天然气造气二段炉出口废热锅炉液位控制同轴电缆

天然气造气二段炉出口废热锅炉液位控制

天然气造气二段炉出口废热锅炉液位控制 2011： 　李晓华1，刘双刚2，张宝玉2（1．四川美丰化工股份有限公司，四川成都618000；2．浙江浙大中控技术有限公司浙江杭州310012）　　 1　流程简介　　　　甲烷（天然气的主要成份）的蒸汽转化反应主要包括甲烷的蒸汽转化反应和一氧化碳的变换反应，工业上普遍采用两段转化法。二段炉出口转化气余热很高，工艺上通过废热锅炉副产中压蒸汽，以达到节能降耗的目的。废热锅炉部分的工艺过程如图1—1所示。　　二段炉出口转化气（900℃左右），在沸热锅炉内通过列管与汽包循环水换热产生蒸汽，经调节阀送到蒸汽总管，调节阀用于调节汽包压力（3．7MPa左右）。　　出废热锅炉的转化气（450℃左右）经换热器加热锅炉给水，使水温从常温（30℃左右）上升到190℃左右，同时转化气温度降到400℃左右，送到变换工段。调节预热器旁路阀开度可以调节进预热器转化气流量进而调节变换工段的进气温度。　　锅炉给水量通过汽包液位调节。连排管管口与汽包50％液位面相平，通过连排器产生低压蒸汽，并排污入地沟。　　汽包液位测量选用浮筒液位计。2　工艺要求及控制难点　　　　为有效利用转换废热，降低消耗，减低劳动强度，有利于整体工艺稳定，要求汽包液位自动控制，正常生产时波动应小于±5％。PID调节蒸汽出口阀可以很好的控制汽包压力。开车正常后波动范围不大，可以不考虑。转化负荷波动、出预热器锅炉给水温度变化、锅炉负荷波动、排污量变化这几个因素对汽包液位的影响必须考虑。3　方案设计　　　　首先选用三冲量方案：以汽包液位为主调参数、以给水流量为副调参数、以蒸汽流量为前馈，但调节效果很差。引起汽包液位的大起大落。　　考虑到该废热锅炉控制参数耦合小，流程简单，产汽量也较稳定，我们从操作人员的操作中得到启发，认为减少给水量的波动从而稳定给水温度成为该废热锅炉液位控制的要点。因此我们选用“以汽定水＋液位前馈”比值控制方案，方案框图如图3—1所示。 　　其中系数K为汽水损失率（给水流量与蒸汽流量的比值），范围为1．1～1．2。PID参数为P＝300％、I＝0．4、D＝0。这组PID参数可以使阀位波动幅度不大而回路有较快的跟踪效果。液位前馈系数与锅炉额定负荷密切相关，一般是额定负荷越大前馈系数也越大。本项目废热锅炉的额定负荷为35t／h。前馈系数按表3—1给定： 4　方案实施　　　　投运时首先投运给水流量单回路，调节平稳后，再切换为蒸汽流量比值控制，液位前馈同时起作用。　　“以汽定水＋液位前馈”比值控制方案调试投运简单方便，投运后经负荷扰动（产汽量变化）、液位扰动（排污量变化）实验，抗扰动性能良好，投运以来运行平稳，达到工艺要求。图4—1为2．5h实时液位记录曲线，其中记录了负荷扰动情况。液位波动范围＜±3％。 5　结束语　　　　通过实践我们体会到，分析工艺特点，学习操作人员的经验，选用恰当的控制方案可以使仪表更好的为稳定生产服务。

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