浅谈DCS制甲醛控制系统及应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈DCS制甲醛控制系统及应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

随着现代化工业的飞速发展，生产装置的规模也在不断的扩大，生产技术以及工艺工程也越来越复杂，而常规的模拟仪表却又存在着难以解决的弊端。一方面是控制功能的单一化，以至于难以实现某些复杂的控制功能；另一方面，则是难以集中操作和监视，对于那些几十米的高密集排列仪表屏，操作和调整都非常困难。集散控制系统在此情况下应运而生。

集散控制系统（dcs）是在上世纪七十年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机控制系统。它是由控制技术、通信技术、计算机技术以及阴极射线管和网络技术共同结合的产物。而该装置是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、管理、操作以及分散控制的一种全新的分散式计算机控制系统。DCS自从上个世纪问世以来，发展速度非常迅速。一直到目前，它作为新一代的工业自动化过程设备，在世界范围内被广泛应用于石油、电力、纺织、化工以及食品等行业。而我国则在石油、化工、电力等行业得到了普遍的推广与使用。

一、DCS与常规模拟仪表相比的特点

1.系统构成灵活

DCS是由各个工作站通过网络通信系统组网形成的，而且系统的组态很灵活。

2.信息资源共享

只要是处在DCS中，你就可以了解到你想要了解的任何参数。

3.操作管理便捷

DCS的人机反馈都是通过CRT跟键盘和鼠标实现的。

4.控制功能丰富

以前用模拟控制回路实现的复杂运算，而现在可以通过高精度的微处理器实现。

5.安装、调试方便

没有像模拟控制系统那么多的电线，很是方便。

3.安全性能相对来说比较高

基于DCS具有以上的特点，DCS被广泛应用于甲醛生产中。甲醛是一种重要的有机原料，工业上常用催化氧化的方法从甲醇中提取甲醛。目前，国内的甲醛行业受建材行业需求的带动，生产势头很好，而且医药及农药的需求也很稳健，因此，使得甲醛具有较好的市场需求，发展前景很好。为了提高甲醛的产品质量以及生产能力，降低成本，保证生产的稳定性与安全性，很多国内的厂家对生产的自动控制提出了更高的要求。

但是由于在甲醛生产的过程中存在很大的危险性，因此，长期以来国内的厂家中真正实现自动化的例子不是很多。而引起这种现象的原因一方面是由于甲醛气体和混合，如果配合比例不恰当的话，有可能会发生爆炸；另一方面是在追求甲醇转化完全的情况下，对于氧醇在比例上还有其他的要求。很显然，两者之间存在着安全和效益的矛盾，因此，如何在既能保证生产的安全性的前提下又能保证效益的提高，是整个甲醛生产中的核心问题。

甲醛的生产起始阶段，即我们通常所说的点火阶段，需要耗费很长的时间进行回路自动投运，参数调整等工作，从而使生产逐步走向正常过渡。整个点火过程是保证稳定生产的关键，而整个点火过程涉及到很多的方面。在点火升温以后，如何提高风量和配料量是一个非常重要的环节，这不仅关系到甲醛单耗的降低，而且还关系到甲醛成品质量的提高。由于以前大多数都采用常规仪表，因此不能够进行正常的数据共享和智能协调，而操作人员只能是根据自身的经验和降低进程速度等方法对生产进行控制，而这样做只能会存在更大的安全隐患，造成人力、物力以及时间上的浪费。

在点火阶段，所利用的是DCS信息共享、简便的自定义控制算法编制以及历史数据查询等优势，根据现场具体的工艺情况编制控制程序。这样不仅提高了控制的水平，使得生产得到稳定和增强，大大降低了操作人员的劳动力度，而且还保证了整个生产过程的安全性。

另外，氧化器的温度是整个生产控制的一个重要的指标，它直接影响转化率并且决定化学反应的选择性，而温度控制的稳定可以提高触媒的运行周期，从而能够大大降低生产的成本。

二、影响氧化器温度的变量的原因

1.蒸发器的温度和压力

2.干空气的流量

3.配料蒸汽的流量

4.冷却器出口的甲醛温度

除了以上所说的这些，还有甲醇的浓度、空气的含氧量、蒸汽的湿度、空气的温度、以及压力等，都会直接影响到氧化器的温度。在生产过程中，对氧化器的温度影响最大的是干空气的流量，因此，在控制中必须要进行严格控制。在进入氧化器反应之前，甲醇必须要配加一定量的蒸汽，而加入蒸汽的最主要的目的就是要控制水醇比。除此之外，还可以起到缩小爆炸的范围，带走反应热，净化触媒以及提高氧醇比的作用。

在甲醛生产工艺的分析当中，可以看出，除了蒸发和氧化工段，其他的控制都属于常规的控制，而在甲醇氧化工段中，氧化炉的温度和三元配比综合控制是整个控制的核心，而且对生产安全、正常反应选择性、甲醛的转化率以及产品的质量和催化寿命非常重要。

由于DCS的整个装置不仅继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，而且还克服了常规仪表的功能单一，人机联系差以及单机微型计算机控制系统的危险新高度集中的缺点。实现了在操作、管理和显示方面的集中，以及在负荷、功能和危险性方面的分散。将DCS控制系统应用与甲醛生产工艺，实现对工业甲醛生产系统的实时监控。经过实践表明，DCS系统自动化程度比较高、使用方便、甲醛转化的效率比较稳定，从而能够有效降低整个系统运行的人工费用和项目维护的费用。

通过上面对DCS制甲醛的阐述以及应用，通过不断的积累和创新，充分发挥了在线组态、在线修改控制方案等优势，一方面在不影响生产的前提下，进行各种控制方案的调试；另一方面在摸索各种最佳过程参数时，为生产效率和控制效果的改进提供了强有力的帮助。因此，控制产品的提高确保了生产的安全和稳定，使产品的质量得到了必要的保证。由于氧化器反应温度比较稳定，不仅使触摸的使用寿命延长了，也为厂方降低了许多的成本，许多甲醛生产厂在成功使用了DCS之后都提高了经济效益。

参考文献：

[1]《化工自动化仪表》.

[2]《分布式控制系统（DCS）设计与应用实例（第2版）》王常力 电子工业出版社.