比例控制系统在氯化氢合成反应中的应用
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摘要:本文介绍了比值控制方案及实现,利用此控制方案对氯化氢合成反应氯气、氢气进料配比实施比值控制,以保证氯化氢合成反应精准进行。
中图分类号:TQ114.2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0083-01
本厂氯化氢合成装置主要通过氯气、氢气按1∶1.05～1∶1.10(mol)比例进入反应合成炉进行反应,生成所需产品氯化氢,在此反应过程中,控制好氢气、氯气进料比例是关键。
1 控制方案选择
1.1 比值控制系统概念
在化工、炼油及其他工业生产过程中,工艺上常需要两种或两种以上的物料保持一定的比例关系,比例一旦失调,将影响生产或造成事故。实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统,称之流量比值控制系统。
1.2 方案选择
针对氯化氢合成反应Cl2和H2进料流量比值控制需求,制定控制方案。氯气与氢气在加热、有明亮的光线照射或有触媒存在的情况下,发生迅速反应甚至发生爆炸性的化合反应,生成氯化氢。氢气流量单回路控制单元的给定值由氯气流量经过比例给定器处理后给定,通过氢气PID控制回路实现氢气按照设定比例系数跟随氯气流量变化,达到比例控制的目的。这个系统中关键是控制合成炉氢气、氯气进料流量比例系数,操作人员根据操作法和生产要求输入固定比例系数,便可实现氢气、氯气的自动比例控制,从而保证合成炉生成氯化氢产品。
1.3 自控比例实现
根据工艺控制要求,制定自控比值控制方案。当主流量(Cl2流量)变化时,其流量信号经测量变送器送到比值给定器,比值给定器按预先设置好的比值系数使输出成比例变化,并作为副流量调节器的设定值,此时副流量调节是一个随动系统,副回路输出(H2流量)经调节作用自动按设定比例跟随主流量(Cl2流量)变化,使其在新的工况下保持两流量比值不变。当副流量由于自身的干扰而变化时,因为它是一个单回路反馈系统,经控制后可以克服自身的干扰。在这里,比值给定器是比例型的,它在这里起着改变比值的作用,只要改变比值器的放大倍数,就能够调节两种煤气量的比值。此处要注意的是,当单“回路/比值切换”切至“InSV”时,比值作用被切除,转为单回路自动控制,尤其注意此时要按照单回路操作要求进行操作。
2 DCS组态实现
DCS组态关键是模块选择,及引脚链接。要实现比例控制,在选择单回路PID控制模块BSCX,PV引脚链接为现流量变送器4～20mA经过A/D转后的流量测量信号,即氢气流量FT-202A.PV,MV引脚链接输出经D/A转换后给现场调节阀4～20mA控制信号(阀位),即氢气流量控制阀FB-202A。
比值控制切换开关实现。选取SEL.BOOL模块输出链接至BSCX模块的给定值开关SwSV引脚,当其值为1时,开启BSCX外给定,0时关闭外给定。
外给定引入功能。氯气流量经A/D转换后通过数据转换后引入BSCX模块的外给定输入引脚ESV,当比值切换开关为1时,则外给定正常输入,比值控制功能开启,氯气流量引入作为氢气单回路控制模块的设定值,从而实现氯气、氢气比值控制功能。
外给定切除后,氢气调节将转为单回路控制,可认为给定设定值SV值,实现氢气流量单独控制。此时氢气流量将不受氯气流量的影响,无比例控制作用。
3 比例系数折算
比值调节方案确定后,比值系数如何计算,这是保证比值系统正常运行的前提。在生产中,操作条件所提出来的比值是两个物料体积流量之比,我们称其为工艺比值系数。而我们所采用的仪表信号为4～20mA,显然必须把工艺上的比值K折算成仪表上的比值系数K,才能进行比值设定。
该系统采用差压式流量计来测量流量,由于差压变送器通过DCS进行了开方,因此流量与测量信号成线性关系。
4 结语
在设计比值控制系统时,需要详细考虑工艺的操作条件,调节阀的气开、气关形式,调节器的正、反作用方式以及比值系数的计算等等。由于比值控制系统常为两个物料的比值,因此我们还必须详细考虑流量与测量信号是线性关系还是非线性关系。
此套自动系统使得氯气、氢气流量之比值较为精确,实施比较方便,即可达到合成反应稳定进行,从而氯化氢产品质量。
参考文献
[1]翁维勤,孙洪程．工程控制系统及工程[M]．化学工业出版社,2002.
[2]李代平．中文SQLServer2000数据库系统管理[M]．冶金工业出版社,2002.
[3]何有鸣,等．SUPCONJX-300X系统使用手册[M]．浙大中控技术有限公司,2004.
[4]厉玉鸣．化工仪表及自动化[M]．化学工业出版社,1999.