霍尼韋爾 PKS-C200 DCS系統(tǒng)在蒸發(fā)工藝上的應(yīng)用

吉榮軍

新疆中泰化學(xué)（集團）股份有限公司，新疆烏魯木齊 830009

霍尼韋爾 PKS-C200 DCS系統(tǒng)在蒸發(fā)工藝上的應(yīng)用

吉榮軍

新疆中泰化學(xué)（集團）股份有限公司，新疆烏魯木齊 830009

本文介紹了DCS系統(tǒng)在燒堿蒸發(fā)工藝裝置上的設(shè)計和應(yīng)用情況，中泰化學(xué)股份有限公司采用霍尼韋爾PKS-C200系統(tǒng)實現(xiàn)了蒸發(fā)裝置的全方位控制。

PKS-C200 DCS系統(tǒng)；燒堿蒸發(fā)；溫差出料

新疆中泰化學(xué)股份有限公司西山事業(yè)部現(xiàn)有裝置生產(chǎn)能力年產(chǎn)14萬t離子膜燒堿和年產(chǎn)17.5萬tPVC樹脂。隨著企業(yè)產(chǎn)量的逐步增大，生產(chǎn)裝置的安全穩(wěn)定運行越顯重要。2010年，作者負(fù)責(zé)蒸發(fā)工序的控制系統(tǒng)改造項目，用霍尼韋爾PKS-C200 DCS系統(tǒng)取代了原來的電Ⅲ型儀表控制屏系統(tǒng)，實現(xiàn)了蒸發(fā)裝置工藝過程的自動化控制調(diào)節(jié)。

1 改造前蒸發(fā)裝置運行過程中的缺點

1）老式顯示儀表性能落后。蒸發(fā)工序是新疆中泰化學(xué)股份公司西山事業(yè)部界區(qū)內(nèi)唯一仍然使用老式儀表面板監(jiān)控系統(tǒng)的工序，儀表面板監(jiān)控系統(tǒng)仍然在使用老式的國產(chǎn)電動Ⅱ型或電動Ⅲ型顯示調(diào)節(jié)儀表，對蒸發(fā)工藝過程進(jìn)行運行參數(shù)監(jiān)控。這些老式儀表只能實時顯示當(dāng)前的蒸發(fā)裝置工藝生產(chǎn)過程中的壓力、溫度、流量等實時數(shù)據(jù)，不帶數(shù)據(jù)記錄功能和歷史趨勢查詢功能；

2）儀表監(jiān)控設(shè)備比較分散不集中。蒸發(fā)儀表監(jiān)控系統(tǒng)使用87塊顯示儀表面板，分布在3面控制屏上來顯示蒸發(fā)工藝整體運行狀態(tài)，操作員工工作強度大。當(dāng)蒸發(fā)裝置出現(xiàn)問題時，控制室的操作工不能及時監(jiān)視到故障設(shè)備的運行情況，無法判斷工藝報警的先后次序，導(dǎo)致無法進(jìn)行相對應(yīng)的應(yīng)急操作；

3）在蒸發(fā)裝置的出料操作上，是現(xiàn)場操作員工根據(jù)手工取樣，化驗分析效體內(nèi)的堿液濃度，經(jīng)分析合格后，才由現(xiàn)場操作員工手動操作進(jìn)行出料，成品堿消耗大，且濃度指標(biāo)不穩(wěn)定。這種人工出料方法自動化程度非常低、操作員工工作強度大，生產(chǎn)效率低下，能耗高，不能滿足企業(yè)節(jié)能降耗、增強競爭力、大規(guī)模現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求，實現(xiàn)蒸發(fā)裝置出料操作的自動控制，是我們這次儀表控制系統(tǒng)改造的主要課題。

2 蒸發(fā)DCS控制系統(tǒng)改造實施方案

2.1 蒸發(fā)工藝流程介紹

蒸發(fā)工序采用兩套二效順流工藝，即將離子膜工序輸送來的30%離子膜燒堿送入Ⅰ效蒸發(fā)器、Ⅱ效蒸發(fā)器中，用蒸汽進(jìn)行加熱，使堿液在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰，除去其中的水分，濃縮成45%的成品堿，然后將45%的堿液用泵打入升膜蒸發(fā)器，繼續(xù)進(jìn)行蒸汽加熱，使堿液在升膜蒸發(fā)器內(nèi)沸騰，除去其中的水分，濃縮成72%的堿液，送到固堿工序進(jìn)行熬制成固堿，工藝流程圖如下：

2.2 PKS C200 系統(tǒng)監(jiān)控及控制回路說明

蒸發(fā)工序應(yīng)用PKS-C200系統(tǒng)主要完成堿液蒸發(fā)過程中的工藝參數(shù)監(jiān)測與控制，各工藝設(shè)備運行狀況的監(jiān)測與邏輯控制，工藝生產(chǎn)及工藝設(shè)備的安全聯(lián)鎖控制等，完成常規(guī)儀表所無法實現(xiàn)的中央統(tǒng)一顯示、操作、工藝參數(shù)報警顯示、工藝參數(shù)趨勢記錄，實現(xiàn)了蒸發(fā)工序的兩套裝置的Ⅰ效蒸發(fā)器、Ⅱ效蒸發(fā)器、升膜蒸發(fā)器的液位自動調(diào)節(jié)。

2.3 效體成品堿溫差出料自動控制方案說明

為了解決效堿自動出料控制的難題，我們成立了QC小組，翻閱大量技術(shù)資料，借鑒國內(nèi)同行現(xiàn)有的溫差出料控制方案，來制定自己的出料控制方案。我們使用的出料自控方案主要是使用“溫差法”原理間接測量濃度，配合單回路調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自動出料。我們在PKS C200 系統(tǒng)上開發(fā)出一個堿液濃度算法模塊，并以該濃度作為被調(diào)參數(shù)，以Ⅱ效蒸發(fā)器出料流量（放堿）及Ⅱ效回流量作為調(diào)節(jié)參數(shù)，以要控制的濃度（工藝確定）作為設(shè)定值組成單回路控制，來實現(xiàn)效體蒸發(fā)器的自動出料。

3 PKS C200 DCS系統(tǒng)組成

PKS-C200 DCS作為Honeywell公司在Plantape系統(tǒng)的基礎(chǔ)上優(yōu)化更新推出的開放型控制系統(tǒng)，以Windows 2000 sever為操作系統(tǒng)， 包含了最新設(shè)計的混合型控制器 CPM 和高速容錯以太網(wǎng)（FTE）以及高級的工程工具和應(yīng)用軟件包，具有完整的過程控制功能、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視功能、先進(jìn)的控制算法。

針對蒸發(fā)裝置控制參數(shù)的要求對控制系統(tǒng)硬件做出如下配置；1、控制柜機柜2臺，內(nèi)配控制卡2塊、數(shù)據(jù)通訊卡2塊、AI卡12塊、AO卡、2塊DI卡2塊、DO卡1塊。2、DELL P4工程師站2套，配液晶彩顯。

4 系統(tǒng)主要功能

1）操作站微機顯示蒸發(fā)裝置的工藝流程動態(tài)實時數(shù)據(jù)的流程圖界面，可以直觀地表示整套工藝裝置的設(shè)備、工藝運行狀態(tài)；

2）DCS系統(tǒng)集成自診斷信息顯示，可以及時查看控制系統(tǒng)的主控卡、數(shù)據(jù)通訊卡、I/O卡件以及網(wǎng)絡(luò)通信故障診斷信息，方便儀表維護(hù)人員進(jìn)行檢查；

3）DCS系統(tǒng)集成歷史數(shù)據(jù)記錄及趨勢圖顯示、查詢、實時報表和歷史報表自動生成；

4）現(xiàn)場工藝運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)報警，可以及時查看蒸發(fā)裝置當(dāng)前的運行參數(shù)瞬時波動值。

5 實施效果

PKS-C200 DCS系統(tǒng)在蒸發(fā)裝置上的成功應(yīng)用，實現(xiàn)了蒸發(fā)工藝過程控制、顯示與操作的自動化控制，各項監(jiān)控點數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)在流程圖上實時顯示，實時報警和歷史趨勢顯示正常可靠，操作簡單，降低了操作人員的工作難度，提高了蒸發(fā)工序的自動化程度和生產(chǎn)效率。

[1]程殿彬，陳伯森.離子膜制堿生產(chǎn)技術(shù).中國氯堿工業(yè)協(xié)會編寫.

[2]張宏偉.蒸發(fā)系統(tǒng)的改造[J].氯堿工業(yè)，2008(11).

[3]谷耀恒.DCS在離子膜法燒堿裝置上的應(yīng)用[J].氯堿工業(yè)，2007(10).

TQ114

A

1674-6708（2011）51-0126-02

吉榮軍，助理工程師，研究方向：儀表自動化控制系統(tǒng)的新技術(shù)在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用和推廣

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