维纶厂原液温水槽液位控制系统改进

蒋景榴

（福建晶华生物科技有限公司，福建 福州 35000）

聚乙烯醇原液的制作是维纶纺丝生产头道工序，其质量的好坏直接影响到维纶纺丝的生产，而原液温水槽的保温水温度则是原液正常生产的保障。温水槽的保温水主要供给给原液配制、输送过程的管道夹套以及脱泡桶夹套、纺丝调压槽夹套，目的是保持原液在生产、输送、脱泡、纺丝等环节的温度不低于温度96.5 ℃，因此保温水温度高低直接影响到原液的温度。保温水的温度过低会造成原液的温度偏低，导致原液的粘度增大、输送困难，从而影响产能，严重的会造成原液结皮，甚至造成输送管道堵塞。

对于使用年限较长的老旧设备，通常都会存在生产过程原液温度波动较大的现象，有时低至70 ℃，从而影响生产的正常。另一方面，针对老企业、老设备的改造，企业必须本着投资少，改造过程简单、对生产影响少的原则。

针对所提出的问题，本文通过简易、低成本的仪表控制系统的改造，使老旧设备温水槽温度控制达到生产要求。

1 原因分析

温水槽控制系统由温度控制系统和液位控制系统2部分组成。

⑴温水槽保温水通过蒸汽加热，以达到规定的温度。

其控制系统由PT100热电阻传感器、数字温度控制仪、电—气转换器、调节阀组成。系统本身是一个闭环调节，当温度高于（或低于）设定值（目标值）时，调节器通过PID运算，输出对应的电流给电—气转换器，转换器转换后的通过气信号改变调节阀的开度（小或大），使得温水槽的温度维持在工艺要求的设定值（98±1）℃。

经分析，设备原设计假设温水槽的保温水是循环使用，保温水送出和返回的量相同，液位基本不变化，在循环的过程中只有少量的温度损失，因此原设计调节阀口径只有DN32，用来维持保温水温度。由于设备老化等原因会造成回水温度大幅下降，而此时即便调节阀开度100%即全部打开进蒸汽，也无法快速使水温升到设定值，所以调节阀口径偏小是造成水温偏低的原因之一。

⑵温水槽的液位控制系统是由液位变送器、气动条形指示调节仪及继电器、电磁阀和调节阀组成。控制框图、继电器回路图见图1。

从控制框图可以看出，该系统是二位式调节，液位正常时调节阀是不动作。

当液位低于气动条形指示仪下限时，LL触点闭合，中间继电器KA1得电，KA1-1自锁，KA1-2闭合，电磁阀SV得电，仪表气源通过SV进入调节阀，使调节阀全开，这时软水快速进入温水槽，使温水槽的液位迅速上升；当液位到达上限时，LH断开，中间继电器失电，KA1-1、KA1-2断开，SV失电，调节阀膜头中的空气从电磁阀排出，调节阀全关，温水槽不进水；当液位低于上限时，LH触点虽然闭合，但LL触点断开，继电器KA1还是无法得电，此时温水槽不进水。

目前原液设备使用年限已久，部分夹套管道腐蚀穿孔、保温水泄漏等原因，使得保温水的液位常常低于下限，此时进水调节阀全开，保温槽大量进常温软水。保温槽因外部原因低于液位下限时的进水，由于此时调节阀全开使进水过程时间短、水量大，造成保温水温度迅速下降，虽然这时蒸汽调节阀全开，但仍然无法使温度在短时间内稳定在工艺要求的目标值上。

2 对策和措施

2.1 方法一，直接针对温度控制系统进行改造，但这种改造要更换大调节阀及部分管道口径，因此存在资金投入比较大，改造周期也相对较长的缺点，所以这种改造方法不是最佳方案，故而被我们放弃。

2.2 方法二，是通过对液位控制系统改造达到目的，这种方法优点是资金投入少，能够快速改造，具体方法介绍如下：

图1 原液位控制方框图和继电器回路图

图2 改造后控制框图、继电器回路图

⑴我们在原液位变送器的边上装上一台气动就地调节器，调节器的输出送到电磁阀，电磁阀受温度下限控制。控制框图、继电器回路图见图2。

⑵当液位低于目标值时，气动调节器PI运算结果送给电磁阀，此时如果温度高于96.5℃时，TL闭合，KA1得电，KA1-1闭合，SV得电，气动调节器的PI运算输出通过电磁阀SV进入调节阀，使调节阀动作进水。相反如果温度低于96.5 ℃，就是气动调节器的输出再大也无法进入温水槽。

3 成果

通过安装调试后运行，该控制方案完全可满足控制要求，到目前为止，该系统运行正常，确保温水槽保温水的温度，消除了温水槽温度波动对维纶纺丝生产影响。