超级克劳斯硫回收的自动控制研究与应用

摘要

随着我国工业生产逐步壮大，能源消耗、环境恶化日益严重。如何在工业生产各环节最大限度的降低能源消耗及污染排放已经成为各工业企业实现可持续发展战略的一个首要任务。在目前工业生产中，硫回收工艺就是一个重要的环保工艺，而超级克劳斯硫回收为当前社会主流的化工生产系统。优化硫回收自动控制系统，保证使其在安全运行前提之下，提高硫回收效率，降低有害气体排放量，不仅有着一定的经济意义，也有重要的社会意义。
　　本文以某化工厂17T/d超级克劳斯硫回收装置的自动控制系统改造项目为实践背景，本装置属于该化工厂年产60万吨甲醇项目。在整个硫回收自动控制系统中，要求对其供气（酸气）、主燃烧气所需氧气、氧化所需空气流量、超级克劳斯温度等参数进行控制。由于在前系统中负荷变化及酸性气体组分得不到稳定，给硫回收的正常运行过程造成较为频繁的扰动，使得控制工况略显复杂。
　　本文首先通过前系统负荷变化及前系统酸性气体的组分变化扰动下的酸气流量、主燃烧气流量、选择氧气空气流量、超级克劳斯温度的动态特性进行深入分析。针对这一系列被控对象动态特性，先后提出比值-串级控制方案、分程-串级控制方案、变比值反馈控制方案、基于专家PID控制的前馈-串级-选择控制方案。在实际工程实践过程中，本工程选取霍尼韦尔公司Experion PKS200 DCS系统实现集中管理，远程控制，文中对该DCS系统介绍，并针对控制方案设计下位程序及上位监测画面，该系统现正式投运生产，应用效果较为理想。

目录

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1绪论

1.1课题的选题意义及背景

1.2国内外的研究动态及发展趋势

1.3本文完成的工作

2超级克劳斯硫回收工艺原理、工艺流程

2.1工艺原理概述

2.2工艺测控流程与仪表配置简介

2.3控制要求

2.4本章小结

3控制方案设计

3.1供气控制方案设计

3.2 主燃烧器控制方案设计

3.3 氧化空气需求量控制方案设计

3.4 超级克劳斯反应器温度控制

3.5本章小结

4控制算法研究

4.1常规的PID控制

4.2专家PID控制

4.3控制系统参数整定

4.4本章小结

5 DCS控制系统设计及现场调试结果

5.1 DCS集散控制系统设计

5.2现场调试结果

5.3本章小结

6结论

6.1本文总结

6.2今后展望

致谢

参考文献

附录

附录1 工程师站画面

附录2 现场照片

附录3 DCS机柜照片

附录4 攻读学位期间发表的论文