过程控制系统方案设计VIP专享VIP免费

过程控制仪表与系统题目：工业含硫废气控制系统方案设计学院：信息科学与工程学院专业班级：测控技术与仪器1503班学号：名：师：工业含硫废气控制系统方案设计摘要：许多化工厂在厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中都会产生各种含有污染的有害气体，其中含硫的气体对环境造成的污染尤为严重。因此对含硫废气正确合理的处理至关重要。在我国工业含硫废气一般多采用焚烧工艺，经焚烧炉焚烧，使污染性气体转换成安全物质。经方案论证后，本设计采用双闭环串级控制系统，控制目标温度在600-800°C设定尾气焚烧炉炉温波动范围不超过土30C。该控制系统中运用PID算法，传感器将检测到的模拟信号送到变送器，变送器输出4〜20mA的电流信号。将变送器输出的标准信号送入控制器中，控制器通过分析比较所测参数与预设参数之后输出控制信号，执行器根据传送过来的信号进行变化，最终达到对系统温度的控制。关键词：双闭环串级控制系统；炉温控制；流量控制；变送器1引言含硫废气与加氢反应器出口过程器被加热至270-320C左右与外补富氢气混合后进入加氢反应器在加氢催化剂的作用下转化为H2S。加氢反应为放热反应，离开反应器的尾气-换热器换冷却后进入冷凝塔。废气在冷凝塔中利用循环机冷水来降温°70C冷凝水自冷凝塔底部流出，经济冷泵加压后经急冷水冷却器用循环水冷却至40C，循环至冷却塔顶。部分急冷水经急冷水过滤器过滤后返回急冷水泵入口。尾气中的水蒸气被冷凝产生的酸性水由急冷水泵送至酸性水处理处。为防止酸性水对设备的腐蚀，需向急冷水中注入氨根据ph值大小决定注入氨的量。冷凝后的尾气离开冷凝塔进入回收塔，用30%的甲基二乙醇胺溶液吸收废气中的硫化氢，同时吸收部分二氧化碳。吸收塔底富液用富液泵送至溶剂再生部分统一处理。从塔顶出来的净化气经尾气分液罐分液后进入焚烧炉燃烧，有燃料气流量控制炉膛温度；废气中残留的硫化氢几乎全转化成二氧化硫，最后再对二氧化硫进行处理。焚烧炉要控制温度在600-800C，保证尾气可以充分燃烧，对环境和人的健康都没有危害。温度控制系统可采用的方法有双闭环串级控制系统、前馈控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统、分程控制系统等。2系统方案设计2.1系统分析在含硫废气焚烧炉炉温控制系统的设计中，主被控参数是焚烧炉的炉膛温度。瓦斯气流量和空气流量等参数的变化都会对温度控制形成干扰。工业上正常生产时会产生温度过高和温度过低两种情况。温度过高的影响因素有：瓦斯流量大、压力高，瓦斯带油或过程气S和HS含量高等因素。这时调2节的方法联系公司调度至稳定瓦斯压力。加强瓦斯罐排凝。还可能温度过低，原因可能是瓦斯压力过低，瓦斯带水，瓦斯流量小等。措施是加强瓦斯排凝，加大流量。同时本设计也充分考虑到控制环境存在腐蚀性以及易爆性，采用安全方式设计，保证生产安全。2.2方案论证本设计可采用的方法有双闭环串级控制系统、前馈控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统。下面为该系统的设计方案分析。2.3.1方案一：采用双闭环串级控制系统。本系统中，炉膛温度是主控参数，影响其温度的因素有很多，例如瓦斯压力，瓦斯带水，瓦斯流量等等。本设计要通过控制空气的进入量还有瓦斯气的进入量来达到控制炉温的目的。双闭环串级系统流程图如图1双闭环串级系统流程图温度调节器燃烧2.3.1方案二：采用前馈-反馈单回路控制系统择炉膛温度为被控参数，瓦斯气流量为前馈控制器的输入干扰，其他影响炉膛温度的因素作为系统的干扰变量。当瓦斯气流量受到扰动后，反馈系统马上开始控制，使瓦斯流量不至于波动过大，从而使炉内温度稳定。具体控制系统框图如图2所示：瓦斯气温度反馈图2单回路控制系统框图综上所述，方案1中副回路的设计，对系统的稳定性更有保障而且它的调节速度更快，追去额度更高。双闭环比值控制器的引入是流量风容易控制，提高系统的控制性能。在方案2中一个前馈控制器只能抑制一个干扰对被控参数的影响,而在实际的工业生产过程中存在大量扰动因素，不可能仅对单一扰动进行控制，方案二存在一定的弊端。鉴于以上原因，本次设计采用双闭环串级控制系统。根据双闭环串级控制系统框图，可以分析含硫废气焚烧炉...