大型合成氨装置氢氮比先进控制系统的设计.pdf

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1、王宾(河北沧州大化集团公司．河北沧州061000)张洪垠(中国自动化集团有限公司，北京100013)统：的设计~,_mmoniaUnit沧州大化针对大型合成氨装置，以DCS为基础，围绕工艺装摘要：作者针对沧州大化大型合成氨装置，围绕节能挖潜、降低消耗、置的节能挖潜、降低消耗、减少停车、优化控制和操作以及保证减少停车、优化控制和保证长周期安全稳定生产方面，开发设计了H／N：比节能型先进控制系统，实践投运证明该方案具有很强的自适应能力和长周期安全稳定生产方面，我们开发设计了H2：比节能型先进控抗干扰能力，调节品质与控制特性优良，在工厂负荷

2、50％一105％的范围制系统，同时，实现了安全可靠的联锁报警和优化操作逻辑顺序内，均可投用，效果明显，达到了增产、降耗、节能的目的。控制策略；利用DCS的操作、显示、记录嘏表和数据管理功能，关键词：合成氨；氢氮比控制方案；优化控制；安全稳定优化和方便了日常的生产监视和操作，提高了生产的管理水平，Abstract：TheauthordealswithCangzhouDahuaSyntheticAmmoniaUnit保证了合成氨装置的长周期安全稳定运行。投运后的H2／N2~控制，andaddressestheenergy‘savingpo

3、tential，consumptionreduction，parkingreduction．系统，实践证明具有很强的自适应能力和抗干扰能力，调节品质Toensurethelongperiodsafeandstableproduction，wedeve1ODmentand与控制特性优良，在工厂负荷50％~105％的范围内，均可投用，designtheH2／N2energy。savingadvancedcontrolsystem．Practicaloperation效果明显，达到了增产、降耗、节能的目的。hasprovedthatthis

4、schemehasstrongadaptiveabilityandanti—interferenceability．Ithasexcellentqualityofregulationandcontrolcharacteristics．Inthe50％～105％rangeoffactoryload，thissystemcanachieveincreasedproduction，1系统设计概述reducedconsumption，energysaving．我们结合大型合成氨装置的工艺特点和多年的操作经验，开Keywords：Synthet

5、icammonia；Hydrogennitrogenratiocontrolscheme；发设计了一套非常实用有效的H／N~k节能型先进控制方案，如图Optimizedcontrol；Securityandstability1所示。Hz／N。控制系统是一套具有较强的自适应能力、抗干扰能力和克服大时滞现象的“前馈·比值一多串级”调节系统。控制系统以水／碳控制系统的总碳流量Fx0204PV作该系统的前馈信号，目前我国大型合成氨装置基本都应~JTDCS，有些厂家由DCs由合成气的H2／N2iN~AIC411、新鲜气的H／N调节器AIc410

6、与~"ZTH：／N比控制，有些厂家还没有，但大多数厂家控制效果和工艺空气流量调节器FIC003组成多串级调节系统，对进入二段炉投用效果都不理想，自适应能力和抗干扰能力差，调节品质不良，103一D的工艺空气流量进行控制，以此来调节新鲜气H／N和合成或只能在工厂负荷7O％～90％的范围内可投用，效果一般。气H，，。72fm--~WAUTOMATIONPANORAMA2012．7140120级，一旦AIC410和FICo03自动切除串级，需查明情况再投运。100(2)经常检查空气压缩机101一J的出口压力P10048~Z．段炉各型8O点温度

7、。．匣60(3)注意空／碳F10415~示变化与报警信息，进一步判断加入搐40的空气流量是否进人一段炉的原料气相一致。2OO5系统投运效果l163I4661769110612113615116618119621122624125627I：时间(秒)；合成回路氢氮比控制是大型合成氨装置提高氨产量、降低能耗的关键一环。该设计方案投运几年来，氢氮比先进节能控制系图6潜航体航向保持100度时航向／时间曲线统能根据工厂负荷的波动，能够克服大时滞现象，具有很好的自适应能力和抗干扰能力，调节品质和控制特性优良，并具有可靠5结束语的安全保护措施，操作

8、简单、方便。既保证了氢氮比调节质量，采用数字PID算法，通过实验验证了潜航体航行的实际性；又使二段炉温度波动小。当总碳流量降低时，快速减少空气量，能，采用两个水平推进电机控制潜航体的前进、后退，采用两个：不致引起进入二段