化工控制系統(tǒng)淺析——精餾塔復(fù)雜控制
咱們書接上回,前文已經(jīng)介紹完精餾塔簡單控制方案,可以滿足一般正常的生產(chǎn)需求,獲得持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行效果。但“一母生九子,九子各不同”,為滿足具體工藝條件,化工廠中的精餾塔可不都是那么規(guī)規(guī)矩矩,不必說變徑的汽提塔,涼爽的深冷塔,高大的乙烯塔,帶側(cè)線的常減壓,也不必說戊二醛在分子精餾塔中逸出,乙醇在共沸精餾塔中富集,乙腈萃取塔忽然把碳五原料分離開了,單是節(jié)能的創(chuàng)新性的隔壁塔,就有無限趣味。本文就以下四個(gè)相對容易理解的情景,簡單介紹幾種精餾塔復(fù)雜控制方案,更復(fù)雜具體的情況,還需要再此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)、靈活變通。
提高進(jìn)料控制精度
生產(chǎn)過程中難免會遇到進(jìn)料量波動(dòng)劇烈的情況,為提高精餾塔運(yùn)行穩(wěn)定性,需要提高控制精度:可以引入進(jìn)料量F的靜態(tài)前饋控制信號,與原有溫度反饋控制系統(tǒng)共同組成前饋-反饋控制系統(tǒng)。當(dāng)進(jìn)料量變化時(shí),V(L)做出相應(yīng)變化以保持V/F(L/D)不變,或者D(B)相應(yīng)變化保持D/F(B/F)不變。


減少質(zhì)量控制滯后
質(zhì)量控制具有產(chǎn)品不合格立即停止出料的優(yōu)點(diǎn),可以嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量,當(dāng)回流罐容積較大時(shí)控制滯后較大??梢砸氘a(chǎn)品流量D(B)的前饋信號,與原有的溫度反饋控制系統(tǒng),液位反饋控制系統(tǒng),組成“強(qiáng)制內(nèi)部平衡的”前饋-反饋控制系統(tǒng)。產(chǎn)品流量D(B)變化時(shí),前饋信號發(fā)揮作用,及時(shí)對回流量L(V)產(chǎn)生控制作用,不必等待液位LD(LB)發(fā)生變化。


克服管網(wǎng)壓力波動(dòng)
在工業(yè)生產(chǎn)中由于管網(wǎng)壓力波動(dòng),可以對冷劑流量和再沸器加熱蒸汽量產(chǎn)生干擾,影響精餾塔回流比和再沸比,進(jìn)而影響產(chǎn)品純度。可以引入串級控制系統(tǒng),選取流量本身作為副變量,將管網(wǎng)壓力波動(dòng)納入副回路之中。


防止非正常操作
液泛等非正常操作給裝置運(yùn)行帶來巨大隱患,甚至容易誘發(fā)全廠安全事故,造成重大人員和財(cái)產(chǎn)損失。以下為防止液泛控制圖,液泛成因是液相負(fù)荷過大,其顯著表現(xiàn)是塔壓差激增,故選擇塔壓差為間接指標(biāo),采用選擇性控制系統(tǒng):正常操作時(shí),溫度控制器控制再沸器加熱蒸汽量;當(dāng)液相負(fù)荷過大時(shí),低選器切換至由壓力控制器控制再沸器加熱蒸汽量,防止液泛情況發(fā)生。


結(jié)尾
贈語
以上四個(gè)案例涵蓋了大多數(shù)精餾塔復(fù)雜控制搭建思路,實(shí)際應(yīng)用需要結(jié)合具體設(shè)備操作條件,合理變通可以獲得更高質(zhì)量的控制效果,為設(shè)計(jì)和模擬增添嚴(yán)謹(jǐn)性。但,以上控制方案,真的可以滿足現(xiàn)代化工控制需要嗎?化工控制是一個(gè)系統(tǒng)工程,牽一發(fā)而動(dòng)全身,以上控制方案只是一個(gè)局部的點(diǎn),點(diǎn)到面的擴(kuò)展并非簡簡單單、一帆風(fēng)順(畢竟面到點(diǎn)是降維打擊),更全面細(xì)致的整體介紹,敬請期待……
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