CNG加气统一标准站仪表自控专业系统设计总结.doc
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1、CNG加气标准站仪表自控系统设计总结为保护环境,合理利用能源,中国主动推进城镇使用天然气。国家建成了西气东输管道、陕京管道、涩-宁-兰管道、忠-武管道等天然气管道,正在建设西气东输二线,这些将推进中国进入规模化应用天然气新时期。天然气作为清洁能源,在民用、工业领域及能源消费结构调整等方面凸现出关键作用。车用CNG作为城市燃气关键组成部分,发展天然气汽车,对治理汽车尾气污染、缓解成品油供给担心局面及降低燃料成本起到主动作用。现在CNG加气站在全国迅猛发展,车用CNG以技术成熟、经济优势步入了社会生活,以其显著经济效益和环境效益得到广泛认可。1 CNG加气站概述 CNG加气站包含CNG加气母站、标
2、准站和子站。母站给气瓶车加气,站址多选在郊区;标准站和子站给汽车加气,站址多选在市区。CNG加气标准站(以下简称标准站)设备多,步骤复杂,本文以此进行分析,工艺步骤见图1。天然气来自输气管道,经过滤、调压、计量后进入干燥装置,干燥后气体经缓冲罐进压缩机压缩至2225MPa,经次序控制盘输送至储气井组储存,再输送至加气机,或从次序控制盘直接送至加气机为CNG汽车加气。压缩机停机时气缸内残留气体进入回收罐,经调压、计量后回收到进站管道或送入城市中压管网。2 标准站自控系统组成 自控系统包含压缩机控制系统、加气机收费管理系统、工艺管道控制系统、可燃气体报警控制系统,4套系统相互结合以实现标准站安全运
3、行、平稳加气。前两套系统由设备厂家配套提供,现只对后两套系统设计做分析和总结。2.1 工艺管道控制系统 系统配置及功效标准站控制点少、控制精度低,以实用、经济考虑,宜选智能数显仪表控制系统(以下简称智能仪表系统),建设方有特殊要求除外。智能仪表系统安装在控制室控制柜中,关键由UPS电源、开关电源、智能数显仪表、多路声光报警器、继电器及对应控制元件组成。控制柜盘面镶嵌压力、温度及流量多种参数对应智能数显仪表、可燃气体报警控制器、多路声光报警器及控制按钮、指示灯等。系统实现工艺生产所需参数实时检测、采集、显示、报警和控制功效,并对压缩机、轴流风机关键设备进行连锁控制。智能数显仪表控制系统功效配置原
4、理见图2。 系统控制逻辑a. 控制逻辑 每个功效全部由控制逻辑实现,以标准站最常见3条逻辑说明实现过程。第一,事故或紧急情况下,控制室可紧急停止全部压缩机。第二,高、中、低压储气井组压力达成高报高控值时,控制室声光报警,停止全部压缩机。第三,生产区燃气泄漏浓度达成一级报警值时,控制室声光报警,开启轴流风机;达成二级报警值时,声光报警,停止全部压缩机。 b. 条件设定 设现场高、中、低压储气井组压力智能数显仪表位号为PIAC005、PIAC004、PIAC003;控制柜紧急切断按钮EST;可燃气体报警控制器联动模块HJ1825,继电器位号J1J7;压缩机和轴流风机控制点为无源常开触点。 c. 逻
5、辑分析 连锁设备控制点为无源常开触点,即触点闭合时轴流风机开启,压缩机停止工作。设计需实现当压力达成高报高控值或燃气泄漏达成设定值时,连锁设备控制点闭合。 d. 控制原理图 压缩机、轴流风机连锁控制原理见图3。以PIAC005为例,该智能数显仪表到高报高控值,其输出触点闭合,继电器J2上电。J21、5常开触点闭合则J5上电,J51、5和2、6常开触点闭合,信号分别输入到1号和2号压缩机控制系统,停止1号、2号压缩机,实现PIAC005高控功效。J22、6常开触点接多路声光报警器1报警回路,该触点闭合,1BJ-1回路报警,实现PIAC005高报功效。PIAC004和PIAC003连锁及报警功效同
6、PIAC005所述。当燃气泄漏浓度达成一级报警值时,可燃气体报警控制器声光报警,J7上电,J71、5和2、6常开触点闭合,开启1号、2号轴流风机。当达成二级报警值时,可燃气体报警控制器声光报警,J6上电,J61、5和2、6常开触点闭合,连锁停止1号、2号压缩机。紧急情况按下EST按钮时,J1上电,J11、5和2、6常开触点闭合,停止1号、2号压缩机。 系统接地包含保护接地和工作接地。保护接地关键为保护设备和人身安全将用电设备、仪表外壳及金属部分和大地进行可靠连接一个接地方法;工作接地为确保仪表正确、可靠工作所做接地。标准站中关键采取以下两种接地方法。a. 信号回路接地1设计中对非隔离信号需建立
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