氨分解制氢控制系统

氨分解制氢控制系统方案

一、概述

液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。氨在20℃水中的溶解度为34%。 液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。下面介绍液氨的理化特性、毒性和燃烧爆炸3个方面的基础知识。

A、氨的理化性质 分子式：NH3 气氨相对密度（空气=1）：0.59 分子量：17.04 液氨相对密度（水=1）：0.7067（25℃） CAS编号：76-41-7 自燃点：651.11℃ 熔点（℃）：-77.7 爆炸极限：16%～25% 沸点（℃）：-33.4 1%水溶液PH值：11.7 蒸气压：882kPa（20℃） B、毒性

（一） 毒性及中毒机理 液氨人类经口TDLo：0.15 ml/kg 液氨人类吸入LCLo：5000 ppm/5m 氨进入人体后会阻碍三羧酸循环，降低细胞色素氧化酶的作用。致使脑氨增加，可产生神经毒作用。高浓度氨可引起组织溶解坏死作用。

（二）接触途径及中毒症状 1．吸入 吸入是接触的主要途径。氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。但由于嗅觉疲劳，长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。 （1）轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。 （2）急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、

资料

.

阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而轻重不同。 （3）严重吸入中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管阻塞，引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。 2．皮肤和眼睛接触 低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。 皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。 高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。

C、燃烧爆炸1．燃烧爆炸特性 常温下氨是一种可燃气体，但较难点燃。爆炸极限为16%～25%，最易引燃浓度为17%。产生最大爆炸压力时的浓度为22.5%。

在小化工行业中，我国现行的生产运行管理仍处于手工操作阶段，运行数据不全，难以实现量化管理。直接影响产品的质和量。 小化工的自动化系统在提小化工行业的管理水平，保证产品的质量、安全生产、经济节能等方面都具有十分重要的作用。小化工行业的自动化势在必行。因此，建立网络自动监控系统，来实现各“段”现场参数的采集、控制与各“段”之间的通讯联系。达到小化工行业

资料

.

的自动化。

根据上述液氨的特性以及叶氏玻璃的实际情况，我公司特为叶氏玻璃有限公司制定了氨分解制氢控制系统。 工艺流程：

液氨储罐 液氨中间储罐 汽化器 减压阀 脱硫器 分解炉 净化炉 成品

通过自动化控制系统使整个装置实现安全、可靠、高效的生产运转。 二、控制系统的说明

控制系统的体系结构分为三层：上位机，控制器与现场各种传感器及执行机构组成，负责控制系统实时数据采集，并接受上位机的操作命令。通过专用的软件系统完成对所有设备的进行集中监视控制，并收集各设备的数据建立数据库，完成综合信息的管理。 系统结构总图：

资料

.

1、控制要求的详细说明 （1）储罐区的监控

通过现场温度、压力、液位及气体传感器对各数据的采集，并设置上下限报警，通过预警提示告知操作人员，同时采用2台执行机构实现对2台液氨储罐的液氨输出，达到远程对危险物品的操作控制。实现了实时对液氨储罐的监控的目的，使液氨储罐以及操作人员在安全状态下生产。 （2）中间储罐的监控

通过调节阀实现对2台中间液氨储罐的液氨量的控制，实

现中间液氨储罐的液氨的生产需求。通过现场温度、压力、液位及气体传感器对各数据的采集，设置上下限报警预警提示告知操作人员，将汽化器温度控制在生产需要范围内。 （3）减压阀的监视

通过对减压阀前后压力的检测，并设置高限、低限报警。

使减压阀达到预期的减压效果。实现安全脱硫的目的。 （4）分解炉的监控

通过对每台分解炉前后压力的监控，使分解炉在工艺流程

要求的压力下安全生产。设置上下限报警预警提示告知操作人员。

通过对每台分解炉2个温度的监控，设置上下限报警，将分

解炉的温度控制在生产工艺流程需要范围内，提高产品的合格率。

资料

.

通过对每台分解炉出口流量的监控，以确保净化器净化过程中所需的量。

（5）净化器的监控

通过对每台净化器前后压力的监控，使净化器在工艺流程

要求的压力下安全生产。设置上下限报警预警提示告知操作人员。

通过对每台净化器温度的监控，设置上下限报警，将净化器

的温度控制在生产工艺流程需要范围内。

通过对每台净化器出口流量的监控，达到成品计量的目的。

2、控制方式说明

在整个氨分解制氢的流程中，多数是以温度为被控量来控制。

众所周知，由于温度的滞后使得很多以温度为被控量的控制不能达到预期的效果。

我公司针对这一问题，经过多年的实践摸索，总结了一套智

能人工模拟控制方式，取得了良好的控制效果。 三、硬件

现场仪表：温度、压力、液位、流量、气体传感器以及执行机构均采用防爆产品。现场仪表的电器接口均采用防爆扰性软管。信号控制线缆均采用屏蔽铜芯电缆。并采用镀锌管明敷。

现场仪表与计算机系统均采用防爆安全栅，将危险区与安全区完全隔离开。

资料

.

四、软件

a．计算机软件采用工业组态软件，能够实现实时趋势、历史趋势显示，动态图形显示，数据处理和管理等； b．采用动态模拟显示各终端数据；

c．终端能够对现场各过程参量和安全环境参数进行实时采集； d．整个系统可靠性高、实时性强、易维护、易扩充；

e．采用不同的配置方案，能使不同的用户满足特殊的要求； f. 具有基于优先级别的任务高度功能，事故、越限优先报警； g．可生成报表并能打印； 画面一：

完成功能：a、动态模拟工艺流程。

资料

.

b、实时数据显示。 c、实现手自动无扰动切换。

d、手动时可通过鼠标操作实现设备的启停和调节功

能。

e、自动过程是将手自动开关拨到自动挡，首先系统

检测是否具备自动条件，然后按工艺流程要求自动运行。

f、设备状态显示。

g、对其重要参数声光报警。 画面二：

画面三：

资料

.

完成功能：a、根据要求可设定保持时间（数据可保存20-30年）。 b、根据要求可设定数据记录时间间隔。 c、可随意查询1小时前的历史数据。 d、可打印历史数据。 三、材料清单

系统材料清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 货品名称 主控单元 通讯线缆 模拟量输入模块 模拟量输出模块 通讯模块 编程软件 组态软件 编程费 组态费 柜体安装配置费 规格型号 JTC6000 8AI 4AO JTC-GB 数量 1 1 6 1 1 1 1 1 1 2 单位 台 根 台 台 台 套 套 套 套 面 备注

资料

.

11 12 13 14 15 16 17 18 系统集成调试费 计算机 显示器 打印机 主机柜 操作台 24VDC电源模块 辅材 22\" 惠普 220VAC 20A 1 1 1 1 1 1 3 1 套 套 台 台 面 面 台 批 工业计算机 20A

资料

.

仪表及现场材料清单

序号 1 2 3 安装区域 液氨储罐区域 液氨储罐区域 液氨储罐区域 名称 防爆一体化热电阻 防爆压力变送器 防爆磁翻板液位计 防爆电动调节阀 防爆电动调节阀 防爆一体化热电阻 防爆压力变送器 防爆磁翻板液位计 防爆压力变送器 防爆一体化热电偶 型号 功能要求 现场显示，插深200mm，Pt100 现场显示，输出：4~20mA 输出：4~20mA 量程 -40~80℃ 0~2.5MPa 2300mm 管口径mm M20x1.5 数量 2 2 2 单位 支 台 台 单价（元） 合计（元） 备注 附排污阀 供货包括全套的附件 电源：24V DC，开关型 ON/OFF DN50 2 台 （配对法兰、螺栓、螺母及垫片）。 供货包括全套的附件 输入：4~20mA。输出：4~20mA 0~100% DN50 M20x1.5 M27X1.5 1 台 （配对法兰、螺栓、螺母及垫片）。 现场显示，插深200mm，Pt100 带表头显示，输出：4~20mA 输出：4~20mA 现场显示，输出：4~20mA 现场显示，L=750*500，K -40~80℃ 0~2.5MPa 700mm 0~1.6MPa 0~1000℃ 2 2 2 2 6 支 台 台 台 台 参与控制 参与控制 附排污阀 4 液氨储罐区域 5 液氨储罐-液氨中间罐 氨中间罐 氨中间罐 氨中间罐 脱硫罐 分解炉 6 7 8 9 10 资料

.

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 分解炉 分解炉 汽化器 汽化器 汽化器 防爆压力变送器 防爆玻璃转子流量计 防爆一体化热电阻 防爆压力变送器 防爆玻璃转子流量计 防爆气体泄漏报警器 智能数字显示控制仪 安全栅 桥架 桥架 屏蔽电缆 屏蔽电缆 槽钢 角铁 镀锌管 锁母 100*50 200*100 2*1 6*1 12# L40*40mm DN20 DN20 现场显示，输出：4~20mA 输出：4~20mA 现场显示，插深200mm，Pt100 带表头显示，输出：4~20mA 输出：4~20mA 配套DN20镀锌管套丝 0~0.4MPa 0~50Nm³/h 0~0.25MPa 0~50Nm³/h DN40 DN80 6 3 4 6 2 6 9 45 180 50 2800 1000 12 100 120 160 台 台 支 台 台 台 台 台 米 米 米 米 米 米 米 个 参与控制 资料

.

27 28 29 防暴金属软管 防爆穿线盒 辅材 G3/4\" 一头为DN20内丝，一头与仪表配套 直角弯 55 100 1 根 只 批

介质：氨 （考虑防腐）

资料

.

四、材料报价

五、工程造价

工程造价=系统材料+仪表及现场材料+现场安装调试费 六、工程业绩

工程业绩一览表

近两年工程业绩：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 项目名称 江苏新舟化工生产线监控系统 江苏福马再生资源有限公司20个储罐监控系统 江苏华尔威科技集团公司仪表标定系统 污水处理自动化控制系统 江苏克胜有限责任公司裂解自动化监控系统 南京凯燕化工有限公司生产线监控控制系统 湖南万福生科控制系统 天思味蘑菇加工厂配电及控制系统 环鹏热力公司气候补偿自动化控制系统 222团发电厂热电联产控制系统 中节能燃气锅炉及公共部分控制系统 36团发电厂热电联产流化床锅炉控制系统 博乐酒精厂自动化控制系统 完成时间 2014.10 2014.8 2014.7 2014.4 2013.11 2013.9 2013.7 2013.5 2013.3 2012.11 2012.9 2012.8 2012.6 工程地点 洪泽县盐化工业园区 淮安楚州区 江苏金湖县 江苏泗阳县 江苏建湖县 南京六合区 湖南常德市陬市镇 农12师头屯河区 乌鲁木齐 222团 乌鲁木齐 36团 博乐市

资料

.

资料