[发明专利]制氧总碳氢分析控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种制氧总碳氢分析控制系统，其特征在于，包括：制氧机系统、分析系统和DCS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DCS系统包括控制单元，所述第一空分与第一分析通道电连接，所述第二空分与第二分析通道电连接，所述第三空分与第三分析通道电连接，所述液氧罐与热备分析通道电连接，所述第一分析通道、第二分析通道、第三分析通道和热备分析通道分别与控制单元电连接，所述控制单元还与第一空分、第二空分和第三空分分别电连接；所述第一分析通道包括样气管、零气管、满气管、旁通换向阀、主换向阀和分析仪，所述样气管与分析仪之间设有样气旁通管和样气直通电磁阀，所述零气管与分析仪之间设有零气旁通管和零气直通电磁阀，所述满气管和分析仪之间设有满气旁通管和满气直通电磁阀，所述样气旁通管、零气旁通管和满气旁通管的输出端汇聚于一个旁通换向阀中，所述样气直通电磁阀、满气直通电磁阀和零气直通电磁阀的输出端汇聚于一个主换向阀中，所述主换向阀和旁通换向阀相连通；对第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道和热备分析通道，由控制单元分别控制四个样气电磁阀导通，控制四个零气电磁阀和满气电磁阀关闭；控制单元还控制第四三通电磁阀的输入端与输出端导通，与排放端关闭；控制单元还控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀的输入端与排放端导通，与输出端关闭；将四个对应的主换向阀切换导通主输入端和输出端；再分别调整四台分析仪对应的四个旁通流量计以及四个进表流量计至所需流量；当样气流量低时，低流量报警仪将信号传输至DCS系统，再经控制单元传输至报警单元，告知工作人员调整样气流量，直至流量满足分析要求，报警消除；当第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道和热备分析通道的任一通道中的任一直通电磁阀或任一三通电磁阀发生故障时，均通过对应旁通管并手动控制切换对应的旁通换向阀和主换向阀，导通样气或零气或满气进入分析仪，对总碳氢含量继续分析或对分析仪进行校验。

2.如权利要求1所述的制氧总碳氢分析控制系统，其特征在于，所述DCS系统还包括报警单元和显示单元，所述报警单元和显示单元分别与控制单元电连接。

3.如权利要求1所述的制氧总碳氢分析控制系统，其特征在于，所述分析仪还设有进气管和排气管，所述进气管上还分接有旁通管和旁通流量计，所述排气管上还连接有进表流量计和低流量报警仪。

4.如权利要求1所述的制氧总碳氢分析控制系统，其特征在于，所述第二分析通道和第三分析通道的结构与第一分析通道的结构均相同。

5.一种总碳氢分析控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

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，其中：

步骤S1具体包括如下操作：

S11、对第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道，分别打开一级切断阀，调节一级减压阀至较高压力；分别打开二级切断阀，调节二级减压阀至合适压力，使三台二氧化碳分析仪均投入正常工作；

S12、对第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道，由控制单元分别控制空气直通电磁阀导通；将各运行中空分的空气导通至空气总管，再分别调节二级减压阀至合适压力，为四台总碳氢分析仪提供燃烧空气；

S13、当有一台或一台以上空分停役并中断相应空气供应时，则由控制单元51控制对应的空气直通电磁阀关闭，以免空气总管从停役空分处泄压而影响总碳氢分析仪工作；当出现三台空分均停役的特殊情况时，则三个空气直通电磁阀均关闭；同时打开各辅空气钢瓶以连续供气，从而保证各分析仪不因燃烧空气中断而熄火、停止工作；同时关闭二级切断阀，以免辅空气钢瓶向空气总管泄压而影响总碳氢分析仪工作，

步骤S2具体包括如下操作：

S21、对第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道和热备分析通道，分别打开四个主氢气钢瓶，切换导通四个对应氢气换向阀的主输入端和输出端，为四台总碳氢分析仪提供燃烧氢气；

S22、当主氢气钢瓶的氢气即将耗尽时，打开次氢气钢瓶，切换导通氢气换向阀的次输入端和输出端以连续供气，从而保证分析仪不因燃烧氢气中断而熄火、停止工作；并于后续更换氢气钢瓶以再备用；

S23、同理，当次氢气钢瓶的氢气即将耗尽时，切换使用已更换的主氢气钢瓶，

步骤S3具体包括如下操作：

S31、对第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道和热备分析通道，由控制单元分别控制四个样气电磁阀导通，控制四个零气电磁阀和满气电磁阀关闭；控制单元还控制第四三通电磁阀的输入端与输出端导通，与排放端关闭；控制单元还控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀、第三三通电磁阀的输入端与排放端导通，与输出端关闭；将四个对应的主换向阀切换导通主输入端和输出端；再分别调整四台分析仪对应的四个旁通流量计以及四个进表流量计至所需流量；

S32、当样气流量低时，低流量报警仪将信号传输至DCS系统，再经控制单元传输至报警单元，告知工作人员调整样气流量，直至流量满足分析要求，报警消除；

S33、当第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道和热备分析通道的任一通道中的任一直通电磁阀或任一三通电磁阀发生故障时，均通过对应旁通管并手动控制切换对应的旁通换向阀和主换向阀，导通样气或零气或满气进入分析仪，对总碳氢含量继续分析或对分析仪进行校验，

步骤S4具体包括如下操作：

S41、对第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道和热备分析通道的四台分析仪点火，并投入正常工作；

S42、当第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道中任一分析仪或任一直通电磁阀或任一三通电磁阀发生故障而无法正常分析时，由控制单元控制热备分析通道中的对应三通电磁阀进行切换，即热备样气通过三通电磁阀排放端排放，而该故障分析通道样气则输入热备分析通道，经对应三通电磁阀输出端，再经样气直通电磁阀、主换向阀输入热备分析通道的分析仪，接替该故障分析通道对对应空分进行总碳氢含量分析；

S43、当第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道中任一分析仪需要校验维护而离线时，同样由控制单元控制热备分析通道中的对应三通电磁阀进行切换，由热备分析通道接替分析；被接替分析通道则由控制单元控制关闭样气直通电磁阀后，导通零气直通电磁阀进行零点校验，或导通满气直通电磁阀进行满量程校验；

S44、当热备分析通道发生故障或需要校验维护时，不需切换三通电磁阀，而可直接后续处理，处理恢复后继续使用；

步骤S5具体包括如下操作：

S51、第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道分别对应分析第一空分、第二空分、第三空分的总碳氢含量，并经DCS系统将信号传输至控制单元；控制单元将分析结果传输至显示单元显示，供工作人员监视；通过报警单元，在总碳氢含量变化至异常值时发出报警并提醒工作人员；工作人员据此，经由控制单元对各空分采取相应工况调整措施；

S52、热备分析通道作为公用的热备用分析通道，其在第一分析通道、第二分析通道，第三分析通道均正常工作时，分析液氧罐总碳氢含量，同样经DCS系统将信号传输至控制单元；控制单元将分析结果传输至显示单元显示，供工作人员监视；通过报警单元，在总碳氢含量变化至异常值时发出报警并提醒工作人员；工作人员据此判断热备分析通道是否处于正常热备用工作状态，但不需对各空分做出调整措施。