ECS控制系统在废气回收中应用.docVIP

集散控制系统在合成氨生产废气回收中的应用 葛 飞 河南心连心化肥有限公司，河南新乡 Henan XLX Fertilizer Co., Ltd., Xinxiang, Henan 刘新运 浙江中控技术股份有限公司，浙江杭州 Zhejiang SUPCON Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang 【摘 要】介绍炉控制的主要回路 冗余 ECS-100控制系统 [Key word ] DCS ECS-100 redundancy control system control scheme 概述 目前国内中小型氮肥企业主要采用固定床间歇式造气炉制气，生产合成氨、尿素等产品。在传统的生产合成氨工艺生产中，都是将造气炉热回收步续中的吹风气、PSA脱碳工段中的放空气、合成工段中的放空气等含有大量可燃气体（主要成分是H2、CH4等）直接排入大气，这些气体统称为制氮肥的三废气体，这些排放气不仅对环境造成污染，还使得很多有用气体成分巨大浪费；为了更好的处理三废气体，特增加三废气体回收处理装置，通过燃烧三废气产生中压蒸汽进行发电或为造气工段提供蒸汽。由于三废气中可燃气成份较高，相比传统燃煤锅炉具有更加易燃易爆的特点，需要特别设立吹风气回收岗位。 1 ECS-100系统特点 为了回收生产合成氨产生的废气，该吹风气岗位采用了浙江中控的 WebFieldECS-100系统来实现现场过程数据采集、监视、控制和操作等功能；该系统具有以下特点： 1.1高性能冗余主控制器 针对化工装置“安、稳、长、满、优”运行的需求，ECS-100控制系统在控制器中预置了通用的系统硬件规则表，软硬件的修改不需要停止控制器运行升级，自动识别不同的模块并采用相应的处理程序，实现软硬件的在线组态和升级。 1.2分散失效风险的多CPU协同工作 高可靠性控制器具备三个嵌入式微处理器，包括SCnet II通讯微处理器、主微处理器以及I/O通讯微处理器，分散硬件失效分析，提高抗网络冲击能力。 1.3基于单周期故障切换的系统冗余 ECS-100系统具备完整的I/O模块类型，包括AI、AO、DI、DO、RTD、TC等常规的IO模块及非常规的PI、SOE 、PAT等模块。 1.5分布式组态监控软件平台 以AdvanTrol-Pro为核心的分布式基础自动化软件平台的网络结构是按照数据对等的C/S模式设计，整体由三层网构成：监控层网络、操作层网络、管理层网。 图1 3 控制系统方案 三废炉控制的主要回路汽包水位三冲量调节系统是指汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号作用于调节器上，即三个被控变量对应一个调节器而进行的控制方式，其中汽包水位作为主信号，水位变化，调节器输出发生变化，继而改变给水流量，使水位恢复到给定值；蒸汽流量作为前馈信号，防止“虚假水位”使调节器产生错误的动作；给水流量作为反馈信号，使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰，使调节过程稳定，起到稳定给水流量的作用，其原理如图2所示： 图2 3.2三废炉过热段集中控制 吹风气回收三废燃烧炉为可燃气体在炉膛内直接燃烧产生的热量将水冷壁内的水加热从而产生蒸汽，也得到废气回收利用的效果，故保持炉膛内温度处在合适的数值非常关键，这主要在于对炉膛进口可燃气体进行量的调节来实现，其控制图如图3所示： 图3 3.3 送风系统控制 从生产系统来的可燃气体放空气中含氧量很少，对燃烧不利，为了使放空气中的可燃气体燃烧充分，故设置送风系统，由一台185KW电机带动风机对燃烧炉进行送风，为便于对风量的控制，在风机出口处设置一个调节档板，由智能电动执行器进行调节，送风电机的调节由低压变频器进行控制调节，变频器及智能电动执行器的调节信号均有DCS系统送出进行调节，并带反馈，其控制如图4所示。 图4 3.4 引风机变频控制 作为吹风气岗位中最重要的动设备，其作用主要是将燃烧炉内燃烧后的气体吸出来送到烟囱，采用一台450KW风机来实现，和送风系统一样，也是通过调节设置的风门挡板（通过智能电动执行器完成）来实现风量的调节，在正常生产过程中，由于生产负荷的变化，需要通过对引风机配套的高压变频器对电机进行调节控制，其控制如图5所示。 图5 4 控制系统监控设计 实时监控软件（AdvanTrol）是ECS-100控制系统的上位机监控软件，通过鼠标和操作员键盘的配合使用，可以方便地完成各种监控操作。实时监控软件的运行界面是操作人员监控生产过程的工作平台。在这个平台上，操作人