第一部分 PSA 工 艺 原 理
1. 简述PSA变压吸附的工作原理？
答：提纯氢气的原料气中主要组份是H2，其它杂质组份是CO、CO2和H2O等，本装置采用变压吸附技术(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)从原料气中分离除去杂质组份获得提纯的氢气产品。
变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高压下吸附量增加（吸附组份）、低压下吸附量减小（解析组份）的特性。将原料气在一定压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组份被选择性吸附，低沸点组份的氢不易吸附而通过吸附剂床层（作为产品输出），达到氢和杂质组份的分离。然后在减压下解析被吸附的杂质组份使吸附剂获得再生，以利于下一次再次进行吸附分离杂质。这种压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解析杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。
多床变压吸附的作用在于：保证在任何时刻都有相同数量的吸附床处于吸附状态，使产品能连续稳定地输出；保证适当的均压次数，使产品有较高的提取率。
在变压吸附过程中，吸附床内吸附剂解析是依靠降低杂质分压实现的，本装置采用的方法是：常压解析。降低吸附床压力（顺放泄压）；冲洗解析；逆放解析。
下面介绍变压吸附整个工作过
产品氢气出程：
1. 吸附：首先，在最高工作压力下，原料气自下而上，吸附掉各种杂
丝网质，未被吸附的氢气从床顶部作为产DCAN-193品输出。随着时间的延续，吸附床下分子筛H2 CAN-421活性氧化铝3. 顺放：氢气继续输出，再次切对水等分子极性较强的物质具有很强的入压力更低且处于冲洗过程的吸附亲和能力A床。吸附前沿自C自继续上升，在刚丝网好到达出口D端，而还未穿透时刻，此过程结束。 原料气1.吸附（2.5MPa)4. 逆向放压：顺向放压终止时， 1.0m3.8m2.25m1 床内吸附剂已全部吸附了杂质，关闭出口，打开入口泄压，于是床体大部分被吸附的杂质由于压力下降而释放，并携带床体空间内的残余氢气作为解析气排出。在此步骤中，过程的压力降到最低。 5. 冲洗：利用他床顺向放压的氢气在过程最低压力下自上而下对本床进行冲洗以进一步降低杂质分压，继续排出残留于床内的杂质。此过程中吸附前沿降由顶点D迅速下降。 6. 均压升：冲洗完成后，吸附剂完全获得再生，吸附前沿回到起始位置A，然后进行再次吸附前的升压准备，在此利用他床均压降的氢气对本床进行初充压。 7. 终充：此过程利用部分产品氢气对本床进行最终充压，使吸附床内压力达到最高工作压力后，进入下一循环周期。 均压氢气出冲洗氢气出DC均压降BD顺放CBDCBAA解析气A2.均压降（2.5-0.54MPa)3.顺放（0.54-0.2MPa)4.逆放（0.2-0.05MPa) 产品氢气入冲洗氢气入均升氢气入DCBDCBDCBA解析气5.冲洗（0.05MPa)AA6.均压升（0.05-2.0MPa)7.终充（2.0-2.5MPa) 2. 什么是杂质超载？有哪些危害？ 答：在一定的工艺条件下，每个循环中被吸附剂吸附的杂质质量超出最大设计允许吸附量时称为杂质超载。杂质超载的发生不仅使产品纯度下降，而且还损害吸附剂。 3. 什么是PSA氢回收率？ 答：PSA氢回收率是指从变压吸附装置获得的产品中被回收氢组分绝对量占进入变压吸附 2 装置的原料气中氢组分绝对量的百分比。 4. 请说明吸附器上A、E1D—E4D、PP1—2、P1—2、D1—2、E1R—E4R、FR、IS所表 示的中文含义？ 答：A表示吸附、E1D—E4D表示一至四均降、PP1—2表示顺放1和2、P1—2表示冲洗1和2 、D1—2表示逆放1和2、E1R—E4R表示一至四均升、FR表示终充、IS表示隔离。 5. 本装置变压吸附过程中每台吸附器在不同时间依次经历哪些过程？ 答：每台吸附器在不同时间依次经历： 吸附（A） 第1压力均衡降（E1D）、第2均衡降（E2D） 第3压力均衡降（E3D）、第4压力均衡降（E4D） 顺向降压1（PP1、提供P1）、顺向降压2（PP2、提供P2） 逆向放压2（D2）、逆向放压1（D1） 冲洗2（P2）、冲洗1（P1） 第4级压力均衡升（E4R）、第3级压力均衡升（E3R） 第2级压力均衡升（E2R）、第1级压力均衡升（E1R）。 最终升压（FR） 6. 写出本套PSA装置的阀门位号定性说明？ 答：01—原料气进口阀，02—产品出口阀，03—逆向放压阀，04—顺放阀，05—1均升、1均降、最终升压阀，06—冲洗阀，07—二、三均升降阀，08—四均升降阀。 7. 进料组成变化对PSA有何影响？ 答：进料中氢气含量增加时，产氢量和氢收率提高，当氢含量低于设计值时，进料中杂质增加，产氢量和氢收率降低。如进料中杂质浓度增加而未能及时缩短吸附时间（或者降低进料流量），则会造成杂质超载，使产品纯度下降，影响PSA的操作性能。 8. PSA进料中为什么要充分脱水？ 答：由吸附剂对水的吸附特点可知，吸附剂极易吸水，而且脱附困难，同时吸附剂吸水之后，使其它分子的吸附能力下降。所以必须对进料气进行严格脱水，以防止损害吸附剂。 9. 解析气缓冲罐有什么作用？ 答：PSA运行过程中产生的废气，其压力、流量和组成都发生周期性的变化，而作为加热炉的燃料气应当具有稳定的压力、流量和热值，故PSA装置设置了解析气缓冲罐，其作用就是为加热炉提供流量、压力和组成接近均匀一致的燃料气。 10. 吸附床压力的快速变化对吸附剂造成什么危害？ 答：吸附床压力的快速变化将引起吸附剂床层的松动或压碎，使经过吸附器的压降增加。由于吸附剂的压碎而产生的粉尘将通过吸附床中的拦截筛网漏出，并且还有可能损坏工艺阀门阀座，堵塞仪表管线，使装置的操作性能变坏，甚至会导致停车。 11. 吸附器充分吸附杂质后，各杂质在吸附剂上如何布？ 答：当吸附器充分地吸附了杂质以后，杂质界面最前沿为CO，其次是CH4，再次是CO2， 3 最底层是微量的水。 12. 本装置在各运行方式下最大负荷是多少？ 答：10-3-4及9-3-3正常运行时负荷最大为100%，即63290Nm3/h。 5-1-3运行时的最大负荷为50%，即31645Nm3/h。 13. 本装置工艺上有哪些控制指标？ 答：PT200a 压力≥2.6MPa PT209 压力≥2.4MPa SP201A：H2≥92vol% CO≤0.5vol% CO2≤3.2vol% 水份≤20vppm 苯≤0.2vol% 硫≤10vtppm 甲烷≤4vol% SP204： H2≥99.9vol% CO+CO2≤10ppm 14. 简述本装置PSA工艺流程？ 答：来自界外原料气（SECCO供给的乙烯尾气30000Nm3/h、本公司的乙烯尾气30000Nm3/h和330万吨/年柴油加氢脱硫后低分气3290Nm3/h）经压力调节和通过气体混合器后，在2.4～2.6MPa、40℃下经过原料气流量计计量后进入由10个吸附器（A201/1～10）及一系列程控阀组成的变压吸附系统。在此，除氢气以外的组分均被吸附，产品氢气从处于吸附步骤的吸附器顶部出来，纯度大于99.95%，压力为2.35～2.55MPa，经产品流量计计量后送往后续装置。在吸附器的再生阶段。首先将已吸附饱和的吸附器内气体从入口端排出器外（逆向放压），其压力较高的部分（0.06～0.12MPa）输往解析气缓冲罐，压力较低的部分（低于0.06MPa）输往解析气混合罐。接着，该吸附器接受另一个正处于顺向通过吸附剂层进行冲洗，并将解析出来的杂质组分带出器外，输往解析气混合罐。最终，解析气由解析气混合罐输出界外。当解析气混合罐压力降低时，由解析气缓冲罐内的气体通过调节阀予以补充，使得解析气能稳定连续的输出界外。 15. 本装置有哪些安全设施？ 答：本装置设于户外，系统多处有安全阀，分别在原料气进口一只（PSV201）；吸附塔顶10只（PSV202/01-10）；解析气缓冲罐V-201出口一只（PSV203以及解析气混合罐V-202进口一只（PSV204）,排放气至火炬气总管。在现场还设有8只可燃气体报警仪联入DCS控制系统进行实势监控，并配有一只现场火灾报警按钮，发生火灾时可第一时间进行报警。自控仪表系统在设计上已考虑到一旦遇到突然停电，装置会自动处于安全状态。装置设计中工艺管道、阀门和管件的选用都已考虑了含氢介质输送的特殊要求，且符合有关规定。非标设备严格执行“压力容器安全监察规程”进行验收。 16. 简述氢气的特性及其安全生产规范？ 答：众所周知, 氢气是一种易燃易爆的气体, 在大气压力和室温下系无色、无味、无毒的气体。它的沸点很低(20.4K), 同时也无腐蚀性。但在高温下(＞260℃), 它将腐蚀某些金属, 如炭钢, 它与金属中的碳起作用产生“氢脆”现象。氢是所有元素中最轻的一种, 分子量为2。相对空气的比重为0.07(空气比重为1), 密度为0.09kg/m3最小, 它还具有高度的渗透性, 氢气在空气中爆炸范围是4.0～75.6%, 氢气不能供给呼吸, 故在高浓度下能使人窒息, 氢气的自燃点为560℃。 4 设备、管道和阀门等连接点泄漏检查, 可采用肥皂水或携带式可燃性气体防爆检测仪, 禁止使用明火。 氢气系统动火检修，必须保证系统内部和动火区域氢气的最高含量不超过0.4%。 防止明火和其它激发能源，禁止使用电钻、风镐等一切产生火星工具，不得携带火种进入禁火区域，选用铜质和铍铜合金工具，穿棉质工作服和防静电鞋。 严禁在本装置输界区内吸烟和动火，凡有爆炸及燃烧气体的容器及管道检修，需动火前应报请装置安保科及单元领导同意，先用氮气置换、吹净，经现场分析合格，并采取安全措施，领取动火证后方可动火。 氢气系统运行时，不准敲击，不准带压检修和紧固，不得超压，严禁负压。 第二部分 DCS基本知识 17. DCS系统工具条中重要功能键如何使用？ 答：“自动/手动”键，自动：所有程控阀的开和关都是按程序和输入的各步时间自动进行。在装置正常运行时严禁使用该键，只有在装置需要紧急停工时，才可以将“自动”切为“手动”，此时所有程控阀关闭，装置停工。 “暂停/运行”键，暂停：使程序保持在该步骤，现场程控阀不管是开启还是关闭也保持该状态，直至退出暂停，程序才恢复继续执行；运行：系统按正常程序运行。装置在正常运行时及紧急停工状态下，严禁使用该键。 “自检/输出”键，自检：计算机程序继续执行，但现场程控阀全部关闭。装置正常运行时为输出状态。装置在正常运行及紧急停工状态下，严禁使用该键。紧急停工状态下，若错按了该键，由“输出”切为“自检”，过后，程序步位与吸附塔的压力不能一一对应，此时不能立即按“手动”切为“自动”，防止程序与吸附塔压力不能一一对应而恢复运行发生损害设备和吸附剂严重后果。此时应使用“步进”键，调整好步位后，才可按“手动”切为“自动”，恢复正常运行。 “流量手动输入/流量自动输入”键，在装置正常运行时，显示为“流量自动输入”， 吸附时间随进料流量（FI201）的变化而自动进行调节。使用技巧，在杂质CO含量超标时，切换为“流量手动输入”，在“流量手动输入”框中键入一个大于实际流量的值，吸附时间将在下一个分周期内自动缩短，产品氢中杂质CO含量下降周期也会随之缩短。为了确保装置正常运行，DCS强制最小流量不得＜13000Nm3/h。 “阀门检测设置画面”键，显示对应程控阀门的阀检功能是否投入使用。当阀门位号旁小方框内正常显示为“√”表示对应阀门的阀检功能投入使用。为了保证装置的安全阀检功能不能随意摘除，只有在该程控阀检修的过程中才可摘除。程控阀投入正常使用前，应将阀检功能挂上。 “阀检状态显示”键，在流程图上显示阀检检测信号，绿点表示正常，红点表示报警。 “非自适应调节/自适应调节”键，当显示“自适应调节”时，10床的T5和T8时间、9床的T8时间、5床的T8时间是系统自动计算的，操作员可通过参数进行调节吸附时间。装置在正常运行时，显示为“自适应调节”，只有在负荷低于13000Nm3/h时，为延长吸附时间，提高收率，可改为“非自适应调节”。 “流量累积清零”键，此键设置操作权限。 “复位”键，此健设置操作权限，在装置正常运行时，严禁使用该键，否则会严重损坏设备和吸附剂。此键在正常开工前或停工后，作为调整时序用。 5 “步进”键，此键设置操作权限，在装置正常运行时，严禁使用该键，否则会严重损坏设备和吸附剂。此键在开工过程中作为调整时序用。 18. 当DCS发生运行速度变慢或死机时，应如何处理？ 答：当DCS发生运行速度变慢或死机时，应及时联系仪表重新启动电脑，这时里面的工程师操作台和现场装置运行不会受到影响。 19. 简述PSA程序控制系统？ 答：变压吸附系统所有的程控阀都是由DCS系统控制的，通过程控阀的切换，即可完成变压吸附整个的工作状态切换，工艺过程中的调节系统也是由DCS系统来控制完成的。DCS控制系统按预先设定的各运行方式的步位—步骤关系输出4～20mA的电信号，经电磁阀将电信号转换成气信号驱动程序控制各程序控制阀门，实现吸附器在PSA工艺中各工艺步骤的切换。系统回路图如下： 变压吸附器程序控制阀电/气转换DCS系统 图为变压吸附程序控制系统回路图 DCS控制器系统根据变压吸附工艺过程，按预先设定的每个工作步骤及切换时间，使其循环切换来控制吸附系统的程控阀门，达到提纯产品的目的。当原料气组份发生较大波动及处理量变化时可改变程控系统工作步骤的切换时间，即可适应新的工况要求。当程控阀出现故障、原料气处理量降低时可几种运行方式间切换。 20. 简述吸附时间控制方式的应用？ 答：吸附时间的控制方式有自动和手动两种控制方式。自动方式控制时，吸附时间作为进料流时的一个函数自动计算。因此吸附时间可以随进料流量的变化而及时地自动调整，而且可以通过调整控制系数使得吸附时间与进料流量相匹配，使氢回收率保持在一个高水平上。所以在正常生产中自动控制方式是优先选择的操作方式。 手动控制方式时，吸附时间的控制由操作员利用控制台键盘输入新的吸附时间来实现。所以手动一般应用于停工或者进料组成急剧变化和怀凝进料流量计有故障等异常情况下，操作员根据需要或实际进料量的大小输入合适的吸附时间，以使尽快地得到合格产品和防止杂质超载的现象发生。 21. 参数设置画面中“K1”、“K3”和“K5”如何进行调节？ 答：分周期时间=“K1”/“进料量”*“K2”+“K3” 例：分周期时间169Sec=5500000/32500*1.0+0 “K1”最高值6329000，每调整10000在分周期中可提高或降低时间3Sec。（切记：不可调错） “K2”值为流量修正系数，正常情况下“K2”=1.0，目前不可调。 “K3”值为0～60可调。 在此画面中主要调节“10/9床T8时间自动计算”中“K3”值和“10床T5时间自动计算”中 “K5”。如“K3”加5，说明在分周期的T8时间增加了5秒，“K3”减5，T8时间就减去了5秒，此值设定范围为0～60。“K5”增加10，在时间轴上从T8时间上移去10秒放到T5时间上。“K5”值的修改只有在负荷变化大的时，为保证吸附剂再生的效果才进行 6 适当的调整。 进料流量（FI201）上限、下限报警设定，上限：实际进料量＋1000（Nm3/h）；下限：实际进料量–1000（Nm3/h）。在进料量变化时，此值需及时修改。 对于此画面中的其它参数都已调整好，在正常情况下不需修改。 22. 简述自动调节回路各功能参数？ 答：PV：表示现场测量值。 SP：表示设定值。 MAN：表示调节阀手动状态的开度值。 OP：表示调节阀当前的实际开度。 P：为比例带（其值越大，变化越大）。 Ti：为积分时间（其值越大，变化越小）。 INI：为初始开度值（其值可调）。 Delay：延迟时间值（其值可调）。 自动模式：受时序控制，在调节阀正常的情况下以自动模式控制。 停止模式：切出时序控制。当调节阀故障时由自动模式变为停止模式，此阀将停止工作。 分层模式（PV203a/b）：以流量为设定值进行自动调节。PV为FI201的瞬时值；SP为手动设定值，其输出的OP转化为PV203的设定值，其采样值为PI203，最终得出的PV203-OP值分为两个部分，其在0～80%（可调）的开度时，对应的PV203a开度为0～100%，在PV203-OP大于PV203 b-LOW-SET时，PV203b开启；其PV203b-OP=100/（PV203b-HIGH-SET—PV203b-LOW-SET）*(PV203-OP—PV203b-LOW-SET)。 独立模式（PV203a/b）：以压力为设定值进行自动调节。PV203的PV值为PI203，SP值为手动输入，此时与流量无关，A-MAN、B-MAN分别是PV203手动时PV203a与PV203b的手动开度，MAN是FIC201为手动时手动输出值。 PID模式：以压力变送器输出信号为阀门调节的依据，受时序控制通过时间与压力差对比来完成调节动作。在装置正常运行下采取此模式。 斜率模式：不以压力变送器输出信号为阀门调节的依据，受序控制，在规定时间内完成调节动作。当吸附器压力变送器出故障时，必须采用斜率模式调节。 MAX-T10、MAX-T9、MAX-T05：分别为10床、9床、5床时斜率控制时最大开度（可调）。 OPO -T10、OPO -T9、OPO -T05：分别为10床、9床、5床时斜率控制时最小开度（可调）。 23. 本装置各报警点的设定值（2005-07-06）是多少？ 答：原料气PICA203：上限2.7MPa 逆放气压力PICA210a.b：上限0.12MPa 产品气压力PICA209：上限2.65MPa 下限2.4MPa 产品氢中CO和CO2含量A205/206：上限各为10ppm 仪表风PGA222：上限0.72MPa 下限0.45MPa 可燃气体AA210A/H：预报值（高报）20%LEL 报警值（高高报）40%LEL 原料气PT200a；上限2.7MPa 下限2.58MPa 24. 程序在自检时，调节阀能否动作？ 答：程序自检时，所有调节阀不受时序控制皆能操作。 7 25. 压力出错报警的原因有哪些？ 答：程序运行中，由吸附塔上的压力变送器将工艺过程各步某时间点的压力值Pi送入DCS与上一分周期同一点的（10Sec（此时间可调整）后的）压力值Poi（也由DCS在装置运行稳定时采样记录）的差值δi进行判断，若δi=|Pi-Poi|≤压力差值设定值，表明程控阀可能出现故障，出现压力出错报警。 例如：1均升上一分周期同一点的起始压力为Poi =1.48MPa，1均升偏差设置为0.15Mpa，压力判断时间设置为10s，去除程控阀开启时间2s，那么从程控阀打开后必须在8s内1均升的上升压力为Pi =1.64Mpa，此压力值通过压力变送器送入DCS中进行比较判断， 即：δi=|Pi-Poi|=|1.64-1.48|=0.16 Mpa＞0.15Mpa，如果达不到这个压力值就会有出错报警。 26. 吸附罐压力出错报警应如何处理？ 答：现象：压力频繁出错报警。 原因：① 系统压力波动。② 程控阀故障，没有及时关闭或开启程控阀。 处理：① 是系统压力波动，应稳定系统压力，压力出错报警会自然消除，在装置开工或停工过程中易出现这种现象。② 程控阀故障，没有及时关闭或开启程控阀，出现这一情况应立即切换当前程序（10-3-4切换成9-3-3或5-1-3）。 第三部分 基 本 操 作 27. 各运行方式切换的依据是什么？ 答：由程控阀阀检信号与压力差值δi提供程序切换的判断依据。有人工切换与自动动换两种。 同一吸附罐程控阀阀检出错报警与压力差值δi出错报警都满足程控阀故障依据，程序必须切换。如果自动切换功能已投入使用程序将自动切换，在没有投用自动切换功能的情况下必须由操作员人为设定将执行的运行方式，程序将自动选择最近的步位进行切换。 28. 请写出10-3-4切换到9-3-3的具体步骤？ 答：在DCS“流程切换画面”中，“禁止切换”变为“允许切换”，当由10-3-4切换到9-3-3时，应该输入被切除塔编号1～10，然后投入“确认切换”即可。 29. 请写出10-3-4切换到5-1-3的具体步骤？ 答：在DCS“流程切换画面”中，“禁止切换”变为“允许切换”，当由10-3-4切换到5-1-3时，应该输入0或1，这时0表示切除双系列而1表示切除单系列，选择5床切出分周期1～5，然后投入“确认切换”即可。 30. 请写出9-3-3切换到5-1-3的具体步骤？ 答：在9床运行状态下，若要切换到5床，切换步骤同10-3-4或9-3-3切换到5-1-3相同，只是无需再输入要切除塔的编号，系统自动将9塔运行状态下已切的塔所在的一组塔切出。 31. 请写出9-3-3切换到10-3-4的具体步骤？ 答：在DCS“流程切换画面”中，“逆放1（D1）设定压力”一栏应该输入当前装置运行条 8 件下，D1步位的压力值0.15MPa（此值可修改），“设定压力偏差0.05MPa（此值可修改）”是指当被切除的塔的充填压力达到设定压力，并且在压力偏差允许范围内，压力符合要求将变成绿色，反之为红色，表示压力切换前的准备工作已经做好，这时将系统设置为“允许切换”、“手动切换”、投入9-3-3切换到10-3-4功能键，再投入“确认切换”即可，装置将自动在合适的步位切回10-3-4运行状态。 32. 请写出5-1-3切换到10-3-4的具体步骤？ 答：在DCS“流程切换画面”中，“设定压力”一栏应该输入当前装置运行条件下，各步位的压力值，“压力”、“状态（在不同的切出周期，5个塔压力要求各不相同，因此要设定切入的分周期1～5）”栏将显示装置被切除塔切回10-3-4运行方式时的状态压力。“设定压力偏差”是指当被切除的塔的充填压力达到设定压力，并且在压力偏差允许范围内，压力符合要求将变成绿色，反之为红色。表示压力切换前的准备工作已经做好，这时将系统设置为“允许切换”、“手动切换”、投入5-1-3切换到10-3-4功能键，再投入“确认切换”即可，装置将自动在合适的步位切回10-3-4运行状态。 33. 请写出5-1-3切换到5-1-3的具体步骤？ 答：如果由10床使用“10-3-4切换到5-1-3”功能键直接切换到5床，而如果操作员发现已切换的5个吸附器正好反了，这时允许操作员在5床状态下任何步序（但是已经被切除的5个吸附器压力必须保持切除时的压力没有变化）使用一次“5-1-3切换到5-1-3”功能键。其他操作步骤和10切5一样。注意：此功能键只能在10床直接切换到5床才能使用（如果装置由10切换到9，再由9切换到5则不能使用这个功能键），另外此功能键在系统切回10床运行状态前只能使用一次。 34. 在运行方式切换后吸附时间如何调整？ 答：为保证程序切换后平稳，须对切入的运行方式采取以下两项措施： ① 当装置处于“流量自动输入”和“自适应调节”的模式下，切换完成运行一个周期后，每运行一个分周期，吸附时间递增10Sec，直到9-3-3或5-1-3该负荷下的设计值。 ② 当装置处于“流量自动输入”或“非自适应调节”的模式下，应设定每次调整时间的范围：10Sec。 35. 如何进行提量和降量？ 答：提量和降量或多或少影响着产品氢中杂质CO的含量。系统在各项功能都投入自动运行后，每个分周期吸附时间的计算是以上一个分周期进料量（FI201）的平均流量自动计算的，也就是说，吸附时间每一分周期变化一次（注：流量均值不变，下一分周期的吸附时间也不会改变）。如果我们在同一个分周期时间内反复提量或降量，由于吸附时间在此分周期内不会变化，就会造成产品氢中杂质CO含量的波动，因此在提量或降量时需在各个分周期内进行。一般每一分周期提量或降量500～1000Nm3/h.，直至规定负荷。 以上方法在产品氢中杂质CO含量偏低的情况下适用。若产品氢中CO含量偏高，在降量时需采用以下方法。 在产品氢中杂质CO含量偏高的情况下，降量时吸附时间会随负荷的下降而在延长，正在进行吸附的三个罐因吸附时间的延长，在进入顺放时，会使CO突破分子筛而污染其它几个吸附塔，使产品氢中杂质CO含量超标。我们可以这样操作，在降量前先将流量自动输入改为手动输入，降低吸附时间后再降量，直到规定负荷。 9 36. 杂质CO含量如何控制？ 答：在流程图画面上有杂质CO含量的指示值AT205，此值为现场CO在线分析仪分析，在正常情况下，杂质CO含量上升或下降显得非常缓慢。这是因为一旦CO含量上升，通过终充和顺放，将污染所有的吸附床，调整后，不会马上见效，需要运行几个分周期后才会慢慢降下来。如果是在低负荷下，周期较长，更应注意，不能操之过急。遇到CO含量过高或超标，可以通过降低吸附时间或降低处理量来控制CO含量。如果两种方法结合起来使用效果会更好，但要注意缩短吸附时间要保证冲洗、逆放和最终充步骤所需的时间。 第四部分 装置的开停车与故障处理 37. 程控阀阀检出错报警的现象及原因有哪些？如何处理？ 答：现象：程控阀阀检（回讯检测）出错发出声光报警，如下表。 原因：① 回讯系统如探头、线路、接点等出现故障。② 程控阀故障，如下表。 下表为程控阀故障情况： DCS输出信号 ON OFF ON DCS输出信号颜色 绿色 红色 绿色 阀检回讯信号 ON OFF ON 阀检回讯信号颜色 绿色 红色 红色 程控阀状态 阀门开到位 阀门关到位 阀门该开而未开 阀门该关而未关 阀门执行情况 正常 无 正常 故障 ①电磁阀线圈烧坏或滑阀不浮浮雕动 ②程控阀气缸内O型密封圈坏 ①电磁阀弹簧坏或滑阀不滑动 ②程控阀气缸内O型密封圈坏 ③阀门通道内密封面被异物卡住 故障原因 OFF 红色 OFF 绿色 故障 处理：① 当回讯故障发生时，系统程序及压力不受影响，因此不会有压力出错报警，装置可继续正常运行，回讯故障应联系仪表及时消除。② 当程控阀故障发生时，同时会出现压力出错报警，此时应立即作出准确判断，确认无误后及时切出故障所属的吸附罐。 本装置主运行方式为10-3-4，程控阀出故障时可实现程序切换，以保证程控阀出故障时装置仍能继续运行，维护后续装置的正常生产。程控阀出故障时程序切换方法如下： ① 该开而不能开（应该开启的程控阀出故障） 程序由10-3-4自动切入9-3-3运行，切换过程中T5和T8所处的步位时间根据具体切换步位及原料气流量的变化需进行一定的调整，以保证产品氢气质量。切除故障程控阀对应吸附塔（与该塔相关的所有程控阀关闭，所有程控阀均能手动操作），此时切除的吸附塔完全隔离。联系仪表对外部故障元件进行在线维修，修复后调整被切出吸附塔的压力（需现场操作），然后设定切换9-3-3至10-3-4。 ② 该关而不能关（应该关闭的程控阀出现故障） 故障程控阀仍处于开启状态，根据实际情况应关闭现场所属吸附塔的进或出口蝶阀。程序由10-3-4自动切入9-3-3运行，切换过程中T5和T8所处步位的时间根据具体切换步位及原料气流量的变化需进行一定的调整，以保证产品氢气质量。切除故障程控阀对应的吸附塔（与该塔相关的所有程控阀关闭，所有程控阀均能手动操作），此时切除的吸附塔完全隔离。联系对外部故障元件进行维修，修复后调整被切出吸附塔的压力（需现场操作），设定切换9-3-3至10-3-4。 10 ③ 如果不能在线修复，操作人员则应把装置切换为五塔运行方式，然后关闭故障系列总管蝶阀。对故障系统出错塔泄压、进行氮气置换。测爆合格后，联系仪表对出错程控阀进行修复。修复后，再用纯氢进行置换。置换合格后，调整被切出系列各吸附塔压力，操作人员开启原先关的总阀，设定切换5-1-3至10-3-4。 38. 原料气压力下降如何处理？ 答：现象：原料气进装置压力PT200a压力下降。正常操作压力允许波动范围为2.6～2.7Mpa。 原因：SECCO压缩机联锁启跳，或输出流量下降，造成压力下降。 具体处理方法： ① 联系调度，问清压力下降的原因，何时能恢复正常。 ② 降低原料气的进料量，同时关小PV202降低产品氢输出流量，保持系统压力＞2.5Mpa。 ③ 如果压力＜2.5Mpa，产品氢应停止外送（氢气外管网压力在2.35～2.45Mpa），利用SECCO粗氢管线内的余气，维持系统运行，解析气仍正常外送。 ④ 当SECCO粗氢管线内压力＜2.0Mpa时（SECCO粗氢管线内的压力从2.5Mpa下降到2.0Mpa估计可维持5个时），作紧急停工处理：点击“自动”键切为“手动”，记录下此时的运行步位。现场关闭10只吸附罐进出口蝶阀（现场程控阀可能存在内漏）；为防止纯氢至火炬气调节阀和纯氢外送调节阀内漏，用现场调节阀的上游或下游阀门卡。 ⑤ 当压力开始上升时，开启现场紧急停工时所关的阀门，确认程序步位和压力对应无误后，方可点击“手动”键切为“自动”，在系统压力上升到2.5Mpa，产品氢开始外送。 39. 原料气压力上升如何处理？ 答：原料气上升较快，应及时与调度联系，并按提量方法处理。PT200a正常控制压力为2.6～2.7Mpa，如果原料气压力＞2.7Mpa，原料气调节阀PV203a或流量指示万一失灵，会造成原料气安全阀PSV201开启（PSV201开启压力为2.76Mpa）。遇到这种情况应及时通知调度，要求SECCO降量，并在调度记录本做好记录，同时适当提量，降低原料气压力。并要记录在正常流量下PV203a的开度，并手动设置好此开度，以防万一。 40. KV203a、KV203b故障如何处理？ 答：KV203a、KV203b二个程控阀是受时序控制的，吸附塔在逆放1（D1=0.15 MPa）向V-201解析时开启，如果无法开启，在逆放2 时会向V-202解析。由于压力高，流量大，流速快，时间又短，较危险，可能会造成安全阀开启（PSV204开启压力为0.20 MPa）。这时可手动开启PV214a（全开），将V-201和V-202同时作为混合罐使用，维持生产。 41. HV203a、HV203b故障如何处理？ 答：HV203a、HV203b因没有付线，发生故障时不能切出走付线，但现场可手动开关，维持生产。 具体操作，在DCS中将HV203a或HV203b由自动切为手动，现场关闭HV203a或HV203b仪表风气源，将HV203a或HV203b置为手动档，用手轮开启并保持全开状态，直到调节阀修复。（注：当PT210a或PT210b压力大于0.12Mpa，此二阀禁止动作，等压力下来后，再行开启） 42. 终充调节阀故障如何处理？ 答：10塔正常运行时，HV201a执行单系列吸附塔（1、3、5、7、9）的终充功能，HV201b 11 执行双系列吸附塔（2、4、6、8、10）的终充功能。 当HV201a出现故障，进入该调节阀的控制面板，将自动模式切为手动模式，此时由HV201b执行单双系列吸附塔的终充功能。 当HV201b出现故障，进入该调节阀的控制面板，将自动模式切为手动模式，此时由HV201a执行单双系列吸附塔的终充功能。 当HV201a和HV201b都出故障时，应立即去现场改为付线，保持一定的开度，保证在规定时间内终充所需的流量，不能过大或过小，防止系统压力波动，影响产品质量。 对故障调节阀进行抢修。 43. 顺放调节阀故障如何处理？ 答：10塔正常运行时，HV202a执行单系列吸附塔（1、3、5、7、9）的顺放功能，HV202b执行双系列吸附塔（2、4、6、8、10）的顺放功能。 当HV202a出现故障，进入该调节阀的控制面板，将自动模式切为手动模式，此时由HV201b执行单双系列吸附塔的顺放功能。 当HV202b出现故障，进入该调节阀的控制面板，将自动模式切为手动模式，此时由HV202a执行单双系列吸附塔的顺放功能。 当HV202a和HV202b都出故障时，应立即去现场改为付线，保持一定的开度，保证在规定时间内顺放所需的流量（顺放1结束时压力为0.4Mpa，顺放2结束进的压力为0.15Mpa，顺放结束后必须达到此压力），顺放量不能过小，否则会影响冲洗的质量。 对故障调节阀进行抢修。 44. 本装置发生泄漏影响装置安全生产时该如何处理？ 答：① 通知调度，装置值班和单元领导； ② 打119报火警，通知消防队到现场； ③ 拉好安全隔离带，通知附近相关人员关闭不防爆的移动设备； ④ 开启高压消防炮及消防水带，稀释空气中的氢气并进行隔离； ⑤ 操作工穿戴好隔热装备，带好铜扳子进入现场，切断泄漏源； ⑥ 根据现场的实际情况，对泄漏部位进行进一步处理。 ⑦ 需要动火或更换需符合“氢气系统运行安全要点”和“安全生产注意事项”的要求。 45. 氢气着火应采取哪些措施？ 答：① 切断电源； ② 冷却、隔离、防止火灾扩大； ③ 保持氢气系统正压状态，以防回火。 ④ 氢气火焰不易觉察，救护人员应防止外露皮肤烧伤。 46. 本装置紧急停工的步骤有哪些？ 答：① 点击“自动”键切为“手动”，并记录下此时的运行步位。 ② 如需要保压则现场关闭10只吸附罐进出口蝶阀；为防止纯氢至火炬气调节阀和纯氢外送调节阀内漏，用现场调节阀的上游或下游阀门卡。 ③ 如不需保压（装置存在爆炸或着火的危害性），则通过相关的管线向火炬气系统泄压（严禁负压）。 当压力开始上升时，开启现场紧急停工时所关的阀门，确认程序步位和压力对应无误后，方可点击“手动”键切为“自动”，在系统压力上升到2.5Mpa，产品氢开始外送。 12 47. 装置停电该如何处理？ 答：停电时程序控制系统无输出，所有程控阀自动关阀，装置处于停运状态。这种情况相当于紧急停车，按DCS程控系统“自动”键切为“手动”，程序停止运行。具体按紧急停工步骤处理。 48. 仪表风压力下降该如何处理？ 答：本装置要求仪表空气压力不低于0.4MPa，仪表空气压力大幅度波动或低于0.4MPa，使气动程控阀不能正常开或关，导致各吸附器工作状态混乱，产品质量下降，此时应停车处理。 49. 在天气潮湿或下雨天应注意些什么？ 答：由于现场的防潮防雨设施不怎么好，遇到天气潮湿或下雨天有可能会造成程控阀回迅探头受潮短路，在DCS会显示阀错报警。此刻应密切注意压力的变化，同时派人到现场确认报警真假。一般回迅报警不影响现场程控阀的正常开关。在故障未消除前，需取消自动切换功能。 50. 用氮气置换设备时，应符合哪些要求？ 答：氮气中的氧含量不得超过0.5%；置换必须彻底，防止死角末端残留余气；置换结束，系统内氧含量必须连续三次分析合格。 51. 操作失调该如何处理？ 答：PSA过程运转是否正常, 关键是各吸附器的再生状况是否良好, 系统操作失调会立即或逐步使塔的再生恶化。由于PSA 过程是周期性循环过程, 因此只要其中一个吸附器再生恶化, 就会很快波及和污染到其它吸附器, 最终导致产品质量的下降。 原料处理量与周期时间 吸附器内的吸附剂对杂质的吸附能力是定量的, 一旦处理量增大, 就应该相应缩短周期时间, 使由原料气带入的杂质量不超过吸附剂的承受能力, 如不及时调整周期时间, 杂质就会很快污染产品。 52. 如何进行装置停车？ 答：装置停车的原因有：有计划的停车和由于DCS、设备、电源等故障的紧急停车。 有计划的停车应作好停车前后的处理工作，处理方法与停车的时间长短有关。 临时停车（停车时间在24h之内）和短时期停车（停车时间在二周之内）的参照“原料气压力下降如何处理？”的方法来进行处理。 长时期停车（停车时间在二周以上）： ① 在停车之前可适当缩短吸附时间的设定。 ② 关闭原料气入口调节阀和产品氢气输出调节阀，并关临界切断阀。 ③ 程序继续进行，利用每次解析气的排放，逐步使各吸附器泄压至0.02MPa左右。 ④ 停止自动运行，关闭在线分析仪，用氮气进行置换吹扫。 ⑤ 用手动操作使各吸附器用氮气充压到0.2MPa保压。 53. 如何进行重新启动？ 答：临时或紧急停车后的再开车参照“原料气压力下降如何处理？”中压力上升方法来重新启动。但需注意DCS虽然有当时停车时的步位和时间记忆，但还应检查各吸附器内的压力 13 是否与停车时的压力相符，否则应通过手动开启相应的阀调整各塔压力或采用步进的方法调整运行状态，避免压力与运行状态不符，造成系统大幅度波动及其它后果。 长时期停车（停车时间在二周以上）再开车步骤： ① 检查现场流程，渐开临界原料气切断阀，用原料气入口调节阀控制。 ② 退出手动为自动，检查所有调节控制系统是否处于正常自动状态。 ③ 逐渐开启调节阀PV203a/b，将原料气气流量控制在每分钟使吸附压力升高0.1MPa的速度。 ④ 当吸附压力升高0.1MPa时步进一次，反复切换几个循环，此时对吸附器进行原料气置换。此后每当吸附器上升0.2MPa时步时一次，当吸附器压力升至2.3MPa，可将PV203a/b投入自动运行，以流量控制。在升压过程中通过终充流量调节系统随时调整终充升压流量。 ⑤ 通常吸附压力在1.2MPa时，产品中氢浓度已大于90%，此时可开启在线分析仪。当产品氢气质量合格后，调节阀PV209投入自动，并通知调度并缓慢开启产品输出阀临界阀，逐步增加原料负荷。 附现场工艺流程图 14 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容