复杂控制系统在RT培司装置加氢反应釜的应用

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浅谈复杂控制系统在化工仿真DCS中的应用高晓新;马江权;杨德明【摘要】对复杂控制系统中的串级控制、分程控制、比值控制在化工仿真DCS进行了介绍,分别就串级控制在吸收中应用、分程控制在离心泵中应用、比值控制在固定床的应用进行了研究.实践证明这些复杂控制系统的应用能提高生产效率以及产品质量.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)005【总页数】2页(P80-81)【关键词】串级控制;分程控制;比值控制;化工仿真DCS【作者】高晓新;马江权;杨德明【作者单位】常州大学石油化工学院,江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】G434在大多数的情况下，由于简单控制系统需要自动化工具少，设备投资较少，维修，投运和整定较简单，而且，生产时间证明他能解决大量的生产控制问题，满足定值控制的需要。

因此，简单控制系统是生产过程自动控制中最简单，最基本，应用最广的一种形式，在工厂中约占全部控制系统的80%左右。

然而，随着工业的发展，生产工艺的革新，生产过程的大型化和复杂化，必然导致对操作条件的要求更加严格，变量之间的关系更加复杂。

同时，现代化工生产往往对产品的质量提出更高的要求，例如，甲醇精馏塔的温度偏离不允许超过1℃，石油裂解气的深冷分离中，乙烯纯度要求达到99.99%，此外，生产过程的某些特殊要求，如物料配比问题，前后生产工序协调问题，为生产安全而采取的软保护问题等，这些问题的解决都是简单控制系统所不能胜任的，因此，相应的就出现了一些与简单控制系统不同的其他控制形式比如串级控制、分程控制、比值控制等。

1 串级控制系统在化工仿真DCS中的应用串级控制系统是在简单调节系统基础上发展起来的。

在结构上，串级回路调节系统有两个闭合回路。

主、副调节器串联，主调节器的输出为副调节器的给定值，系统通过副调节器的输出操纵调节阀动作，实现对主参数的定值调节。

所以在串级回路调节系统中，主回路是定值调节系统，副回路是随动系统串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数)，即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量 (副被控参数)，是为了稳定主变量而引入的辅助变量。

国内外反应釜技术研究现状反应釜搅拌系统的发展化学反应釜是化工行业主要设备之一，而反应釜搅拌系统[3]又是其中一个重要组成之一。

固液两相物料在反应釜中搅拌悬浮接触，是制药和化工生产中一个普遍而重要的操作。

在常压条件下，多在带减速装置的平底罐中进行。

和蒸馏。

蒸发等过程相比，其能耗问题并不突出，容易被人们忽视。

如果对平底罐进行一些简单的改进，则搅拌功率可大幅度降低，一般可节能30%左右。

因为平底罐的一些几何影响，容易在罐底四周和中心部分形成死角，所以改变罐底的几何形状是降低搅拌动力消耗的第一主要措施。

文献[4]用实验数据表明，在使用细沙条件下，锥面罐和曲面罐拥有同样远胜于平底罐的效率；在使用粗砂条件下，锥面罐则比曲面罐更有高效率，所以将平底罐改成锥面罐是效率最高的方法。

另一方面，固液两相物料的搅拌过程中，为了克服在固液两相反映中，搅拌器的叶片承受的不平衡力，减小叶片产生变形，文献[5]中改进了三种搅拌装置：可提升式搅拌装置，可变桨叶角度搅拌装置，肢节式搅拌装置。

由以上三种搅拌装置特点，可看出其具有以下优点：（1）结构简单、新颖，便于加工改装；（2）安装方便，便于使用维护；（3）叶片可按使用要求，加工成任意形状，便于互换；（4）搅拌形式可根据原料性质任意改装，使用范围广泛，便于推广使用。

三种新型搅拌装置已分别取得国家级专利。

29308在现代化工业生产中，为了使设备能更好的发挥尽它的功效，在搅拌系统的内部结构中，也有了更进一步的研究发展。

文献[6]中，用fluent软件分别在其他条件不变的情况下改变搅拌反应罐的浆间距和罐浆径比，实验发现，桨间距d，取4．0m～4．5m为佳；同时上桨距离液面的最小距离不能小于2．0m并适当地减小罐桨径比。

通过实验的方法证明，得出的改进方向和措施使搅拌反应罐内的流体更为符合流体动力学，使流体在罐内能充分、自由地流动，不存在任何的流动死角；而且流体的流动方式多以以湍流为主，从而使液体在罐内充分地进行接触和反应，最终使搅拌反应罐内的反应更为完全，从而提高于设备的处理能力和效率。