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DCS在酒精蒸馏工序中的应用总结摘要:dcs以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统。本文以五塔差压蒸馏 dcs 控制系统为例,简要介绍dcs 控制系统在酒精蒸馏工序中的应用以及应该注意的问题。关键词:dcs控制酒精蒸馏应用一、前言蒸馏工序是酒精生产中最重要的一个环节,生产酒精的质量、出酒率、能耗等多项指标,主要取决于蒸馏工序的工艺过程与控制。在仪表方面,大部分企业都是采用数显表显示参数,工人根据参数变化,手工来调整阀门。虽然也能达到控制要求,但是,工人的劳动强度高,在精力不集中时,容易出现控制滞后现象,造成参数波动较大,影响酒精的质量或造成上、下跑酒。为改变这一状况,稳定酒精生产条件,我们公司进一步优化了蒸馏工艺,改造了五塔蒸馏流程,增加了蒸馏检测点和控制点。对蒸馏控制系统提出了更高的要求,为此,新增了五塔差压dcs控制系统。二、dcs 控制系统在酒精生产中的应用本装置蒸馏工序五塔差压dcs控制系统(采用浙大中控jx-300xp自动化控制系统),其系统控制方案为:a dcs控制系统配置图b系统控制方式dcs控制系统对蒸馏工艺生产过程进行监视、操作、控制和管理。计算机控制系统分为三级,第一级为基础自动化级,完成过程数据的采集、处理、生产过程中的操作和监视、控制与报警;第二级为过程控制,主要完成过程控制、生产管理、报表打印等功能。第三级工程师站,主要对组态修改下装等最高权限功能。酒精装置总配备操作站4台,蒸馏dcs控制系统配置操作站2台,工程师站兼备用操作站1台,冗余控制站一套,相互冗余100m 交换机2台,使用工业级设备。上位机将通过以太网实现和控制系统的通信,下面以五塔差压蒸馏 dcs 控制系统为例,简要介绍dcs 控制系统在酒精生产中的应用。1.通用部分1.1蒸汽的控制在传统的蒸馏操作中,讲究“一匀四稳”。蒸汽压力稳,是保证酒精质量稳定的前提。在五塔差压蒸馏 dcs 控制系统中,对蒸汽的压力、温度、流量进行测量,dcs 控制系统根据测量值的变化作出计算,对蒸汽调节阀进行调控,达到稳定蒸汽压力的目的。1.2循环水压力的控制在酒精生产中,蒸馏冷凝器都是用循环水进行冷却。在五塔差压蒸馏中,用水设备较多,为了稳定酒精质量、冷凝器不跑酒,在循环水的供应上,我们采取变频恒压供水工艺。同时,在 dcs 控制系统上,我们设置了循环水温度和压力检测,并设置了上、下限报警。1.3 真空度的控制五塔差压蒸馏中,粗塔、甲醇塔是在负压状态下工作的。系统的负压状态,是由真空泵造成的,真空泵不断地抽走不凝气体,以维持系统的负压状态。为了稳定系统的真空度,保证各塔独立的负压状态,稳定操作环境,在真空泵进气口设置了进空气调节阀,通过对调节阀的开度进行调控,以保证真空度稳定。2.粗馏塔系统2.1粗馏塔进醪量控制在五塔差压蒸馏系统中,维持粗馏塔进醪量的稳定,是保持五塔系统物料平衡的先决条件。粗塔进醪量的控制方案,我们选择了进醪泵的变频控制方案。在粗塔进醪管道上,安装有电磁流量计,可以检测出进醪流量的变化值。dcs 控制系统根据流量变化结果作出计算,对变频器进行控制,调整变频器的输出频率,改变进醪泵电机的转变,从而改变粗塔进醪泵的输出醪量,保持粗塔进醪量的稳定。2.2粗塔液位控制粗馏塔是处于负压状态下工作,需要用酒糟泵将粗塔内的酒糟排出粗塔。粗塔液位控制方案,采取了酒糟泵的变频控制方案。dcs 控制系统,对粗塔塔釜液位进行测量,并根据测量值作出计算,对酒糟泵变频器进行控制。2.3粗酒罐液位控制粗塔粗酒罐里的淡酒精,经过淡酒泵打入稀释塔。在控制方案上,我们选择了淡酒泵变频控制方案。粗酒罐差压变送器检测出液位变化值,dcs 控制系统根据计算结果,调整淡酒泵变频的输出频率,从而调整粗酒罐的液位。3.稀释塔系统3.1稀释塔进水控制稀释塔的稀释热水是来自精塔塔釜的废水,是用精塔废水泵输送至塔顶。稀释用水必须保证流量稳定、可调。在控制方案上,我们选择了精塔废水泵的变频控制。在生产过程中,我们根据生产情况设定稀释塔热水流量的设定值,电磁流量计检测出热水流量的变化值,dcs 控制系统根据流量变化值来调整变频器的输出频率,从而使热水流量稳定在设定的范围内。3.2 稀释塔塔釜液位控制稀释塔淡酒经精塔进料泵输送入精塔中下部,精塔进料泵采用变频控制方案。稀释塔塔釜差压变送器将稀释塔液位变化值送入dcs系统,dcs系统根据计算结果调整精塔进 料泵变频器的输出频率,调整精塔进料泵的流量,从而使稀释塔塔釜 液位控制在设定的范围内。4.精馏塔系统4.1精馏塔进蒸汽控制精塔进汽是整个五塔系统的主要热源,精塔进汽的稳定对粗塔、稀释塔、甲醇塔的平衡运行有很大的影响。为使精塔进汽能适应各种各种参数变化,我们利用了 dcs 控制系统的优点,用精塔底温、底压、蒸汽温度等参数组成复杂控制系统,来共同控制精塔进汽。生产实践证明,用精塔底温、底压、蒸汽温度来共同控制精塔进汽的方案,可达到非常理想的效果。4.2精塔塔釜液位控制精塔是处在正压环境下工作,塔釜液体可利用精塔内压排出塔外。我们在排废水管道上安装有调节阀。塔釜差压变送器将精塔塔釜液位变化值送入dcs 控制系统,dcs控制系统根据计算结果来调整调节阀的开度,达到控制精塔塔釜液位的目的。4.3精塔蒸汽冷凝水罐的液位控制精塔是用再沸器间接加热的,在加热时会产生大量的蒸汽冷凝水。蒸汽冷凝水进入蒸汽冷凝水罐,再用冷凝水泵输送到锅炉。冷凝水泵采用变频控制,冷凝水罐差压变 送器测量出冷凝水罐液位变化值,dcs 控制系统根据计算结果调整冷凝水泵变频器的输出频率,从而使冷凝水罐的液位保持在设定范围内。4.4精馏塔取酒控制我们根据多年酒精生产自控的经验,选择了精塔中温、中上温、中下温、顶温中温的温差、取酒流量多个变量组成复杂控制系统,来控制精塔取酒。精塔中温、中上温、中下温、 顶温、取酒流量等参数送入 dcs 控制系统,dcs 控制系统根据内存 的数学模型作出计算、比较、判断,计算出调节阀的开度,从而使精塔取酒可应对各种参数的变化,达到取酒的无人操作。5.回收塔系统5.1回收塔进料罐液位控制对于回收塔进料罐液位的控制,我们采取了液位和流量的串级调节。控制时,以回收塔进料流量为主变量,以回收塔进料罐液位为副变量,回收塔进料泵采用变频控制。5.2回收塔塔釜液位控制在回收塔排废水管道上安装有调节阀。 塔釜差压变送器将塔釜液位变化值送入 dcs 控制系统,dcs 控制系统根据计算结果来调整调节阀的开度,达到控制塔釜液位的目的。5.3回收塔取酒回收塔取酒是以回收塔中温为变量的 pid 控制调节。三、dcs操作系统在酒精蒸馏工序应用时应注意的问题环境的问题是保证dcs能够长期连续正常运转的前提,在这些方面掉以轻心对设备正常运行会造成各种危害。例如,温度过高,灰尘太多,特别容易造成硬盘磁头簧片的断裂和划盘。因为温度高,内存和辅存不能正常工作,系统紊乱的现象也在多个系统内发生过。温度太高,产生静电的威胁,会造成有些dcs的死机现象,操作人员若不注意这个问题,使静电放电造成插卡或模块故障,还会影响工艺操作。接地也是一个既重要又困难的问题,市场上几中主流dcs在安装调试过程中,都发生过接地不良而带来的种种恶果。总之一定要给dcs创造良好应用环境。在dcs的平面布置上,最好要考虑加一个缓冲间,再进入中控室或机房,这是防尘的好措施。对于防尘要求很高的情况,可加净化间(如磁盘净化间)。备件库、介质库、硬件维修室最好都装空调,虽然有的dcs厂家过分夸张自己的产品适应性很好,但是在实际使用过程中发现不用空调根本不行(影响到产品质量和dcs使用寿命)。机房和中控室内一般不宜设有暖气,特别不要加水暖,在装活动地板和有电缆沟的情况下,尤其应注意,以免发生因暖气漏水、漏汽,侵潮电路、淹没电缆和设备的事故。四、结束语jx-300xp自动化控制系统在酒精生产线应用结果证明:系统测控精度高、自动化程度高、能满足酒精生产的需要,减少了人为干预因素,提高了酒精质量,稳定了产量,降低了消耗。该控制系统运行稳定,改善了职工的劳动环境,减轻了劳动强度,提高了工人技术素质,强化了清洁文明生产。同时,也提高了企业的现代化管理水平,取得了一定的经济效益和社会效益。参考文献1王树青 工业过程控制工程化学工业出版社.2乐家谦 仪表工手册 化学工业出版社.作者简介:李芳(1970年6月29日),女,江苏赣榆人,工程师,长期从事生产技术工作。
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