合成炉前氯气系统dcs稳压控制方法
阅读说明：本技术 合成炉前氯气系统dcs稳压控制方法 (DCS (distributed control System) voltage stabilization control method for chlorine system in front of synthesis furnace ) 是由 李凌云 李学伟 张珲桓 王磊 杨小军 杨威 胡洋洋 黄玉宾 唐帆 严旭 王路广 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法,属于系统压力控制技术领域,该合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法包括以下步骤：稳压控制设定阶段：通过DCS控制合成炉的自控阀的控制方式和合成炉前氯气系统的参数设定；稳压控制执行阶段：判定合成炉在用或备用状态,通过逻辑控制实现自控阀与比值关联,实现自控阀的自动控制。该合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法实现事故状态下氢气、氯气配比快速匹配,确保合成装置压力稳定运行,保证了合成炉的比值稳定,同时减轻了员工的劳动强度,提高了自动化程度及精确控制。(The invention provides a DCS (distributed control system) pressure stabilizing control method for a chlorine system in front of a synthesis furnace, belonging to the technical field of system pressure control, and the DCS pressure stabilizing control method for the chlorine system in front of the synthesis furnace comprises the following steps: and (3) voltage stabilization control setting stage: controlling a control mode of an automatic control valve of the synthetic furnace through DCS and setting parameters of a chlorine system in front of the synthetic furnace; and a voltage stabilization control execution stage: and judging the use or standby state of the synthesis furnace, and realizing the correlation between the automatic control valve and the ratio through logic control to realize the automatic control of the automatic control valve. The DCS pressure stabilizing control method for the chlorine system in front of the synthesis furnace realizes quick matching of hydrogen and chlorine ratios in an accident state, ensures stable pressure operation of the synthesis device, ensures stable ratio of the synthesis furnace, reduces labor intensity of workers, and improves automation degree and accurate control.)
技术领域
本发明涉及系统压力控制技术领域，尤其是涉及一种合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法。
背景技术
目前，10万吨烧碱生产装置在稳定运行时，合成炉前氯气系统压力控制需采用人为调节氯气分配台自控阀来实现压力稳定，操作人员进行人为干预操作较为频繁。氯化氢合成工序对氢气、氯气的纯度和配比都有极高的要求，尤其是对氢气、氯气配比的要求更为严格，氢气、氯气的比例过小，生产氯化氢气体时，会影响氯化氢纯度，使氯乙烯吸收率降低，同时会影响生产安全，可能造成爆炸危险；氢气、氯气的比例过大时，生产盐酸时尾气排出氢气，摩擦静电易发生着火、爆炸；采用此类压力控制方法中，氯气分配台上设置有三个调节阀，其中两个自控阀a/b均采用手动控制，氯气通过自控阀输送至液氯工序生产液氯，另一个自控阀c采用和氯气分配台上氯气压力表形成控制回路，根据氯气压力变化情况，通过开关阀门来实现氯气压力稳定，氯气通过此自控阀输送至废气系统。为了稳定合成炉前氯气压力，在日常生产中经常需要人为干预调整自控阀。
采用上述压力控制方法中，当发生由于电气仪表问题、设备问题及人为控制失误等原因造成单台合成炉灭炉、1-2台电解槽跳槽等问题时，人为干预过程，存在压力调节滞后、调节时间长，压力波动范围大等缺点，与氢气系统不能实现同步稳压，严重影响合成进炉流量和比值波动，易造成合成炉过氯或大量过氢，甚至可能造成其他次生事故，存在安全风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法，解决现有技术中氯气系统压力手动控制，存在压力调节滞后、调节时间长，压力波动范围大等缺点，与氢气系统不能实现同步稳压，严重影响合成进炉流量和比值波动，易造成合成炉过氯或大量过氢，存在安全风险的技术问题，实现事故状态下氢气、氯气配比快速匹配，确保合成装置压力稳定运行。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法，包括以下步骤：
S1. 稳压控制设定阶段：通过DCS控制合成炉的自控阀的控制方式和合成炉前氯气系统的参数设定；
S2. 稳压控制执行阶段：判定合成炉在用或备用状态，通过逻辑控制实现自控阀与比值关联，实现自控阀的自动控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法，将压力控制由传统的手动控制转变为本发明的实现自控调整，合成炉前氯气系统会根据合成炉比值变化，自行控制氯气分配台其中的一个阀门进行压力自动调节，实现了合成炉前氯气稳压，保证了合成炉的比值稳定，同时减轻了员工的劳动强度，提高了合成炉前氯气系统的自动化程度及精确控制。
作为优选，本发明更进一步的技术方案为：
S1中自控阀的控制方式包括自控阀a的控制方式、自控阀b的控制方式和自控阀c的控制方式。
S1中的参数设定包括氢气流量设定值A、氯气流量设定值B、设定值C、设定值D、合成炉比值Kn和均值K=（K1+K2+K3+‥+Kn）/n；
其中，n为合成炉的数量，均值K设定值为E，合成炉比值 K1为第一台合成炉的氢气流量表显示值与氯气流量表显示值之比；合成炉比值K2为第二台合成炉的氢气流量表显示值与氯气流量表显示值之比；合成炉比值Kn为第n台合成炉的氢气流量表显示值与氯气流量表显示值之比。
S2包括以下具体步骤：
S21.根据预设的氢气、氯气流量设定值判定合成炉在用或备用状态，通过逻辑控制实现自控阀a与比值关联，实现自控阀a自动控制；
S22. 自控阀b和自控阀c分别根据设定值C、设定值D自动调节阀门。
S21中判定合成炉在用或备用状态的方法为合成炉进炉氢气高于氢气流量设定值A，且氯气流量高于氯气流量设定值B时，则判定该合成炉为在用状态，否则视为备用状态。
S21中合成炉在用且旁路开关投入，则自控阀a与在用合成炉比值的均值K形成关联控制，即均值K通过系统内的PID块传送至自控阀a，自控阀a发送命令到定位器，定位器根据DCS传令去执行开关阀门的动作。
旁路开关为每台合成炉设置一个，旁路开关投入，则关联DCS控制方案，旁路开关解除，则不关联DCS控制方案。
S22中自控阀b和自控阀c分别与氯气分配台压力表形成控制回路，根据设定值C、设定值D实现自控阀自动调节。
自控阀a、自控阀b和自控阀c均为自动调节模式，自控阀a、自控阀b和自控阀c均通过DCS组态实现自动调节。
氢气流量设定值A的范围为80-200Nm3/h，氯气流量设定值B的范围为80-200Nm3/h，设定值C范围为90-150KPa，设定值D范围为100-170KPa，合成炉比值Kn的范围为1.0-2.0，E值的范围为1.05-1.8。
附图说明
图1为本发明的合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案进行具体说明，在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
在一个具体的实施例中，一种10万吨烧碱生产装置的合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法，该10万吨烧碱生产装置属于大型生产装置，通过DCS控制该10万吨烧碱生产装置合成炉在用或者备用、合成炉比值、自控阀a、自控阀b以及自控阀c的选择过程；
图1示出了本发明的合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法的流程图；该10万吨烧碱生产装置的合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法包括以下步骤具体如图1所示：
S1. 稳压控制设定阶段：通过DCS控制合成炉的自控阀的控制方式和合成炉前氯气系统的参数设定；
S2. 稳压控制执行阶段：判定合成炉在用或备用状态，通过逻辑控制实现自控阀与比值关联，实现自控阀的自动控制。
S1中的参数设定包括氢气流量设定值A、氯气流量设定值B、设定值C、设定值D、合成炉比值Kn和均值K=（K1+K2+K3+‥+Kn）/n；
其中，n为合成炉的数量，均值K设定值为E，合成炉比值 K1为1#（第一台）合成炉的氢气流量表显示值与氯气流量表显示值之比；合成炉比值K2为2#（第二台）合成炉的氢气流量表显示值与氯气流量表显示值之比；合成炉比值Kn为n#（第n台）合成炉的氢气流量表显示值与氯气流量表显示值之比。
其中，S2包括以下具体步骤：
S21.根据预设的氢气、氯气流量设定值判定合成炉在用或备用状态，通过逻辑控制实现自控阀a与比值关联，实现自控阀a自动控制；
S22. 自控阀b和自控阀c分别根据设定值C、设定值D自动调节阀门。
稳压控制方法执行时，根据预设氢气、氯气流量设定值判定合成炉在用或备用状态，通过逻辑控制实现自控阀a与比值关联，实现自控阀a自动控制；
S21中合成炉进炉氢气高于设定值A，且氯气流量高于设定值B时，则判定该合成炉为在用状态，否则视为备用状态；
每台合成炉设置一个旁路开关，开关投入，则关联DCS控制方案，开关解除，则不关联DCS控制方案；
S21中合成炉在用且旁路开关投入，则自控阀a与在用合成炉比值的均值K形成关联控制，即比值均值通过系统内的PID块传送至自控阀a，自控阀a发送命令到定位器，定位器根据DCS传给它的命令去执行开关阀门的动作，达到氯气压力调整的目的；
S2中自控阀b、自控阀c分别与氯气分配台压力表形成控制回路，根据设定值C、设定值D分别控制，实现自控阀根据压力变化自动调节；
通过DCS组态实现自控阀a/b/c、压力表、合成炉比值Kn、设定值A/B/C/D关联控制，实现设备在用和备用判断。
氢气流量设定值A的范围为80-200Nm3/h，氯气流量设定值B的范围为80-200Nm3/h，设定值C范围为90-150KPa，设定值D范围为100-170KPa，合成炉比值Kn的范围为1.0-2.0，E值的范围为1.05-1.8。
在一个具体的实施例中，6台合成炉，它们的氢气流量、氯气流量和合成炉比值Kn如下表1所示：
表1：合成炉参数
合成炉1 合成炉2 合成炉3 合成炉4 合成炉5 合成炉6 氯气流量 100 500 300 400 200 600 氢气流量 105 550 360 460 260 840 比值K<sub>n</sub> 1.05 1.1 1.2 1.15 1.3 1.4
预设氯气分配台压力显示值为137KPa，氢气流量设定值A为150、氯气流量设定值B为100，自控阀b设定值C为135KPa，自控阀c设定值D为140KPa，每台合成炉的旁路开关均投入、E值为1.15-1.2
针对自控阀b，此时压力超过设定值C则阀门执行自动开阀，降低氯气分配台压力；
针对自控阀c，此时压力低于设定值D则不动作，若氯气分配台压力显示值达到140KPa以上，则自控阀c开始自动开阀，进行压力调整。
针对自控阀a，因合成炉1氢气流量低于设定值A，则不参与关联设置，则自控阀a只于K2、K3、K4、K5、K6关联，取其平均值K=1.23，K值超出E值设定，则自控阀a根据E值设定进行阀门调节，比值均值K达到E值设定范围内则停止阀门调节。
在另一个具体的实施例中，合成炉的具体参数如表2所示，
表2：合成炉参数
合成炉1 合成炉2 合成炉3 合成炉4 合成炉5 合成炉6 氯气流量 150 250 350 0 800 700 氢气流量 180 325 525 0 1040 980 比值K<sub>n</sub> 1.2 1.3 1.5 0 1.3 1.4
预设氯气分配台压力显示值为135KPa，氢气流量设定值A为150、氯气流量设定值B为100，自控阀b设定值C为125KPa，自控阀c设定值D为130KPa，合成炉4旁路开关未投入，其他合成炉的旁路开关均投入、E值为1.3-1.35。
针对自控阀b，此时压力超过设定值C则阀门执行自动开阀，降低氯气分配台压力；
针对自控阀c，此时压力超过设定值D则阀门执行自动开阀，进行压力调整。
针对自控阀a，因合成炉4旁路开关未投入，则不参与关联设置，则自控阀a只于K1、K2、K3、K5、K6关联，取其平均值K=1.34，K值在E值设定范围内，则自控阀a保持当前阀门开度，不进行调整。
本发明提供一种合成炉前氯气系统DCS稳压控制方法，将压力控制由传统的手动控制转变为本发明的实现自控调整，合成炉前氯气系统会根据合成炉比值变化，自行控制氯气分配台其中的一个阀门进行压力自动调节，实现了合成炉前氯气稳压，保证了合成炉的比值稳定，同时减轻了员工的劳动强度，提高了合成炉前氯气系统的自动化程度及精确控制。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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