ZHSR工藝的自動控制

1、鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制1鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制2ZHSRZHSR硫回收技術(shù)是由鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司吸收、硫回收技術(shù)是由鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司吸收、消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出來的硫回收技術(shù)。該硫消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出來的硫回收技術(shù)。該硫回收技術(shù)具有工程設(shè)計(jì)先進(jìn)、裝置能耗低、設(shè)備布置緊回收技術(shù)具有工程設(shè)計(jì)先進(jìn)、裝置能耗低、設(shè)備布置緊湊、占地面積小，裝置規(guī)模大、操作彈性寬、硫化氫濃湊、占地面積小，裝置規(guī)模大、操作彈性寬、硫化氫濃度適應(yīng)范圍廣、自動控制方案設(shè)置合理，達(dá)到了國際先度適應(yīng)范圍廣、自

2、動控制方案設(shè)置合理，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。進(jìn)水平。一、前一、前 言言 鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制3該技術(shù)的主要特點(diǎn)是過程控制自動化程度高，裝置運(yùn)行安全該技術(shù)的主要特點(diǎn)是過程控制自動化程度高，裝置運(yùn)行安全可靠。由于硫磺回收裝置在煉油廠總體流程中處于尾部，原料的可靠。由于硫磺回收裝置在煉油廠總體流程中處于尾部，原料的供給點(diǎn)多，因此它的原料（酸性氣）流量和組成波動大，而硫磺供給點(diǎn)多，因此它的原料（酸性氣）流量和組成波動大，而硫磺的生成全靠硫化氫化學(xué)反應(yīng)生成，為了確保高的硫轉(zhuǎn)化率，必須的生成全靠硫化氫化學(xué)反應(yīng)生成，為了確保高的硫轉(zhuǎn)化率，必須對反應(yīng)另一物料（氧氣

3、）按化學(xué)計(jì)量供給，因此裝置的設(shè)計(jì)必須對反應(yīng)另一物料（氧氣）按化學(xué)計(jì)量供給，因此裝置的設(shè)計(jì)必須采用先進(jìn)合理的控制方案。另外，其原料、中間產(chǎn)物都含高濃度采用先進(jìn)合理的控制方案。另外，其原料、中間產(chǎn)物都含高濃度的硫化氫、二氧化硫、二硫化碳和羰基硫等有毒有害物質(zhì)，介質(zhì)的硫化氫、二氧化硫、二硫化碳和羰基硫等有毒有害物質(zhì)，介質(zhì)一旦泄漏就會發(fā)生人身傷亡和環(huán)境污染事故；介質(zhì)有燃料氣、硫一旦泄漏就會發(fā)生人身傷亡和環(huán)境污染事故；介質(zhì)有燃料氣、硫磺、氫氣等易燃易爆物料，同時(shí)還有多臺不同壓力等級的蒸汽鍋磺、氫氣等易燃易爆物料，同時(shí)還有多臺不同壓力等級的蒸汽鍋爐，裝置運(yùn)行危險(xiǎn)性大。為了保證裝置的安全運(yùn)行，要求其設(shè)計(jì)爐，

4、裝置運(yùn)行危險(xiǎn)性大。為了保證裝置的安全運(yùn)行，要求其設(shè)計(jì)必須具有可靠的開工程序和完善的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。必須具有可靠的開工程序和完善的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。一、前一、前 言言 鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制42.12.1酸性氣的需氧控制酸性氣的需氧控制1 1、控制方案的作用、控制方案的作用 該空氣流量的前饋該空氣流量的前饋- -反饋反饋- -再反饋控制方案，是硫磺回收裝置再反饋控制方案，是硫磺回收裝置始終保持高的硫轉(zhuǎn)化率和長周期平穩(wěn)的保證。該控制方案在正常始終保持高的硫轉(zhuǎn)化率和長周期平穩(wěn)的保證。該控制方案在正常生產(chǎn)時(shí)，能適應(yīng)裝置原料酸性氣流量和組成的變化，可自動調(diào)節(jié)生產(chǎn)

5、時(shí)，能適應(yīng)裝置原料酸性氣流量和組成的變化，可自動調(diào)節(jié)主空氣和微空氣流量，并能自動修正空氣主空氣和微空氣流量，并能自動修正空氣/ /酸性氣比值誤差。在酸性氣比值誤差。在裝置開停工和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可確保燃料氣入反應(yīng)爐自動配風(fēng)，裝置開停工和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可確保燃料氣入反應(yīng)爐自動配風(fēng)，解決硫磺裝置開停工和低負(fù)荷運(yùn)行困難問題。解決硫磺裝置開停工和低負(fù)荷運(yùn)行困難問題。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案 鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制52、工藝要求、工藝要求 本裝置硫磺生產(chǎn)的原理是使原料氣中硫化氫與空氣中的氧氣本裝置硫磺生產(chǎn)的原理是使原料氣中硫化氫與空氣中的氧氣反應(yīng)

6、生成元素硫。氧氣過量會生成二氧化硫，氧氣過量嚴(yán)重時(shí)危反應(yīng)生成元素硫。氧氣過量會生成二氧化硫，氧氣過量嚴(yán)重時(shí)危及裝置安全；氧氣不足硫化氫反應(yīng)不完全，原料中雜質(zhì)氨和烴燃及裝置安全；氧氣不足硫化氫反應(yīng)不完全，原料中雜質(zhì)氨和烴燃燒不充分，造成裝置停工和硫磺產(chǎn)品不合格。因此氧氣過多過少燒不充分，造成裝置停工和硫磺產(chǎn)品不合格。因此氧氣過多過少都會對裝置造成很大的影響，為此必須通過控制空氣都會對裝置造成很大的影響，為此必須通過控制空氣/酸性氣比例，酸性氣比例，嚴(yán)格控制過程氣中嚴(yán)格控制過程氣中H2S/2SO2為一定值。為一定值。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案 鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任

7、公司ZHSR工藝的自動控制63 3、控制方案說明、控制方案說明 主燃燒室空氣流量控制采用前饋主燃燒室空氣流量控制采用前饋- -反饋反饋- -再反饋控制方案。所謂前饋：通過再反饋控制方案。所謂前饋：通過測量酸性氣和燃料氣流量，計(jì)算出燃燒所需的空氣量，把二物料或多物料需要測量酸性氣和燃料氣流量，計(jì)算出燃燒所需的空氣量，把二物料或多物料需要的空氣量相加作為主調(diào)空氣量的設(shè)定值；所謂反饋：通過測量過程氣中的空氣量相加作為主調(diào)空氣量的設(shè)定值；所謂反饋：通過測量過程氣中H2S-H2S-2SO22SO2值，作為微調(diào)空氣流量的設(shè)定值；所謂再反饋：把微調(diào)空氣調(diào)節(jié)情況再傳值，作為微調(diào)空氣流量的設(shè)定值；所謂再反饋：把

8、微調(diào)空氣調(diào)節(jié)情況再傳遞給主調(diào)空氣，通過調(diào)節(jié)主調(diào)空氣量確保微調(diào)空氣正常運(yùn)行。遞給主調(diào)空氣，通過調(diào)節(jié)主調(diào)空氣量確保微調(diào)空氣正常運(yùn)行。 空氣流量的前饋控制如下：酸性氣體積流量（空氣流量的前饋控制如下：酸性氣體積流量（FT/AFT/A）先進(jìn)行溫壓補(bǔ)償轉(zhuǎn)換）先進(jìn)行溫壓補(bǔ)償轉(zhuǎn)換為質(zhì)量流量，在主燃燒室的入口燃料氣線上的測量得到了主燃燒室燃料氣為質(zhì)量流量，在主燃燒室的入口燃料氣線上的測量得到了主燃燒室燃料氣（FT/D1FT/D1）的質(zhì)量流量。通過測量燃料氣的分子量，計(jì)算塊（）的質(zhì)量流量。通過測量燃料氣的分子量，計(jì)算塊（AY/DAY/D）計(jì)算出燃）計(jì)算出燃燒空氣對燃料氣的完全燃燒質(zhì)量流量的比值。通過燃料氣質(zhì)量流

9、量與空氣燒空氣對燃料氣的完全燃燒質(zhì)量流量的比值。通過燃料氣質(zhì)量流量與空氣/ /燃燃料氣完全燃燒比的相乘（料氣完全燃燒比的相乘（FY/D2FY/D2），得到完全燃燒測量燃料氣所需的空氣的計(jì)），得到完全燃燒測量燃料氣所需的空氣的計(jì)算質(zhì)量流量，這個(gè)數(shù)值與操作人員設(shè)定的期望燃燒比值（算質(zhì)量流量，這個(gè)數(shù)值與操作人員設(shè)定的期望燃燒比值（HIC/DHIC/D）相乘得到期）相乘得到期望的燃料氣的所需空氣流量（望的燃料氣的所需空氣流量（FY/D3FY/D3）。同時(shí)酸性氣流量乘以操作人員設(shè)定的）。同時(shí)酸性氣流量乘以操作人員設(shè)定的空氣空氣/ /酸性氣燃燒比值（酸性氣燃燒比值（HIC/CHIC/C），得到期望的燃燒酸

10、性氣效果的空氣流量），得到期望的燃燒酸性氣效果的空氣流量（FY/A1FY/A1）。兩者相加（）。兩者相加（FY/B1FY/B1），得到期望的燃燒效果的所需空氣總量），得到期望的燃燒效果的所需空氣總量, ,空氣空氣總量作為空氣主調(diào)控制器（總量作為空氣主調(diào)控制器（FIC/BFIC/B）的設(shè)定值。）的設(shè)定值。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制7 在上述設(shè)定的作為期望的空氣在上述設(shè)定的作為期望的空氣/ /酸性氣燃燒比值和實(shí)際存在的空氣酸性氣燃燒比值和實(shí)際存在的空氣/ /酸性氣比值之酸性氣比值之間存在偏差，同樣在燃料氣中，計(jì)算得到的

11、完全燃燒空氣間存在偏差，同樣在燃料氣中，計(jì)算得到的完全燃燒空氣/ /燃料氣比值和實(shí)際存在的燃料氣比值和實(shí)際存在的完全燃燒空氣完全燃燒空氣/ /燃料氣比值之間也存在偏差。為了消除這些偏差，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的控制，燃料氣比值之間也存在偏差。為了消除這些偏差，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的控制，又引入了反饋控制。將從第三硫冷凝器后管線中過程氣的（又引入了反饋控制。將從第三硫冷凝器后管線中過程氣的（H2S-2SO2H2S-2SO2）測量值作為被）測量值作為被控變量，（控變量，（H2S-2SO2H2S-2SO2）質(zhì)量控制器（）質(zhì)量控制器（AIC/CAIC/C）的輸出值通過調(diào)整微調(diào)空氣流量控制器）的輸出值通過調(diào)整微調(diào)空氣流量控制器（

12、FIC/CFIC/C）設(shè)定值的方式加以反饋控制。當(dāng)實(shí)際）設(shè)定值的方式加以反饋控制。當(dāng)實(shí)際H2S-2SO2H2S-2SO2含量與零之間有偏差時(shí)，控含量與零之間有偏差時(shí)，控制系統(tǒng)會調(diào)整微調(diào)風(fēng)線的空氣流量控制器（制系統(tǒng)會調(diào)整微調(diào)風(fēng)線的空氣流量控制器（FIC/CFIC/C）的設(shè)定點(diǎn)使）的設(shè)定點(diǎn)使H2S-2SO2H2S-2SO2含量為零含量為零（VOL%VOL%）。反饋控制可進(jìn)行正常微調(diào)回路和低負(fù)荷微調(diào)回路的選擇（）。反饋控制可進(jìn)行正常微調(diào)回路和低負(fù)荷微調(diào)回路的選擇（HS/CHS/C）。）。 在上述空氣前饋和反饋控制時(shí)，如果操作人員操作人員設(shè)定的空氣在上述空氣前饋和反饋控制時(shí)，如果操作人員操作人員設(shè)定的

13、空氣/ /酸性氣燃燒酸性氣燃燒比值（比值（HIC/CHIC/C）或燃料氣期望燃燒比值（）或燃料氣期望燃燒比值（HIC/DHIC/D）不當(dāng)，微調(diào)空氣流量可能太大或太少，）不當(dāng)，微調(diào)空氣流量可能太大或太少，影響前饋和反饋控制的正常運(yùn)行。再反饋的作用是，把微調(diào)空氣調(diào)節(jié)情況再傳遞給主影響前饋和反饋控制的正常運(yùn)行。再反饋的作用是，把微調(diào)空氣調(diào)節(jié)情況再傳遞給主調(diào)空氣，使主調(diào)空氣的設(shè)定發(fā)生改變，從使微調(diào)空氣得到有效調(diào)節(jié)。微調(diào)空氣流量控調(diào)空氣，使主調(diào)空氣的設(shè)定發(fā)生改變，從使微調(diào)空氣得到有效調(diào)節(jié)。微調(diào)空氣流量控制器（制器（FIC/CFIC/C）的輸出通過平衡調(diào)整回路，用特殊的運(yùn)算塊（）的輸出通過平衡調(diào)整回路，用

14、特殊的運(yùn)算塊（FY/B2FY/B2）通過選擇器）通過選擇器（HS/BHS/B）去修正主空氣量（）去修正主空氣量（FY/B1FY/B1），防止微調(diào)風(fēng)線空氣流量超過大或過小。具體見），防止微調(diào)風(fēng)線空氣流量超過大或過小。具體見下圖：下圖：二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制84、控制回路投用辦法、控制回路投用辦法 首先，調(diào)整好主調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器（首先，調(diào)整好主調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/B）、微調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器）、微調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/C）、燃料氣流量調(diào)節(jié)器（）、燃料氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/D）的）的PID參數(shù)，調(diào)節(jié)器投參數(shù)，調(diào)

15、節(jié)器投“自動自動”。其。其次，把空氣次，把空氣/酸性氣燃燒比值（酸性氣燃燒比值（HIC/C）或燃料氣期望燃燒比值（）或燃料氣期望燃燒比值（HIC/D）設(shè)定）設(shè)定合適的值，調(diào)整主調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器（合適的值，調(diào)整主調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/B）的設(shè)定值與計(jì)算值（）的設(shè)定值與計(jì)算值（FY/B1）相近，主調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器投相近，主調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器投“串級串級”，裝置前饋控制投用。接著，微調(diào)空氣，裝置前饋控制投用。接著，微調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器（流量調(diào)節(jié)器（FIC/C）的設(shè)定值與計(jì)算值（）的設(shè)定值與計(jì)算值（FY/C1）相近，微調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)）相近，微調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器投器投“串級串級”，裝置反饋控制投用。最后，

16、如果有必要投用再反饋，則把選擇，裝置反饋控制投用。最后，如果有必要投用再反饋，則把選擇器（器（HS/B）切至平衡調(diào)整回路，再反饋系統(tǒng)投用。如果裝置負(fù)荷低，主調(diào)空氣）切至平衡調(diào)整回路，再反饋系統(tǒng)投用。如果裝置負(fù)荷低，主調(diào)空氣調(diào)整困難，把選擇器（調(diào)整困難，把選擇器（HS/C）切至小流量微調(diào)回路，把前饋和反饋全部引入微）切至小流量微調(diào)回路，把前饋和反饋全部引入微調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器。調(diào)空氣流量調(diào)節(jié)器。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制9二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案分子量S PB 1F YS PF TBF I CBF YD 3

17、H SBF I CCF YB 2CH SC 3F YF YC 2C 1F YCA I CF TCF TDD IF IDA YD 2F YDF I CH I CDS PP TF TAA TAT TA IAF IAP IF YA 1T IF YA 1H I CC微調(diào)空氣流量測量及調(diào)節(jié)主調(diào)空氣流量測量及調(diào)節(jié)燃料氣流量測量及調(diào)節(jié)酸性流量測量反應(yīng)爐空氣前饋和反饋控制圖需空氣量酸性氣質(zhì)量流量空氣/ 酸性氣比例流量外給定P V( 約2 )選擇器選擇器H 2 S / S O 2 分析儀來O PP V小流量微調(diào)回路主調(diào)空氣計(jì)算空氣量正常微調(diào)回路平衡調(diào)整回路M VM V化學(xué)計(jì)量空氣需要量M V計(jì)算塊鎮(zhèn)海石化工程有

18、限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制10 2.22.2在線爐交叉限位控制在線爐交叉限位控制1 1、控制方案的作用、控制方案的作用 該擴(kuò)展雙比率交叉限位控制方案是該擴(kuò)展雙比率交叉限位控制方案是ZHSRZHSR的專利技術(shù)，是鎮(zhèn)海石化工程公的專利技術(shù)，是鎮(zhèn)海石化工程公司采用在線爐工藝流程的保證。該控制方案很好地解決了，由于燃料氣和空司采用在線爐工藝流程的保證。該控制方案很好地解決了，由于燃料氣和空氣調(diào)整不同步而發(fā)生的燃燒氣體中過氧和產(chǎn)生碳黑問題。氣調(diào)整不同步而發(fā)生的燃燒氣體中過氧和產(chǎn)生碳黑問題。2 2、工藝要求、工藝要求 在線爐的作用是通過燃料氣在低于化學(xué)計(jì)量下燃燒，給反應(yīng)器入口

19、過程在線爐的作用是通過燃料氣在低于化學(xué)計(jì)量下燃燒，給反應(yīng)器入口過程氣或尾氣提供熱量，使反應(yīng)器獲得最大的硫轉(zhuǎn)化率，同時(shí)為反應(yīng)提供一定量氣或尾氣提供熱量，使反應(yīng)器獲得最大的硫轉(zhuǎn)化率，同時(shí)為反應(yīng)提供一定量的還原氣體（的還原氣體（H2H2、COCO）。重點(diǎn)避免：在燃料氣組份發(fā)生變化、燃料氣和空氣）。重點(diǎn)避免：在燃料氣組份發(fā)生變化、燃料氣和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生故障、在線爐出口溫度波動大等情況時(shí)，發(fā)生由于燃料氣和空調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生故障、在線爐出口溫度波動大等情況時(shí)，發(fā)生由于燃料氣和空氣調(diào)整不同步而發(fā)生的燃燒氣體中過氧和產(chǎn)生碳黑。氣調(diào)整不同步而發(fā)生的燃燒氣體中過氧和產(chǎn)生碳黑。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海

20、石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制113、控制方案說明、控制方案說明 為了達(dá)到上述目的，設(shè)計(jì)了一個(gè)擴(kuò)展雙比率交叉限位控制方案，該控制方案完全為了達(dá)到上述目的，設(shè)計(jì)了一個(gè)擴(kuò)展雙比率交叉限位控制方案，該控制方案完全可滿足工藝的要求。該方案中通過反應(yīng)器入口溫度調(diào)節(jié)器（可滿足工藝的要求。該方案中通過反應(yīng)器入口溫度調(diào)節(jié)器（TIC）來控制空氣流量控制）來控制空氣流量控制器（器（FIC/B1）和燃料氣流量控制器（）和燃料氣流量控制器（FIC/A4）的設(shè)定值的方法來實(shí)現(xiàn)。）的設(shè)定值的方法來實(shí)現(xiàn)。 這個(gè)控制方案可以防止燃燒配比低于一個(gè)設(shè)定的低配比限（這個(gè)控制方案可以防止燃燒配比低

21、于一個(gè)設(shè)定的低配比限（HC1可能產(chǎn)生碳黑的可能產(chǎn)生碳黑的化學(xué)計(jì)量）以下，或燃燒配比高于一個(gè)設(shè)定的高配比限（化學(xué)計(jì)量）以下，或燃燒配比高于一個(gè)設(shè)定的高配比限（HC2可能產(chǎn)生漏氧的化學(xué)計(jì)可能產(chǎn)生漏氧的化學(xué)計(jì)量）以上。在這個(gè)控制方案中有量）以上。在這個(gè)控制方案中有3個(gè)控制器，每個(gè)都有不同的作用。主控制器是反應(yīng)器個(gè)控制器，每個(gè)都有不同的作用。主控制器是反應(yīng)器入口溫度控制器（入口溫度控制器（TIC），它通過交叉系統(tǒng)給出空氣流量控制器（），它通過交叉系統(tǒng)給出空氣流量控制器（FIC/B1）和燃料氣）和燃料氣控制器（控制器（FIC/A4）的設(shè)定值。在交叉限位系統(tǒng)中，將所有控制器的控制運(yùn)算量都轉(zhuǎn)化）的設(shè)定值。在

22、交叉限位系統(tǒng)中，將所有控制器的控制運(yùn)算量都轉(zhuǎn)化為為“空氣需要量空氣需要量”來參與比較和運(yùn)算，這個(gè)來參與比較和運(yùn)算，這個(gè)“空氣需要量空氣需要量”表示按完全燃燒配比燒掉表示按完全燃燒配比燒掉燃料氣所需的空氣量。燃料氣控制器（燃料氣所需的空氣量。燃料氣控制器（FIC/A4）的測量值和設(shè)定值也是燃燒燃料氣所）的測量值和設(shè)定值也是燃燒燃料氣所需空氣量的公斤數(shù)。交叉限位方案的理想配比（需空氣量的公斤數(shù)。交叉限位方案的理想配比（HC3）決定了燃料氣控制器（）決定了燃料氣控制器（FIC/A4）與空氣流量控制器（與空氣流量控制器（FIC/B1）的設(shè)定值的差。）的設(shè)定值的差。 當(dāng)交叉限位系統(tǒng)（當(dāng)交叉限位系統(tǒng)（FY

23、/B3、FY/B4、FY/C3、FY/C4）檢測到設(shè)定配比在最大配比）檢測到設(shè)定配比在最大配比（HC2）和最小配比（）和最小配比（HC1）之間移動時(shí)，燃料氣控制器和空氣流量控制器的設(shè)定值）之間移動時(shí)，燃料氣控制器和空氣流量控制器的設(shè)定值不受交叉限位的制約同時(shí)變化。交叉限位系統(tǒng)通過允許設(shè)定配比在最大配比（不受交叉限位的制約同時(shí)變化。交叉限位系統(tǒng)通過允許設(shè)定配比在最大配比（HC2）和最小配比（和最小配比（HC1）間變化，可以獲得快速的控制動作。）間變化，可以獲得快速的控制動作。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制12 然而，當(dāng)反

24、應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出下降時(shí)，交叉控制系統(tǒng)會然而，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出下降時(shí)，交叉控制系統(tǒng)會限制燃料氣控制器的設(shè)定值，使其不至于太低，以免燃料氣流量設(shè)定值與空氣流量實(shí)限制燃料氣控制器的設(shè)定值，使其不至于太低，以免燃料氣流量設(shè)定值與空氣流量實(shí)測值之比大于操作人員設(shè)定的最高配比值（測值之比大于操作人員設(shè)定的最高配比值（HC1HC1），這個(gè)限制動作在高選塊（），這個(gè)限制動作在高選塊（FY/A5FY/A5）中進(jìn)行。與此同時(shí)，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出下降時(shí)，交叉控中進(jìn)行。與此同時(shí)，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出下降時(shí)，交叉控制系統(tǒng)會限制

25、空氣流量控制器的設(shè)定值太低，以免空氣流量設(shè)定值與燃料氣流量實(shí)測制系統(tǒng)會限制空氣流量控制器的設(shè)定值太低，以免空氣流量設(shè)定值與燃料氣流量實(shí)測值之比小于操作人員設(shè)定的最低配比值（值之比小于操作人員設(shè)定的最低配比值（HC2HC2），這個(gè)限制動作在高選塊（），這個(gè)限制動作在高選塊（FY/B4FY/B4）中）中進(jìn)行。進(jìn)行。 同樣，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出上升時(shí)，交叉控制系統(tǒng)會同樣，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出上升時(shí)，交叉控制系統(tǒng)會限制燃料氣控制器的設(shè)定值，使其不至于太高，以免燃料氣流量設(shè)定值與空氣流量實(shí)限制燃料氣控制器的設(shè)定值，使其不至于太高，以免燃料氣流量設(shè)定值與空氣流量

26、實(shí)測值之比小于操作人員設(shè)定的最低配比值（測值之比小于操作人員設(shè)定的最低配比值（HC2HC2），這個(gè)限制操作在低選塊（），這個(gè)限制操作在低選塊（FY/A6FY/A6）中進(jìn)行。與此同時(shí)，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出上升時(shí)，交叉控中進(jìn)行。與此同時(shí)，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度控制器（空氣需要量）的輸出上升時(shí)，交叉控制系統(tǒng)會限制空氣流量控制器的設(shè)定值太高，以免空氣流量設(shè)定值與燃料氣流量實(shí)測制系統(tǒng)會限制空氣流量控制器的設(shè)定值太高，以免空氣流量設(shè)定值與燃料氣流量實(shí)測值之比大于操作人員設(shè)定的最高配比值（值之比大于操作人員設(shè)定的最高配比值（HC1HC1）。這個(gè)限制動作在低選塊（）。這個(gè)限制動作在低選塊（FY

27、/B3FY/B3）中）中進(jìn)行。進(jìn)行。 當(dāng)空氣或燃料氣控制器的設(shè)定值被某一個(gè)選擇器限制時(shí)，限制值在不斷的變化以當(dāng)空氣或燃料氣控制器的設(shè)定值被某一個(gè)選擇器限制時(shí)，限制值在不斷的變化以適應(yīng)當(dāng)時(shí)實(shí)際測量的空氣流量值和所需的空氣量。這樣就構(gòu)成一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)，保持設(shè)適應(yīng)當(dāng)時(shí)實(shí)際測量的空氣流量值和所需的空氣量。這樣就構(gòu)成一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)，保持設(shè)定配比在操作人員設(shè)定的最大配比值（定配比在操作人員設(shè)定的最大配比值（HC1HC1）和最小配比值（）和最小配比值（HC2HC2）之間移動并穩(wěn)定地）之間移動并穩(wěn)定地向操作人員設(shè)定的理想配比（向操作人員設(shè)定的理想配比（HC3HC3）靠攏。）靠攏。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方

28、案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制134、控制回路投用辦法、控制回路投用辦法 首先，設(shè)定好的最大配比值（首先，設(shè)定好的最大配比值（HC1）、最小配比值（）、最小配比值（HC2）和理想配比（和理想配比（HC3）值。其次，調(diào)整好空氣流量調(diào)節(jié)器）值。其次，調(diào)整好空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/B1）、燃料氣流量調(diào)節(jié)器（）、燃料氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/A4）的）的PID參數(shù)，調(diào)節(jié)器參數(shù)，調(diào)節(jié)器投投“自動自動”，并把二調(diào)節(jié)器的設(shè)定值調(diào)至合適值。接著，把反應(yīng)，并把二調(diào)節(jié)器的設(shè)定值調(diào)至合適值。接著，把反應(yīng)器入口溫度控制器（器入口溫度控制器（TIC）投）投“手動手動”，調(diào)整調(diào)節(jié)器輸

29、出使該值，調(diào)整調(diào)節(jié)器輸出使該值與空氣流量基本相同，空氣流量調(diào)節(jié)器（與空氣流量基本相同，空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/B1）和燃料氣流量）和燃料氣流量調(diào)節(jié)器（調(diào)節(jié)器（FIC/A4）直接切至）直接切至“串級串級”。最后，把反應(yīng)器入口溫度。最后，把反應(yīng)器入口溫度控制器（控制器（TIC）投）投“自動自動”，給調(diào)節(jié)器合適的設(shè)定值，控制系統(tǒng)，給調(diào)節(jié)器合適的設(shè)定值，控制系統(tǒng)投用完成。投用完成。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制14二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案F YbH C 3aaxc/bF YcH C 2cbF YaF YcF Yba

30、xc/bH C 1cS P空 氣 / 燃 料 氣 理 想 化 學(xué) 當(dāng) 量a/cF YF Ya/cF YaF YS P計(jì) 算 出 燃 料 完 全 燃 燒 需 風(fēng) 量a至 在 線 爐 燃 料 氣至 在 線 爐 空 氣在 線 爐在 線 燒 嘴最 大 值最 小 值低 選高 選高 選低 選設(shè) 定 需 風(fēng) 量實(shí) 際 風(fēng) 量實(shí) 際 風(fēng) 量燃料氣調(diào)節(jié)閥燃料氣流量計(jì)空氣調(diào)節(jié)閥空氣流量計(jì)設(shè) 定 風(fēng) 量（ 約 8 5 % ）（ 約 9 5 % ）（ 約 7 5 % ）急 冷 塔 出 口反 應(yīng) 器 入 口分 子 量燃 燒 比在 線 爐 交 叉 限 位 控 制 圖AA 1A 2A 3A 4BB 1B 2B 3B 4A

31、5A 6C 1C 2C 3C 4F TF I CA I CT I C溫 度 調(diào) 節(jié) 器氫 氣 調(diào) 節(jié) 器F YF I CF IA YF T鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制15 2.3 2.3焚燒爐復(fù)雜控制焚燒爐復(fù)雜控制1 1、控制方案的作用和工藝要求、控制方案的作用和工藝要求 焚燒爐的作用是通過燃料氣在高于化學(xué)計(jì)量下燃燒，給尾氣焚燒爐的作用是通過燃料氣在高于化學(xué)計(jì)量下燃燒，給尾氣提供熱量，使尾氣中硫化氫完全燃燒。為達(dá)到上述目標(biāo)，要求把提供熱量，使尾氣中硫化氫完全燃燒。為達(dá)到上述目標(biāo)，要求把尾氣加熱至足夠高溫度、尾氣中有一定的殘余氧。另外還要求煙尾氣加熱至足

32、夠高溫度、尾氣中有一定的殘余氧。另外還要求煙道氣不產(chǎn)生碳黑，燃料氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的道氣不產(chǎn)生碳黑，燃料氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的NOXNOX盡能低，燃料氣消耗盡能低，燃料氣消耗盡可能低。盡可能低。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制162 2、控制方案說明、控制方案說明 為了實(shí)現(xiàn)工藝上述要求，本復(fù)雜控制通過低配比控制器、三段空氣流量、為了實(shí)現(xiàn)工藝上述要求，本復(fù)雜控制通過低配比控制器、三段空氣流量、燃料氣流量、氧含量反饋來實(shí)現(xiàn)。燃料氣流量、氧含量反饋來實(shí)現(xiàn)。 焚燒爐溫度控制器（焚燒爐溫度控制器（TICTIC）的輸出采用分程方案。當(dāng)焚燒爐溫度控

33、制器）的輸出采用分程方案。當(dāng)焚燒爐溫度控制器（TICTIC）的輸出較大時(shí)，通過高分程（）的輸出較大時(shí)，通過高分程（A100%A100%）使輸出值作為燃料氣流量調(diào)節(jié)）使輸出值作為燃料氣流量調(diào)節(jié)器（器（FIC/AFIC/A）和一段空氣流量調(diào)節(jié)器（）和一段空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/BFIC/B）設(shè)定值，此時(shí)焚燒爐溫度由燃料）設(shè)定值，此時(shí)焚燒爐溫度由燃料氣和一段空氣來控制；如果當(dāng)焚燒爐溫度控制器（氣和一段空氣來控制；如果當(dāng)焚燒爐溫度控制器（TICTIC）的輸出較小時(shí)，通過）的輸出較小時(shí)，通過低分程（低分程（0A0A）使輸出值作為三段空氣流量調(diào)節(jié)器（）使輸出值作為三段空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/DFIC/D）

34、設(shè)定值，此時(shí)燃料）設(shè)定值，此時(shí)燃料氣和一段空氣流量控制閥已關(guān)至最小位置。在這種情況下，焚燒爐溫度控制器氣和一段空氣流量控制閥已關(guān)至最小位置。在這種情況下，焚燒爐溫度控制器（TICTIC）輸出通過分程控制系統(tǒng)進(jìn)入高選器（）輸出通過分程控制系統(tǒng)進(jìn)入高選器（FY/DFY/D），由于它是一個(gè)高選器，），由于它是一個(gè)高選器，通過比較使三段空氣流量調(diào)節(jié)器（通過比較使三段空氣流量調(diào)節(jié)器（FIC/DFIC/D）有可能被焚燒爐溫度控制器所控制，）有可能被焚燒爐溫度控制器所控制，結(jié)果三段空氣流量增加，焚燒爐被冷卻下來。另外，如果結(jié)果三段空氣流量增加，焚燒爐被冷卻下來。另外，如果O2O2含量控制器（含量控制器（AI

35、CAIC）輸出值比焚燒爐溫度控制器（輸出值比焚燒爐溫度控制器（TICTIC）的輸出大，則）的輸出大，則O2O2含量控制器（含量控制器（AICAIC）就取得）就取得了三段空氣流量控制器（了三段空氣流量控制器（FIC/DFIC/D）的控制權(quán)。）的控制權(quán)。二、先進(jìn)的控制方案二、先進(jìn)的控制方案鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司鎮(zhèn)海石化工程有限責(zé)任公司ZHSR工藝的自動控制17 為了使煙氣為了使煙氣NOxNOx的排放最小，低的排放最小，低NOxNOx燒嘴的火焰區(qū)分為前區(qū)和后區(qū)，前區(qū)燃燒嘴的火焰區(qū)分為前區(qū)和后區(qū)，前區(qū)燃燒空氣叫一段空氣，后區(qū)的燃燒空氣叫二段空氣，一段空氣流量為總空氣流量燒空氣叫一段空氣，后區(qū)的燃燒空氣叫二段空氣，一段空氣流量為總空氣流量的的85%85%，二段空氣流量為總空氣流量的，二段空氣流量為總空氣流量的35%35%，這樣燃料氣燃燒后保證還有，這樣燃料氣燃燒后保證還有20%20%的的殘余量。另外，通過一個(gè)低限位（殘