cs3000集散控制系统在热力网中的应用
金太东,刘姝廷
(辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺113001)
摘 要:针对沈阳石蜡化工有限会司西烯酸分厂热力网中蒸汽减温器出口蒸汽波动大、操作变量多、关联性强等特点,提出使用横河cs3000集散控制系统对多变量进行控制。简述了热力网工艺流程和控制系统的结构,提出采用常规控制和分程控制相结合的控制策略。投运后的控制结果表明热力网运行稳定,控制效果明显,节约了能源,提高了企业的经济效益。
关键词:热力网;cs3000;控制效果;经济效益
中图分类号:tp 273 文献标识码:a
1引言
丙烯酸分厂主要生产丙烯酸甲酯、丙烯酸已酯、丙烯酸丁酯及丙烯酸异辛酯。采用cs3000集散控制系统对热力网的参数进行控制,综合利用cs3000的pid,split.mld-sw等模块,组态实现了常规、分程、手动/自动等控制。控制结果证明了该控制方案能够有效地节约能源、提高了丙烯酸分厂的经济效益。
2热力网系统概述
1)热力网工艺流程供给丙烯酸分厂的气源为热电分厂3台75 t水煤浆锅炉产生的5.3 mpa,l o mpa.0.5 mpa三个等级的蒸汽。丙烯酸分厂需向其工业生产装置提供3 mpa,1.5 mpa.0 5mpa.0.2 mpa四个等级的蒸汽。这4个等级的蒸汽广泛应用于丙烯酸分厂工艺、动力、储运等生产过程中。如分解丙烯酸的重组分( e-241a/b)、丙烯酸罐加热(d -102)、换热器底部蒸汽伴热(e-321)、汽轮机驱动(k-101)、焚烧炉中物料预热(f-610)以及丙烯酸和丙烯酯的装置区、中间灌区、产品灌区用汽等。丙烯酸分厂蒸汽管网流程图,如图l所示。
2)影响蒸汽管网运行的因素通过对丙烯酸分厂蒸汽管网研究,对影响蒸汽管网…3的因素作了分析。影响蒸汽管网的因素很多,归纳起来有以下几个方面:
①蒸汽减温器出口温度对蒸汽管网的影响蒸汽减温器出口温度是一个很重要的因素,蒸汽减温器通过水泵向其内部打人减温水进行减温,其出口温度的变化会直接影响整个蒸汽管网供给工艺生产装置蒸汽品质。
②蒸汽减温器出口压力对蒸汽管网的影响一般来说蒸汽管网大多用蒸汽减温器出口压力来表征各层管网的蒸汽等级,因此蒸汽减温器出口压力也是一个关键的因素,对于一条蒸汽管线,如果蒸汽减温器出口压力过高,能够使得“放空”现象加重,并且浪费来源。蒸汽减温器出口压力过低则不能保证工艺生产装置正常生产。
③蒸汽流量对蒸汽管网的影响1.5 mpa蒸汽管网运行过程中保持蒸汽流量稳定。这样既可保证该蒸汽管网运行稳定,又可以使其与外来的低压蒸汽管线合并后,蒸汽减温器入口温度、压力的稳定,有助于该条管线上蒸汽减温器出口温度、压力的控制。但如果蒸汽流量过大,不仅增加蒸汽能耗而且增加后面处理工序能耗,并使管网振荡,蒸汽流量过小时可使该条蒸汽管线供气量减少,影响工艺用户正常生产。
3控制系统的结构
横河cs3000的系统结构一主要包括现场控制站、操作站、工程师站和网络通信这4个部分,其结构图,如图2所示。
根据系统规模配置1套fio总线型现场控制站,操作站2台,工程师站1台,工程师站和操作站均配置dell主流工控机,采用22crt,和专用操作员键盘。i/o卡件采用横河aai143卡件,aai543卡件和aar145卡件。模拟量输入为21点、模拟量输出为l9点。
4热力网控制方案
1)蒸汽管网控制方案3 mpa,1 5 mpa蒸汽管网带控制点的工艺流程图和0.5 mpa, 0.2 mpa蒸汽管网带控制点的工艺流程图,分别如图3,图4所示。
3 mpa.1.5 mpa蒸汽管网,以及0.5 mpa,0.2 mpa蒸汽管网,由于两者控制方案设计相同,所以本文仅介绍3 mpa,1.5 mp |