1、LNG气化站站控系统介绍一、站控系统概述：整个控制系统按功能划分为LNG 储罐区、LNG 气化区、公用区域和一个控制中心：LNG 存储区包括2台 LNG 储罐的监视控制；LNG 气化区主要包括气化设备、加臭装置及计量系统；公用区域作为系统辅助区域，包括消防水、雨淋阀组等设备的控制；控制中心包括操作员站、上位计算机、人机界面（HMI）、可燃气体泄漏报警装置、PLC 控制柜等控制设备；操作员通过控制中心来控制现场的仪器、仪表、阀门等设备。（一）卸车流程 液化天然气的来源：由LNG 集装箱槽车运到LNG 气化站。集装箱罐车由站区专用卸车增压系统升压至0.7MPa，通过压差卸液，每车卸液速度22.5
2、小时左右。（二）气化流程 系统设置 2 台3000 Nm3/h 空温式气化器（1开1备），气化器出口NG 温度不低于环境温度 10。考虑冬季寒冷，空温式气化器后配置一台 3000Nm3/h的电加热水浴式NG加热器，保证气化后的气体温度大于5。同时储存期间产生的BOG 气体通过手动阀放至空温式 BOG 加热器，空温式加热器气化量400Nm3/h，使气体温度大于5。系统设置300Nm3/h 空温式 EAG 加热器，当气体放空时，使其密度低于空气密度，便于高空排放。（三）工艺模式 工艺监控分为系统启动、系统正常运行、系统正常停车、系统紧急停车模式，由上位机人机界面操作、PLC 编程控制实现。1、系统
3、正常启动分为进液和出液两种操作。进液操作启动步骤如下：LNG 罐进液阀门开启；（气动控制阀）上进液手动阀门开启，稍后下进液手动阀门开启；（手动控制阀）出液操作启动步骤如下：LNG 储罐下进液手动阀门关闭（手动控制阀）。储罐自增压液压手动阀开启（手动控制阀）。LNG 储罐气相阀门开启（手动控制阀）；根据选择的气化方式，打开相应的气化器入、出阀门（手动控制阀）；LNG 进液紧急切断阀打开(气动控制阀),根据设定的LNG 储罐出液气相压力设定值，调节储罐自增压气化器出口压力调节阀的开度，调节LNG 储罐的气相压力；LNG 储罐气相压力达到设定值后，打开出液紧急切断阀；根据选择的气化方式，相应的气化器
4、进液紧急切断阀门开启（气动控制阀）；选择空温气化器+电加热水浴式NG加热器方式时，对应的蒸汽调节阀开启。2、系统正常运行模式 系统正常运行过程中，对于LNG 储罐的液位、压力及气化器出口温度、压力等进行监控；其中包括以下几方面的控制功能：储罐增压器调节阀的控制：工艺上采用两台调节阀一用一备的方式来调节 LNG 储罐的气相压力，以确保出液的过程中LNG 储罐的气相压力维持恒定；在上位机画面上可以设置：（1）储罐增压器调节阀的控制方式：手动、自动；（2）选择一台调节阀工作、一台调节阀备用；（3）设定LNG 储罐出液时的气相压力LNG 储罐按照设定的压力值通过调节储罐增压器的出口调节阀 的开度调节L
5、NG 储罐的气相压力，使LNG 储罐的气相压力维持在设定值；监控站区内其它工艺参数如压力、温度、液位、流量并进行报警；考虑到沙县地区的气候条件，气化区的温度控制模式分为二级：I 环境温度高于或等于 10时，采用空温气化器气化；II 环境温度低于 10时，采用空温气化器 +电加热水浴式NG加热器；在 I 和 II 两种情况下，对于两台空温气化器采用定时控制和温度检测控制相结合的方式，温度检测控制优先的原则；即：两组空温汽化器采用定时切换的工艺方式，当一组空温气化器工作一定时间后，自动切换到另一台空温气化器，以确保空温气化器的汽气化效果。当空温气化器的出口温度低于环境温度10以下时，两组汽化器自动
6、切换；3、系统正常停车模式：系统正常停车模式分为进液和出液两种操作：进液操作停车步骤：（1）关闭LNG 储罐的进液阀门（气动控制阀）；（2）关闭LNG 上进液手动阀（手动控制阀）；出液操作停车步骤：（1）关闭相应的LNG 出液控制阀（气动控制阀）；（2）关闭相应的气化器入口阀（气动控制阀）及其它相关设备；（3）关闭相应的进出口阀（手动控制阀）；（4）关闭相应LNG 储罐气相阀；4、系统紧急停车模式：重大事故工况下，控制系统需急速做出反应。系统紧急关闭进、出液阀门（气动 控制阀）；二、系统方案PLC 系统PLC即可编程控制器，（Programmable logic Controller）。是指以
7、计算机技术为基础的新型工业控制装置。其特点有：1、可靠性高，抗干扰能力强。一般PLC无故障时间可达到30万个小时。2、配套齐全，功能完善，适用性强。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。3、易学易用，深受工程技术人员欢迎。编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。PLC用存储
8、逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线。5、体积小，重量轻，能耗低。PLC的应用领域 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1、开关量的逻辑控制：这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。2、模拟量控制：在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A
9、/D转换及D/A转换。3、运动控制：PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。4、过程控制：过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。5、数据处理：现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。6、通信及联网：PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新
10、近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。本次气化站控制系统配置采用 SIEMENS S7-300 系列 PLC 作为现场级控制器。西门子的PLC 以其高性能在我国的各行各业得到了广范的应用。S7-300/400 属于模块式 PLC，主要由机架、CPU 模块、信号模块、功能模块、接口模块、通讯处理器、电源模块和编程设备组成，各种模块安装在机架上。通过 CPU 模块或通信模块上的通信接口，PLC 连接到通信网络上，可以与计算机、其它 PLC 或与其它设备通信。组态编程软件：采用西门子公司的WinCC、STEP 7 软件WinCC 概述：西门子公司的WinCC 是WindowsControlCe
11、nter（视窗控制中心）的简称。它 集成了 SCADA、组态、脚本（Script）语言和 OPC等先进技术，为用户提供了Windows 操作系统（Windows2000或 XP）环境下使用各种通用软件的功能。WinCC 继承了西门子公司的全集成自动化（TIA）的技术先进和无缝集成的特点。WinCC运行于个人计算机环境，可以与各种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口的菜单选项，使用方式灵活、功能齐全；STEP7 介绍：STEP7 是西门子 SIMATIC 工业软件中的一员,它是用于对可编程逻辑控制器(PLC)进行组态和编程的软件包：（1）该工具为自动化项目的硬件进行组态和参数设
12、置，可以对 PLC 机架上的硬件进 行配置，设置各种硬件模块的参数；（2）该工具集成了梯形逻辑图LAD（Ladder Logic）、语句表STL（Statement List）和 功能块图FBD（Funtion Block Diagram）三种编程语言的编辑、编辑、编译和调试功能；（3）该工具可以对 PLC 各站的各硬件模块进行在线诊断，显示相关的故障的信息和状态信息；（一）系统主要控制功能及联锁条件 整个气化站主要采用常规监控，对于关键参数采用联锁控制。主要联锁控制过程 如下：1、LNG 电加热水浴式NG加热器，通过调节气化器入口蒸汽（热水）的流量来调节出口 NG 气体的温度；远程即时采集气
13、化器出口气体温度，通过 PID 实时调节入口蒸汽（热水）流量，使出口气体温度维持在设定值；当出口气体温度低于下下限值时，自动关断LNG水浴式加热器入口紧急切断阀；如果在设定时间内出口气体温度仍低于设定下限值时，停止出液操作并发出声光报警信号；2、储罐增压器出口气体调节阀（气动阀门）的调节由 PLC 编程自动控制，储罐气相压力低于设定值时，气动调节阀自动开大，储罐气相压力高于设定值时，气动控制阀自动关小；3、故障状况下，如工艺区燃气泄漏报警、进、出液操作时 LNG 储罐液位、压力报警、其它工艺参数报警等等，控制室声光报警；4、各气动控制阀均设阀位开关，在控制室 IP1 柜面板及上位机画面中显示阀
14、的启闭状态；5、LNG 进、出液操作的联锁条件：（1）LNG 储罐进液操作主要的联锁条件如下：a、IP1 柜面板转换开关 SA 自动模式 b、现场转换开关 Sax 远程位置 c、LNG 储罐处于自动模式 d、急停按钮（含CB1-CB6 及 IP1 柜面板上的系统急停按钮）未按下 e、WinCC 急停未动作 f、LNG 储罐未处于出液状态 g、储罐未处于高、高液位（2）LNG 储罐出液操作主要的联锁条件如下：a、IP1 柜面板转换开关 SA 自动模式 b、现场对应的转换开关 SAx 远程位置 c、LNG 储罐处于自动模式 d、急停按钮未按下 e、WinCC 急停未动作 f、LNG 储罐未处于进液状态 g、储罐未处于低、低液位 谢谢！
