具体实施方式

本发明提出了一种尿素水解制氨系统，包括尿素溶解系统和尿素水解系统，尿素溶解系统包括溶解尿素颗粒的溶解罐3和储存尿素溶液的储罐5，尿素水解系统包括水解尿素溶液的水解器6。

如图1所示，其中溶解罐3内设有搅拌器32和第一液位计34，顶部的排气孔设有排风扇33；溶解罐3的进料口通过尿素颗粒进口阀21与卸料罐车2相连通；溶解罐3的进水口通过溶解罐进水阀31连接疏水泵11，疏水泵11连接在储存有除盐水的水箱1上。水箱1的除盐水管道分为两路，一路进水解器6、一路到溶解罐3，每个支路都有相应的阀门，通过控制自动打开该支路阀门，对应管道输送除盐水。溶解罐3上还通过密度计35连通再循环阀36，再循环阀36连通储罐5进液口处设置的储罐入口阀51。溶解罐3的排液口连接有溶解泵4，溶解泵4分别通过溶解泵出口阀41连接储罐入口阀51和通过冲洗机构的冲洗阀42连接在疏水泵11上。

如图2所示，储罐5的排液口依次通过入口关断阀64、进口调节阀66连通在水解器6的进液口，水解器6的进液口还通过除盐水进口阀67连通在水箱1上。水解器6的回流口通过液相回流阀65连通储罐5，在水解器6内压力过高时进行泄压。其中水解器6压力大于1.05Mpa时自动打开液相回流阀65，回流口通过液相回流阀65连通储罐5进行水解器6泄压。排污口连通外部的排污管线。水解器6顶部的排氨出口通过氨蒸汽出口调节阀61连接氨气脱硝机构。水解器6内设有温度传感器、压力传感器和第二液位计，蒸汽进口处通过依次蒸汽进口调节阀62、蒸汽进口阀63连通蒸汽供给机构。

本发明的尿素水解制氨系统，通过系统精准调控各个阀门，实现尿素水解制氨智能化控制的操作，确保了尿素溶解以及尿素溶液水解系统的安全稳定运行。

相应的，如图3-4所示，本发明还提出了基于上述尿素水解制氨系统的控制方法，其包括尿素溶解控制和尿素水解控制。

尿素溶解控制包括手动模式、半自动模式和全自动模式，不同模式均包括启动作业、补水作业、配液作业、输送作业、冲洗作业等操作。其中尿素溶解系统可设置两套包括溶解罐3，泵体和储罐5的溶解装置，两套装置为独立配料系统，由一套系统控制步序。在系统运行前需选择对应溶解装置的溶解罐3，泵体和储罐5。

半自动模式作业时其中配液、输送、冲洗相互独立，可单独执行。

全自动模式时，从停止至输送步序，只需人为触发启动按钮，选择需要的溶解罐3、选择向需要的储罐5输送尿素溶液，溶液输送完毕自动清洗。进而实现从尿素输送、溶解，到尿素溶液储存，再到尿素溶液水解两个过程实现一键启停功能，通过智能化控制的参数设定，实现了精确控制，防止误操作的风险。节省了大量人力投入成本，减少了人员频繁操作引起的误操作风险，避免了人员就地操作时氨气中毒风险。

其中启动作业：关闭水解器6上的除盐水进口阀67、溶解罐进水阀31、溶解泵出口阀41、冲洗阀42、回流阀65；

补水作业：系统判断出所有阀位信号正常后，当溶解罐3内第一液位计34检测出液位小于低液位阈值1400mm时，打开溶解罐进水阀31，并启动疏水泵11进行补水；直到液位大于低液位阈值1400mm时，停止疏水泵11运行并关闭溶解罐进水阀31；补水完成即系统监测到疏水泵11停止和溶解罐进水阀31关闭信号后，启动搅拌器32，打开再循环阀36，进行搅拌溶解操作。监测到搅拌器32运行信号和再循环阀36开启信号，一段时间后系统启动该溶解泵4并打开溶解泵出口阀41，系统提示可卸尿素。

配液作业：系统控制溶解罐3上的排气扇动作，此时具备配液条件，开启尿素颗粒进口阀21，打开卸料罐车2的卸料阀。卸料罐车2物料导入溶解罐3中，此输料过程需要持续40分钟。物料进入溶解罐3后，尿素溶液通过溶解泵4，再依次经过再循环阀36、密度计35打入溶解罐3，溶解操作持续该循环过程，至到溶解罐内液位大于高液位阈值，且溶液密度大于目标密度1140kg/m³后，尿素溶液循环120秒，即卸料完成。

输送作业：搅拌溶解操作完成后，打开储罐入口阀51、溶解泵出口阀41，关闭溶解罐3的再循环阀36，通过溶解泵4动作往储罐5内输送尿素溶液；当溶解罐3液位小于低液位阈值，或者储罐5液位大于高液位阈值时，关闭溶解泵4，显示输送完毕，此过程如遇到紧急情况可以手动停止溶解泵4。

冲洗作业：输送完毕后自动启动疏水泵11，打开冲洗阀42、溶解泵出口阀41、储罐入口阀51，关闭再循环阀36，，此过程持续5分钟，可有效冲洗溶解罐3到储罐5的输送管道。冲洗后的溶解液直接打入储罐5，因为储罐5储量较大，不影响溶解后的尿素溶液.5分钟过后打开再循环阀36，关闭储罐5入口阀51，此过程持续10分钟，可对溶解罐3再循环管道进行冲洗。冲洗后的溶解液直接打入溶解罐3，做为下次溶解时所需水。冲洗完毕后停止输水泵，关闭溶解罐3的所有阀门。

至此尿素溶解输送已全部完成，也可以在半自动、手动模式下进行，只需操作人员点击相应按钮即可完成各步序。

本发明中尿素水解控制所对应的尿素水解系统由3个水解器组成，对水解器控制逻辑进行优化，实现冷态、热态启动，以及过程控制的智能操作运行。

尿素水解控制在自动控制操作模式下，只需操作员按下启动按钮，控制系统在没有操作员介入的状况下使水解系统自动填料、预热、准备喷氨、喷氨过程。操作步骤具体包括：

1）关闭输送尿素溶液的入口关断阀64、液相回流阀65、蒸汽进口阀63，同时将蒸汽进口调节阀62、尿素溶液进口调节阀66、氨蒸汽出口调节阀61都调置零位，且打手动模式。

2）阀门信号到位后，当第二液位计检测到水解器6内液位大于0.51m，系统将自动跳步到填充尿素溶液的填料过程。

如果水解器6内液位小于0.51m，自动打开除盐水进口阀67，水解器6进行补充除盐水作业；直至水解器6内液位大于0.51m，系统将自动关闭除盐水进口阀67。随后打开入口关断阀64，同时将尿素进口调节阀66置位100%；当水解器6液位大于0.85m后，关闭尿素溶液入口关断阀64，同时将尿素溶液进口调节阀66置位0%。

3）尿素溶液入口关断阀64闭合，调节阀信号到位后，如果水解器6压力小于0.3Mpa,系统控制自动打开蒸汽进口阀63，同时水解器6选择温控模式，将蒸汽进口调节阀62置为自动模式。

阀位信号到位后，设定水解器6温度值为40度，蒸汽进口调节阀62自动开启进行加热调节，5分钟后设定温度自动定置到70度，持续加热5分钟后，至到温度升至115度，维持10分钟后，系统将自动进入压控模式，压力设定值为0.3Mpa，此后系统将进入到准备喷氨模式。

4）进入压控模式后水解器6持续生压，至到压力大于0.55Mpa后，水解器6所有调节阀均置为自动模式，系统进入准备喷氨模式。

5）进入喷氨模式，系统将自动打开氨蒸汽出口调节阀61、蒸汽进口调节阀62、入口关断阀64、进口调节阀66，系统将压力自动设置为0.55Mpa，液位设置为0.85m，氨蒸汽出口压力设置为0.35Mpa。系统将根据设定值自动调整各个阀门开合程度。

同时，系统为防止运行时出现紧急情况，设置有紧急停车和正常停车按钮，一旦出现危机情况，操作人员可以手动触发按钮，对水解器6进行安全保护。

此外尿素水解控制也可以在半自动、手动模式下进行，只需操作人员点击相应按钮即可完成各步序。

本发明尿素水解制氨系统的智能化控制，确保了尿素溶解以及尿素溶液水解系统的安全稳定运行，解决了运行人员频繁操作的安全风险，节省大量的人力，节约了成本。通过智能化模块参数设定，实现了精确控制，防止误操作的风险，防止人员现场中毒的安全风险。