技術領域

本實用新型涉及一種制氮系統，尤其是涉及一種具有集成化自動控制功能的常溫空分變壓吸附制氮系統，屬于工業氣體領域。

背景技術

變壓吸附基本原理是利用吸附劑對吸附質在不同壓力下有不同的吸附容量，并且在一定壓力下對被分離的氣體混合物各組分又有選擇吸附的特性。在吸附劑選擇吸附的條件下，加壓吸附除去原料氣中的雜質組分，減壓脫出這些雜質而使吸附劑獲得再生。因此，一般采用兩個吸附塔，循環交替的變換所組合的各吸附塔壓力，就可以達到連續分離氣體混合物的目的。因為吸附與解吸過程是通過壓力變化實現的，故該工藝稱作變壓吸附。

?為了達到氧、氮分離的目的，用于氣體分離工藝的空氣須經壓縮和凈化。所以一般的變壓吸附制氮設備都要配套獨立的空氣壓縮機和冷凍干燥機，而變壓吸附的一般氮氣產品壓力在1MPa(表壓，下同)以下，所以當最終用氣端需要更高的氮氣壓力時，就需配套獨立的氮氣增壓機；而獨立配套的空氣壓縮機，冷凍干燥機和氮氣增壓機都有各自獨立的控制系統，可以分別啟停，這樣就增加了整套制氮設備的操作步驟和流程；同時各自獨立的控制系統擁有各自的報警系統，一旦設備出現故障只有到現場逐個檢查和處理，不易集中監測和處理。

現有的常溫空分變壓吸附制氮裝置及其生產過程如圖1示，它存在的缺陷如下：

1.?設備的啟動流程如下：a.啟動冷凍干燥機，待冷凍干燥機的露點溫度下降到要求的值以下時，具備啟動空氣壓縮機的條件，而露點溫度的下降時間取決于環境溫度，如果環境溫度過高，露點下降的時間往往超過半個小時；b.啟動空氣壓縮機，待空氣管路和儲罐的壓力達到設定值以上，具備啟動制氮機的條件；c.啟動制氮機，待氮氣的性能參數，包括氮氣流量、壓力和氮氣純度達標以后，具備啟動氮氣增壓機的條件，而氮氣性能達標，一般根據產品氮氣的純度不同，時間在幾個鐘到半個小時不等；e.啟動氮氣增壓機，使最終氮氣壓力達到用戶需求的條件。參見附圖2、圖3的手動啟動或停機過程的邏輯關系圖。

綜上所述，1.設備整體啟動到運行時間大概需要幾十分鐘到1個小時左右。而以往的設備都是必須依靠四個單元設備的單體操作，逐一人為啟動或停止，需要操作人員一直堅守在現場，不僅耗時較長，同時也存在誤操作的可能性；

2.?設備中任一單元出現故障報警，都只能到現場才能發現并查看解決，且不能自動切換到其他備用機，而必須人為地啟動運行備用機。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種具有集成化自動控制功能的常溫空分變壓吸附制氮系統，該制氮系統能克服現有控制系統中存在的缺陷，尤其在沒有足夠的操作人員的情況下，簡化了設備的操作啟停流程，并能實時監控設備的運行報警狀態，且在設備出現故障時能自動切換到備機使用，實現了遠程自動監控的目的。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：具有集成化自動控制功能的常溫空分變壓吸附制氮系統，包括制氮設備，所述制氮設備連接有控制箱。

所述控制箱內設置有總PLC控制器，所述總PLC控制器與制氮設備連接。

所述制氮設備包括依次連接的空氣壓縮機、冷凍干燥機、制氮機和氮氣增壓機，所述空氣壓縮機、冷凍干燥機、制氮機、氮氣增壓機均分別連接有分PLC控制器；所述分PLC控制器均與總PLC控制器連接。

所述總PLC控制器連接有一鍵啟停開關，所述一鍵啟停開關設置在控制箱內。

綜上所述，本實用新型的有益效果是：

1.利用并激活了空壓機、冷凍干燥機、制氮機和氮氣增壓機自帶的遠程控制功能，無需對以上各個單元進行控制系統的改造；

2.減少了設備的操作環節，實現遠程“一鍵啟停”，節約了時間和人力；

3.穩固可靠的PLC控制模塊可以確保控制系統的穩定性和準確性，提供準確的設備運行信息，并進行及時準確的報警信息，確保設備可以無人值守，提高設備發現故障和處理故障的效率；

4.本實用新型通過PLC控制系統和DCS集散控制系統的連鎖，將所有控制信號上傳至更高一級的DCS集散控制系統，尤其在某些大型工廠或者油氣田野外作業等特定的應用場合，克服了現有技術中存在的缺陷，有效地實現了設備的遠程自動控制，具有很高的實用價值。

附圖說明

圖1是現有技術的系統圖；

圖2為現有技術的啟動控制系統邏輯圖；

圖3為現有技術的停機控制系統邏輯圖；

圖4為本實用新型的系統圖；

圖5為本實用新型的開啟控制系統邏輯圖；