大中型氮肥装置自动控制解决方案.doc

浙江正泰中自控制工程有限公司大中型氮肥装置自动控制解决方案一、前言正泰中自作为国内领先的自动化设备供应商，在满足氮肥生产过程控制的常规要求基础上致力于氮肥装置上先进控制及算法方面的研究与实践，所提供的优化控制算法和软件，已在多套氮肥装置的造气控制、炉况优化、合成塔床层温度控制、氢氮比自调上得到广泛应用。它利用多变量预测控制、软测量等先进控制技术，可有效的克服原料性质变化和生产负荷变化的扰动，并解决重要生产过程状态和产品质量指标不可在线测量的困难，从而实现生产过程平稳操作和优化操作，有效地提高整个氮肥生产装置的经济效益。二、工艺流程简介氮肥行业工艺多年来有了很大的发展变化，随着规模与原料路线不同，工艺组合丰富多样。目前石油、天然气资源紧张，以煤炭为原料的氮肥生产在我国具备了更重要的地位，我国已具备了从煤气化，净化，合成氨，尿素，合成甲醇及下游产品整个工艺链的国产化技术。典型流程框图如图1、图2 所示。图1 大中型氮肥装置典型流程框图（国产化技术）图2 中小型氮肥装置典型流程框图（国产化技术）脱硫、交换、脱炭、醇化、烃化工段流程图：图3 一次脱硫工艺流程图图4 变换工艺流程图图5 醇化工艺流程图图6 烃化工艺流程图三、控制方案间歇固定床煤造气工艺成熟，控制复杂，安全要求高，正泰中自控制软件，具备安全参数自动复位等功能，使该控制系统在系统断电等特殊情况下能安全复位，重新上电后快速恢复正常生产，大大提高了系统的鲁棒性及保障的能力。软件具有的功能与特色有：完全上吹功能,油压程控,吹风气有放空和回收系统,炉况寻优,阀位检测与安全联锁（报警和跳车）,吹风自动排队,安全开停车,生产评估与事故分析,氢氮比自调,数据录入。相关的界面、画面、结构图见图7图9。图7 造气单炉工艺流程操作界面图图8 单炉操作面板图9 吹风排队画面 合成塔床层温度预测函数控制稳定催化剂层热点温度，是稳定合成工段生产的重要措施，稳定热点温度，宏观上要求稳定气量，稳定成分，稳定气质。当分流确定后，温度主要用入冷管混合气温度串级零米冷激分程调节，以零米温度(也称敏点温度)为主要控制手段。 氢氮比自调（多变量预测函数控制软件）在造气工段控制氢氮比的方法是通过调整吹风时间或上下吹阶段的加减氮时间来控制混合气中氮的含量，从而达到控制氢氮比稳定在某一工作点的目的。此方法无需加氢系统和加氮系统，成本相对较低。可以选作控制量的参数有：脱硫氢、变换氢、补充氢和循环氢。根据工艺原理，通过曲线拟合分析，分阶段进行预测控制，将输出结果作为造气工段改变回收时间，从而稳定氢氮比在某一比值。脱硫氢、变换氢、循环氢、补充氢与回吹时间对照操作图如图10 所示。图10 脱硫氢、变换氢、循环氢、补充氢与回吹时间对照 脱碳工艺与控是一项气体分离及净化的高新技术，是当今世界得到广泛应用的气体分离技术之制变压吸附(PSA)技术一。吸附剂在一定的温度变化范围内对不同的气体组分具有不同吸附能力，以及其吸附能力随气体压力的升高而增大，随气体压力的降低而减少的特性。变压吸附(PSA)工艺过程主要采用专家顺序控制。图11 脱炭工艺流程图四、典型业绩正泰中自在氮肥行业典型业绩如下表所示：序号地区用户单位装置名称1云南云南玉溪市银河化工有限责任公司12万t/a尿素装置控制系统2山东山东宁津永兴化工有限公司3万t/a甲醇装置控制系统3四川射洪县弘亿化工有限公司4万t/a甲醇装置控制系统4四川四川射洪县宏达家鑫化工有限责任公司5万t/a合成氨装置控制系统5福建福建海汇化工有限公司8万t/a合成氨装置控制系统6福建福建顺昌县富宝实业有限公司8万t/a甲醇装置控制系统7福建福建顺昌县富宝实业有限公司尿素装置控制系统8安徽安徽铜陵市顺华合成氨有限公司合成氨控制系统9江苏江苏润丰生化有限公司合成氨合成工段控制系统10安徽安徽铜陵化肥厂合成氨装置控制系统11河北河北冀州银海化肥股份有限公司合成氨装置控制系统12山东山东明水化肥厂合成氨装置控制系统13云南云南楚雄市禄丰化肥厂合成氨装置控制系统14江苏江苏无锡伟达塑胶有限公司合成氨装置控制系统15安徽安徽晋煤金龙源化工有限公司合成、甲醇、提氢、铜洗工段控制系统16江苏江苏润丰生化有限公司甲醇装置控制系统17河南河南大江化工有限公司尿素工段控制系统效率来自规范 效益来自标准 专注造就专业 品质成就永恒浙江正泰中自控制工程有限公司 地址：杭州经济技术开发区6号路