霍尼韦尔 PKS-C200 DCS系统在蒸发工艺上的应用

吉荣军

新疆中泰化学（集团）股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830009

霍尼韦尔 PKS-C200 DCS系统在蒸发工艺上的应用

吉荣军

新疆中泰化学（集团）股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830009

本文介绍了DCS系统在烧碱蒸发工艺装置上的设计和应用情况，中泰化学股份有限公司采用霍尼韦尔PKS-C200系统实现了蒸发装置的全方位控制。

PKS-C200 DCS系统；烧碱蒸发；温差出料

新疆中泰化学股份有限公司西山事业部现有装置生产能力年产14万t离子膜烧碱和年产17.5万tPVC树脂。随着企业产量的逐步增大，生产装置的安全稳定运行越显重要。2010年，作者负责蒸发工序的控制系统改造项目，用霍尼韦尔PKS-C200 DCS系统取代了原来的电Ⅲ型仪表控制屏系统，实现了蒸发装置工艺过程的自动化控制调节。

1 改造前蒸发装置运行过程中的缺点

1）老式显示仪表性能落后。蒸发工序是新疆中泰化学股份公司西山事业部界区内唯一仍然使用老式仪表面板监控系统的工序，仪表面板监控系统仍然在使用老式的国产电动Ⅱ型或电动Ⅲ型显示调节仪表，对蒸发工艺过程进行运行参数监控。这些老式仪表只能实时显示当前的蒸发装置工艺生产过程中的压力、温度、流量等实时数据，不带数据记录功能和历史趋势查询功能；

2）仪表监控设备比较分散不集中。蒸发仪表监控系统使用87块显示仪表面板，分布在3面控制屏上来显示蒸发工艺整体运行状态，操作员工工作强度大。当蒸发装置出现问题时，控制室的操作工不能及时监视到故障设备的运行情况，无法判断工艺报警的先后次序，导致无法进行相对应的应急操作；

3）在蒸发装置的出料操作上，是现场操作员工根据手工取样，化验分析效体内的碱液浓度，经分析合格后，才由现场操作员工手动操作进行出料，成品碱消耗大，且浓度指标不稳定。这种人工出料方法自动化程度非常低、操作员工工作强度大，生产效率低下，能耗高，不能满足企业节能降耗、增强竞争力、大规模现代化的生产要求，实现蒸发装置出料操作的自动控制，是我们这次仪表控制系统改造的主要课题。

2 蒸发DCS控制系统改造实施方案

2.1 蒸发工艺流程介绍

蒸发工序采用两套二效顺流工艺，即将离子膜工序输送来的30%离子膜烧碱送入Ⅰ效蒸发器、Ⅱ效蒸发器中，用蒸汽进行加热，使碱液在蒸发器内沸腾，除去其中的水分，浓缩成45%的成品碱，然后将45%的碱液用泵打入升膜蒸发器，继续进行蒸汽加热，使碱液在升膜蒸发器内沸腾，除去其中的水分，浓缩成72%的碱液，送到固碱工序进行熬制成固碱，工艺流程图如下：

2.2 PKS C200 系统监控及控制回路说明

蒸发工序应用PKS-C200系统主要完成碱液蒸发过程中的工艺参数监测与控制，各工艺设备运行状况的监测与逻辑控制，工艺生产及工艺设备的安全联锁控制等，完成常规仪表所无法实现的中央统一显示、操作、工艺参数报警显示、工艺参数趋势记录，实现了蒸发工序的两套装置的Ⅰ效蒸发器、Ⅱ效蒸发器、升膜蒸发器的液位自动调节。

2.3 效体成品碱温差出料自动控制方案说明

为了解决效碱自动出料控制的难题，我们成立了QC小组，翻阅大量技术资料，借鉴国内同行现有的温差出料控制方案，来制定自己的出料控制方案。我们使用的出料自控方案主要是使用“温差法”原理间接测量浓度，配合单回路调节，实现自动出料。我们在PKS C200 系统上开发出一个碱液浓度算法模块，并以该浓度作为被调参数，以Ⅱ效蒸发器出料流量（放碱）及Ⅱ效回流量作为调节参数，以要控制的浓度（工艺确定）作为设定值组成单回路控制，来实现效体蒸发器的自动出料。

3 PKS C200 DCS系统组成

PKS-C200 DCS作为Honeywell公司在Plantape系统的基础上优化更新推出的开放型控制系统，以Windows 2000 sever为操作系统， 包含了最新设计的混合型控制器 CPM 和高速容错以太网（FTE）以及高级的工程工具和应用软件包，具有完整的过程控制功能、数据采集与监视功能、先进的控制算法。

针对蒸发装置控制参数的要求对控制系统硬件做出如下配置；1、控制柜机柜2台，内配控制卡2块、数据通讯卡2块、AI卡12块、AO卡、2块DI卡2块、DO卡1块。2、DELL P4工程师站2套，配液晶彩显。

4 系统主要功能

1）操作站微机显示蒸发装置的工艺流程动态实时数据的流程图界面，可以直观地表示整套工艺装置的设备、工艺运行状态；

2）DCS系统集成自诊断信息显示，可以及时查看控制系统的主控卡、数据通讯卡、I/O卡件以及网络通信故障诊断信息，方便仪表维护人员进行检查；

3）DCS系统集成历史数据记录及趋势图显示、查询、实时报表和历史报表自动生成；

4）现场工艺运行参数实时数据报警，可以及时查看蒸发装置当前的运行参数瞬时波动值。

5 实施效果

PKS-C200 DCS系统在蒸发装置上的成功应用，实现了蒸发工艺过程控制、显示与操作的自动化控制，各项监控点数据和设备运行状态在流程图上实时显示，实时报警和历史趋势显示正常可靠，操作简单，降低了操作人员的工作难度，提高了蒸发工序的自动化程度和生产效率。

[1]程殿彬，陈伯森.离子膜制碱生产技术.中国氯碱工业协会编写.

[2]张宏伟.蒸发系统的改造[J].氯碱工业，2008(11).

[3]谷耀恒.DCS在离子膜法烧碱装置上的应用[J].氯碱工业，2007(10).

TQ114

A

1674-6708（2011）51-0126-02

吉荣军，助理工程师，研究方向：仪表自动化控制系统的新技术在氯碱工业中的应用和推广

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