在30万吨/年聚丙烯装置中,CS3000系统需要实现的主要有常规控制、复杂控制、逻辑联锁控制、顺序控制4种功能,下面介绍如何运用横河公司的DCS控制系统的功能块解决聚丙烯装置中典型的控制和联锁方案。
一、R201(一级环管反应器)中氢气和丙烯的复杂控制方案的实现
本方案中丙烯的进料控制是利用控制一级环管反应器的密度来调节丙烯的进料流量,氢气的进料控制分三种情况:1、当分析仪表未投用或故障时操作人员通过HIC2013(氢气与丙烯比值)可手动输入一个值,通过这个比值与丙烯的流量相乘得出的值作为氢气流量调节回
图1:氢气和丙烯的复杂控制回路
图2:氢气和丙烯的复杂控制功能块图
图3:蒸汽流量补偿功能块图
图4:TEAL与丙烯、TEAL与主催化剂、TEAL与
ATMER 的比值控制回路图 氢气和丙烯的复杂控制功能块见图2。
⑴、将PID调节器AIC2001A/B的MV值的上下限改成0-1,单位:KG/T,目的是与比例调节器HIC2013的SV(上下限也改成0-1,单位:KG/T)对应好,同样将比例调节器HIC2013的MV值的上下限与PID调节器FIC2001的SV的上下限对应好。
⑵、FX2001.CPV=FIC2001.PV*1000/FT2003.PV即氢气与丙烯的比值。
⑶、FFIC2013是模拟控制面板,在其组态画面中将其操作方式与HIC2013.MODE对应,将其测量值与FX2001.CPV对应,将其给定值、给定值高限、给定值低限与HIC2013.SV、HIC2013.SVH、HIC2013.SVL对应控制工程网版权所有,将其输出值、输出值高限、输出值低限与HIC2013. MV、HIC2013.MH、HIC2013.ML对应。通过建立FFIC2013模拟控制面板控制工程网版权所有,工艺操作人员操作它就可以完成上述氢气的进料控制前两种情况。
⑷、通过使用SEBOL编程块(H2CONTROL1)完成对氢气的先控程序,并将程序计算的结果推给数据块(H2SET),然后将数据块(H2SET)的给定值送给选择开关HS2014,工艺操作人员操作它就可以完成上述氢气的进料控制的第三种情况。
2、蒸汽流量补偿方案的实现
聚丙烯装置中其它介质(如氮气、瓦斯、仪表风)的流量温压补偿运算公式通过选用功能块TPFCL就可以完成流量温压补偿运算,但是蒸汽的流量温压补偿运算公式不属于常规补偿公式,且运算复杂,我们通过计算块里提供的数学运算公式很轻松的将此问题解决。蒸汽流量温压补偿公式:
Tc =T(测量温度)+T0
Pc =P(测量压力)+P0
V=R*Tc/Pc-A*(100/Tc)*E(2.82)- Pc *E(2) [B*(100/ Tc)*E(2.82)+ C*(100/ Tc)E(31.6)]
Tc= Tr(参考温度)+T0
PC= Pr(参考压力)+P0
Vr=R*Tc/Pc-A*(100/Tc)*E(2.82)- Pc *E(2) [B*(100/ Tc)*E(2.82)+ C*(100/ Tc)E(31.6)]
Q0=Qm*(Vr/V)0.5
其中T0=273.15℃,P0=1.01325bar,
R=0.004615,A=0.9172,B=13609 C=4.55*1015。
蒸汽流量补偿功能块见图3。
⑴、在计算块VMOL-MEASURE计算公式(见表1)。
⑵、在计算块VMOL-REFERENCE计算公式同上,只需将TI0204.PV和PI0205.PV用T-REF.PV和P-REF.PV替换。
⑶、在计算块FFI0204计算公式(见表2)。
⑷、将FFI0204的计算结果送给FI