以4620分析仪组成的串级调节系统的设计与应用缝焊机

以“4620分析仪”组成的串级调节系统的设计与应用

以“4620分析仪”组成的串级调节系统的设计与应用 2011： 　1引言 在炼焦生产过程中,煤气是除焦炭以外的最重要的化工产品(煤气对干煤的产率为15～19%)。炼焦炉的出炉煤气也称“荒煤气”，其中含油焦油、粗苯、氨、硫化氢、化合水等杂质。煤气净化过程就是将各杂质从荒煤气中彼此分离开来，从而达到净化或提取有价值的化工产品的目的。荒煤气净化后称为“净煤气”，就是通常意义上的煤气。马钢公司煤焦化公司的煤气净化生产线着眼于荒煤气中化工产品（苯、焦油、硫磺等主要产品）的回收，同时将净煤气输送到其它子公司（如炼钢、轧钢及高炉等）生产线和用作民用煤气。2控制问题提出2.1煤气净化工艺概述 煤焦化公司的煤气净化生产线采用“AS”工艺，即“氨分解、硫回收”。该技术是由石家庄焦化厂最初从国外引进，具有工艺流程短，煤气净化程度高，设备材质要求相对较低等一系列的优点，是目前国际公认的技术先进、合理的生产工艺。它成功地完成了年产200万吨焦炭的荒煤气净化任务，既适应当今的高标准的环保要求，同时通过高效吸收荒煤气中的化工产品，获得了生产效益。AS工艺流程如图1：　 以美国霍尼威尔（HONEYWELL）公司的TDC-3000集散控制系统是煤气净化工艺的灵魂。早期的生产线（老回收）基本采用集中控制的思想，导致系统可靠性差，出现事故时会中断生产等不足。随着生产过程日益复杂，规模更加扩大，为提高可靠性，满足生产过程控制要求，在新回收系统引进了集散型控制系统（DCS）。DCS以其控制功能强（可实现复杂的控制规律，如串级、前馈、解耦、自适应、最优和非线性控制等）；系统高可靠性；采用CRT操作站有良好的人机交互接口；系统容易开发；用组态软件编程简单，操作方便；具有良好的性价比等优点而得到了用户的青睐。2.2硫回收生产过程中的自动控制 硫回收生产过程特点：（1）工艺生产过程复杂：由于生产规模较大，该过程对象特性的辨识难度较大，各被控参数间相互影响。（2）对象存在滞后性：该热工过程设备庞大，生产管线长，对象的存储能力及惯性较大，内部介质流动与热量转移都存在着一定的阻力。（3）对象的非线性：对象特性随着负载的变化，其动态特性有明显的差别。 硫回收的控制目标：酸汽（工艺上称主要含有H２Ｓ、ＣＯ２、ＨＣＮ等酸性混合气体位“酸汽”）经工艺管道由控制系统定量导入克劳斯炉与受控的辅助空气发生一系列反应（注：主要反应均为吸热反应，因而空气还参与煤气燃烧与控制炉温），主要有： Ｈ２Ｓ＋３／２Ｏ２→ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ ２Ｈ２Ｓ＋ＳＯ２→３Ｓ＋２Ｈ２Ｏ根据上述反应过程，硫回收的控制目标可归纳为： （1）对进科劳斯炉内的酸汽流量控制，要保证反应物组份中H２Ｓ／ＳＯ２比值为2/1； （2）对空气量的控制，既要保证反应的效率，又要稳定炉温； （3）控制系统要有足够的抗干扰的能力；3以“4620分析仪”组成的串级调节系统的设计3.14620分析仪的工作原理 4620分析仪用在科劳斯炉硫回收的尾气管道上，对H２Ｓ、ＳＯ２进行连续分析。它包括两个主要模块：样品系统和电子模件。其中样品系统分为：采样动力（文丘利管+喷射蒸汽）、伴热管线、除湿器。电子模块分为：辐射灯（H２Ｓ：２２８nm；ＳＯ２：280nm）、4620控制器、人机交互键盘及显示。它的工作过程为：科劳斯炉硫回收的尾气通过采样动力曳入样品槽（这是过程尾气由除湿器将温度调整至129℃），流经辐射灯室（共两组：一组为ST49汞灯；另一组为镉灯），样品（这时过程尾气由夹套保温蒸汽将温度调整至144-160℃）对辐射光线选择吸收形成吸收光谱，传输至检测室（对应灯室也有两组：一组为Ｈ２Ｓ检测室；另一组为ＳＯ２检测室），经过与参考通道的比较、硫补偿、线性化处理、A/D转换等环节，将Ｈ２Ｓ、ＳＯ２的体积含量转变为相应的电量值。3.2串级调节系统的设计 设计原则：主回路部分，用质量指标为被控量最直接也最有效；主控量有足够的变化灵敏度；还要考虑工艺过程的合理性和实现可能性。副回路部分，要包括尽可能多

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