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随着川西气藏开发不断推进,新布井试气高含硫化氢,气量大,需要外输压力高,目前常用的脱硫工艺及装置在经济和环保上都无法达到开采要求,强行开采的话容易对环境和人员造成安全威胁,这就对天然气脱硫工艺和装置提出了新的要求。需要络合铁脱硫装置进一步减小装置体积,简化工艺,降低能耗和运行成本。为了满足天然气脱硫要求,建立一套中试装置研究新工艺新技术下的脱硫装置的可用性,为后续工程设计提供数据支持。脱硫装置工艺监测点数量多、工艺操作流程复杂,工作环境易发生安全事故,为保障人员人身安全,对控制系统可靠性和稳定性均有较高要求,开发一套自动化控制程度高,可靠性好,便于维护的控制系统,确保装置能够长周期高效稳定运行是设计人员面临的主要问题。 本课题研究的主要内容是开发一套用于脱硫装置的集数据采集,检测控制和安全保护为一体的先进的自动化测控系统。介绍了络合铁二代脱硫的工艺流程,根据其中工艺监测点数量和类型,结合系统的具体要求确定了各类变送器及PLC等硬件设备及监控软件的选型;对装置进行模块化撬装化研究,实现模块化拼装施工,成功研制了撬装式天然气脱硫装置;研究控制设备冗余技术,通过matlab仿真对几种常见冗余方式可靠性进行分析,并依此制定了整套冗余系统的优化方案,大大提升整套系统可靠性;通过对络合铁脱硫工艺的分析,优化原有控制逻辑,设计了模糊自整定PID控制器,建立模糊PID控制回路,实现了络合铁溶液的温度模糊自整定PID控制;开展硫磺防沉积与控制技术研究,采用电磁防堵技术,解决了系统硫堵这一行业性问题;引进H2S在线含量分析仪,实时监测浓度,避免人工取样的繁琐及滞后;开发远程监控系统实现对脱硫装置的数据采集,监视控制和安全保护等功能。 投产运行表明本套控制系统能可靠连续运行,系统脱硫率达99.95%以上,是一套高效、环保、低成本、能满足流动生产需要的天然气脱硫装置。