制酸干吸的工藝過(guò)程。
(1)干燥塔將凈化后的SO2煙氣給予干燥,干燥后的SO2煙氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化器將其轉(zhuǎn)化為SO3;
(2)因?yàn)闈釮2SO4有吸收水分這一特性;利用這個(gè)原理,干燥塔吸收煙氣中的水分,從而使得干燥循環(huán)槽H2SO4的濃度降低,干燥循環(huán)槽H2SO4的數(shù)量增加、液位升高;
(3)通過(guò)干燥循環(huán)槽到中間吸收循環(huán)槽竄酸閥和中間吸收循環(huán)槽到干燥循環(huán)槽竄酸閥,保持干燥循環(huán)槽H2SO4濃度和平衡干燥循環(huán)槽H2SO4液位;若生產(chǎn)93%H2SO4,可將放酸閥打開(kāi),將干燥循環(huán)槽中高于循環(huán)槽設(shè)定點(diǎn)的H2SO4放入計(jì)量槽;若生產(chǎn)98%H2SO4,用干燥循環(huán)槽到中間吸收循環(huán)槽竄酸閥和中間吸收循環(huán)槽到干燥循環(huán)槽竄酸閥,保持中間吸收循環(huán)槽濃度、控制干燥循環(huán)槽液位;
(4)中間吸收循環(huán)槽是將轉(zhuǎn)化器一次轉(zhuǎn)化后的SO3煙氣用濃H2SO4給予吸收;因此,中間吸收循環(huán)槽H2SO4的濃度在逐漸升高,液位同時(shí)也在升高;如要保持中間吸收循環(huán)槽H2SO4的濃度,用干燥循環(huán)槽的相對(duì)低濃度的H2SO4和給中間吸收循環(huán)槽加水的方法才能使中間吸收循環(huán)槽H2SO4的濃度保持;如果生產(chǎn)98%H2SO4,打開(kāi)
中間吸收循環(huán)槽放酸閥將中間吸收循環(huán)槽內(nèi)的98%H2SO4放入計(jì)量槽,保持中間吸收循環(huán)槽液位,用干燥循環(huán)槽到中間吸收循環(huán)槽竄酸閥和中間吸收循環(huán)槽H2SO4濃度調(diào)節(jié)閥保持濃度;;如果生產(chǎn)93%H2SO4,則用中間吸收循環(huán)槽H2SO4來(lái)調(diào)節(jié)干燥循環(huán)槽H2SO4濃度,干燥循環(huán)槽放酸閥保持干燥循環(huán)槽液位;最終吸收循環(huán)槽是將二次轉(zhuǎn)化后的SO3煙氣用濃H2SO4給予吸收;最終吸收循環(huán)槽的液位和濃度是通過(guò)最終吸收循環(huán)槽到中間吸收循環(huán)槽竄酸閥和加水閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖所示:
其次,影響制酸干吸生產(chǎn)的外部因素還有很多,例如:(1)焙燒輸送到制酸的SO2含量;(2)干燥塔入口的溫度大?。唬?)干燥循環(huán)酸、中間吸收循環(huán)酸的濃度變化、液位變化;(4)干燥循環(huán)槽、中間吸收循環(huán)槽、最終吸收循環(huán)槽的加水管道、竄酸管道和放酸管道的口徑大小相異,各管道流量大小不同;(5)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥響應(yīng)時(shí)間,以及儀表各測(cè)量點(diǎn)的反應(yīng)速度快慢等等。鑒于上述工藝條件和諸多不確定的外部因素,也就是說(shuō)當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握,或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí),控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí),系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定,采用PID調(diào)節(jié)是非常可行的、更能貼近于實(shí)際的控制技術(shù)。
目前,控制制酸干吸的調(diào)節(jié)閥有(1)干燥循環(huán)槽放酸閥(93%放酸閥);(2)干燥循環(huán)槽到中間吸收循環(huán)槽竄酸閥;(3)干燥循環(huán)槽H2SO4濃度調(diào)節(jié);(4)中間吸收循環(huán)槽液位調(diào)節(jié)(98%放酸閥);(5)中間循環(huán)槽到干燥循環(huán)槽竄酸閥;(6)中間吸收循環(huán)槽H2SO4濃度調(diào)節(jié);(7)最終吸收循環(huán)槽液位調(diào)節(jié)(最終吸收循環(huán)槽到中間循環(huán)槽竄酸閥);(8)最終吸收循環(huán)槽濃度調(diào)節(jié),而參與控制的監(jiān)測(cè)點(diǎn)有(1)干燥循環(huán)槽、中間吸收循環(huán)槽、最終吸收循環(huán)槽液位測(cè)量(2)干燥循環(huán)槽、中間吸收循環(huán)槽、最終吸收循環(huán)槽H2SO4濃度測(cè)量(3)干燥塔入口溫度測(cè)量。由于各個(gè)調(diào)節(jié)閥均是單獨(dú)針對(duì)一個(gè)受控對(duì)象;但是,就對(duì)于整體而言,其它的受控對(duì)象因?yàn)橐粋€(gè)受控對(duì)象的變化而變化;
例如:現(xiàn)在因市場(chǎng)需要93%的H2SO4,制酸干吸干燥循環(huán)槽濃度控制在93%~94%之間,干燥循環(huán)槽液位變化控制在1.85m±0.15m之間,中間循環(huán)槽濃度控制在98.4%~98.5%之間,中間循環(huán)槽液位變化控制在1.85m±0.15m之間;當(dāng)中間循環(huán)槽濃度大于設(shè)定點(diǎn)濃度時(shí),此時(shí),干燥循環(huán)槽到中間循環(huán)槽竄酸閥打開(kāi)(調(diào)節(jié)中間吸收循環(huán)槽濃度),中間吸收循環(huán)槽H2SO4濃度調(diào)節(jié)自動(dòng)打開(kāi);由于干燥循環(huán)槽到中間循環(huán)槽竄酸閥自動(dòng)打開(kāi),中間吸收循環(huán)槽液位開(kāi)始升高,中間吸收循環(huán)槽到干燥循環(huán)槽竄酸閥自動(dòng)打開(kāi)(調(diào)節(jié)中間吸收循環(huán)槽液位),干燥循環(huán)槽液位升高、濃度升高,此時(shí)當(dāng)液位、濃度大于設(shè)定值,干燥循環(huán)槽放酸閥和干燥循環(huán)槽H2SO4濃度調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開(kāi);由此可見(jiàn),各參數(shù)的波動(dòng)與調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作大小和快慢密切相關(guān),加之外部影響,實(shí)際控制難度很大;而且沒(méi)有現(xiàn)成的實(shí)例給予參照。
現(xiàn)在二期制酸干吸自動(dòng)配酸系統(tǒng)采用的是PI反向調(diào)節(jié)方式,既反向比例加積分的調(diào)節(jié)方式。對(duì)P調(diào)節(jié)而言,輸出與輸入成比例關(guān)系,只要有偏差存在,調(diào)節(jié)器的輸出立刻與偏差成比例的變化,因此比例調(diào)節(jié)的特點(diǎn)就是作用及時(shí)迅速。比例作用的大小取決于比例系數(shù)K的大小,K值越大比例作用越強(qiáng),反之越弱。若K<0系統(tǒng)為反向調(diào)節(jié),若K>0系統(tǒng)為正向調(diào)節(jié),在此系統(tǒng)中采用的是反向調(diào)節(jié)方式。但是單純的比例調(diào)節(jié)方式會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)余差,從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定,為了避免這一現(xiàn)象需加入積分調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)。只要有偏差出現(xiàn),積分作用的輸出就會(huì)隨時(shí)間不斷變化,直到偏差消除后輸出才會(huì)穩(wěn)定,從而消除余差。積分作用輸出變化的快慢與輸入偏差的大小成正比,而與積分時(shí)間TI成反比。TI越小,積分速度越快,積分作用就越強(qiáng),反之越弱。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng),如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱(chēng)這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱(chēng)有差系統(tǒng),為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分,隨著時(shí)
間的增加,積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣,即便誤差很小,積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大,它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小,直到等于零。因此,比例加積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。在二期制酸干吸實(shí)際PI調(diào)節(jié)過(guò)程中,因?yàn)榍懊嫠岬降耐獠扛蓴_因素對(duì)于工藝的影響,如果做到絕對(duì)的穩(wěn)定是不能辦到的;只有在現(xiàn)有的條件下,通過(guò)用實(shí)際的比對(duì)方法尋找到適合于當(dāng)前工藝生產(chǎn)的最佳點(diǎn)(也就是相對(duì)平衡點(diǎn)),得到滿足工藝要求的調(diào)節(jié)方式。
二期制酸干吸自動(dòng)配酸系統(tǒng)正常投入使用,給予當(dāng)前工藝系統(tǒng)提供了一種新的生產(chǎn)模式,為生產(chǎn)系統(tǒng)的操作工人提供了安全可靠的工作環(huán)境,降低了現(xiàn)場(chǎng)操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;但是,從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),自動(dòng)化儀表車(chē)間維護(hù)工的工作量和維護(hù)質(zhì)量在明顯的增加,具體表現(xiàn)在(1)要求儀表維護(hù)工對(duì)于工藝系統(tǒng)要相當(dāng)?shù)氖煜?,只有充分的了解生產(chǎn)工藝過(guò)程,才能將儀表知識(shí)與生產(chǎn)工藝相結(jié)合,才能更好更快的判斷故障、處理故障,為生產(chǎn)提供高質(zhì)量的服務(wù);(2)充分了解儀表性能和特點(diǎn)。公司新到員工很多,大多數(shù)是剛從學(xué)校畢業(yè)新進(jìn)廠的年輕員工,自動(dòng)化儀表車(chē)間也是如此,他們對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備沒(méi)有足夠的了解,即使是了解一點(diǎn),也是大多數(shù)從書(shū)本上知道的理論知識(shí)。要盡快的融入生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中,就要多學(xué)、多問(wèn)、多實(shí)踐,加上進(jìn)廠時(shí)間長(zhǎng)的工程技術(shù)人員和老師傅的傳、幫、帶,通過(guò)一段時(shí)間內(nèi)的技術(shù)培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,才能做到合格的儀表維護(hù)人員;(3)儀表種類(lèi)多,工作難度大。僅在此控制系統(tǒng)中對(duì)于控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響的和參與控制的就有溫度、物位(液位計(jì))測(cè)量、濃度分析、電動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),它的復(fù)雜性由此可見(jiàn)一斑;同時(shí),測(cè)量的準(zhǔn)確與否直接影響到當(dāng)前的自動(dòng)配酸的整個(gè)過(guò)程,因此,儀表人員的維護(hù)強(qiáng)度大幅度的增加,工作難度也大幅度的增強(qiáng)。
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