聚氯乙烯PVC聚合釜控制方案.doc

聚氯乙烯PVC聚合釜控制方案一、系统概述PVC聚合反应控制采用MACS集散控制系统(简称DCS系统)。系统主要由操作站、控制站、通信总线、信号模块等组成。DCS且系统的控制站直接与现场生产装置相连,它承担现场信号的实时采样、处理、控制、输出,并与操作站进行数据通信。而操作站一方面接收操作人员的指令(人机会话),通过通信总线向操作站发送相应的命令,同时接收控制站回送的数据,并对这些数据进行显示、报警、存储、打印等。DCS系统内各个节点(操作站与控制站)之间的信息交换是通过通信总线来实现的,系统硬件原理图如图1。PVC聚合反应DCS系统控制主要装置包括:聚合釜、回收系统、公用系统。图1:PVC聚合反应DCS系统结构图二、系统控制要求冷搅拌30分钟结束->升温,开热水上水阀及回水阀,通过夹套来加热聚合釜,诱发聚合反应->升温至切换温度,关热水上水阀及回水阀,开循环水回水阀->聚合反应,通过改变循环水阀位开度来控制反应釜内温度到要求的范围内—>反应釜压力低于出料压力(反应釜温度不变),方可出料。此处循环水的目的是为了带走放热反应的多余热量,控制反应釜内的温度。不同型号的树脂,要求控制的反应温度、反应压力等参数均不相同,需分别设置控制程序,℃为偏差报警限。图2:聚合釜工艺流程图三、温度控制方案聚合釜温度控制基本上采用串级控制方案,以釜内温度作为主调变量,夹套水温作为付调变量,控制输出将调节循环水上水阀的开度。同时,循环水回水阀处于开启状态。下面将对釜合反应分两个阶段进行分析串接控制。在反应前期(升温结束后备20分钟),釜温与反应温度设定值还存在较大偏差,如果立即投入带积分作用的定值串级控制,将会引起积分饱和,致使升温的过渡阶段温度超调。所以在这一阶段,DCS系统采用变给定的串级控制,如图3所示。图3 反应前期串接变给定控制上图中,串级控制器给定值SV将由程序设定模块PGSUi输出决定,给定值SV将随时间t变化而逐渐增大;而SV-t关系曲线将由现场调试得出,此曲线起点为升温结束时的温度,终点为温度设定值,整个过程的时间为20分钟。次阶段结束后,DCS系统自动进入“正常反应”阶段。在正常反应阶段,DCS将采用定值串级控制,控制器的给定值SV就是操作人员设定的“反应温度设定值”,如图4所示。此设定值将决定PVC的型号。图4 正常反应串接控制在此阶段,为了减小余差(℃),提高控制精度和PVC的质量,串级控制的主调节器将具有较强的积分作用,这些主副环PID参数需进行现场调试决定。在DCS系统中,反应前期与正常反应的串级控制采用了两个不同回路中的串接控制模块CSC。因为这两个CSC模块在两个回路中,,以适合反应前期与正常反应这两个阶段对象特性的变化。“出料”阶段的控制与正常反应阶段控制方案基本一致,在此不再赘述。上述控制,每一只聚合釜基本相同,但由于每一聚合釜的对象特性并不相同。,包括“反应前期”变给定串级控制参数和“正常反应”阶段的定值串级控制参数。这些参数需要现场调试决定。聚合工段DCS控制包括:*1-7#反应釜温度控制。上面已作详细分析;*热水槽温度控制 90℃±2℃*热水槽液位控制。*1、2号单体计量槽进、出料控制计量总量一一对应(计量槽液位上上报警限-下下报警限),所以必须合理设置液位报警限.*软水计量槽进、出料控制与单体计量槽一样需要进行报警限调试。四、聚合釜操作规程★聚合釜的DCS操作1~7#聚合釜的DCS操作过程基本相同,以下将以6#聚合釜为例进行说明。聚合反应的操作步骤分为“预处理”、“抽真空”、“冷搅拌”、“升温”、“反应前期”、“正常反应”、“出料”和“手动”。前三步受到检测和控制仪表安装不足的限制,所以并没有作实质性的输出控制。从步骤“升温”开始,将由DCS系统实现自动控制,直至出料。DCS系统操作步骤处于“手动”状态下,操作人员可根据需要手动操作热水上水阀、热水回水阀、循环水上水阀、循环水回水阀等,以满足某些特殊要求。1、预处理 按“控制分组”翻至“6#聚合釜反应(一)”,在“6#釜操作步骤设定”仪表中按入“预处理”。在这一步骤中,DCS系统自动关闭热水上水阀、热水回水阀、循环水上水阀、循环水回水阀并锁定,不可开启。系统内部将各种内部时钟清零,以备计时正确。2、抽真空 在“6#釜操作步骤设定”仪表中按入“抽真空”。DCS系统将从零开始以秒为单位计时,并显示于“6#聚合釜反应(二)”画面的“计时时钟”,“分钟”,“秒钟”上。此步骤中,DCS系统仍然关闭热水上水阀、热水回水阀、循环水上水阀、循环水回水阀。3、冷搅拌 在“6#釜操作步骤设定”仪表中按入“冷搅拌”。DCS系统将完成“抽真空”步骤中类似