需监控总碳氢，但分析仪却因空气断供而已经熄火、停止工作。

(4)分析仪需要定期校验和常规维护，在校验维护时，分析仪将离线或下机，从而被迫脱离对空分总碳氢的监测。

(5)前述任一情况出现后，处理恢复需要一定时间；而在此期间，均存在因失去监测而控制不力，导致空分总碳氢异常升高，由此带来爆炸的风险。

(6)总碳氢分析仪为A类(关键)设备，要求故障后快速恢复，故一般采取库存事故件的方式，由于制氧机较多，备件成本较高。

(7)总碳氢分析方法与常规气体分析基本相似，为一开环系统，仅作监视；当设备故障或异常时，无法远程干预，相应延长了故障时间，增加了故障风险。