在旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng)中，閃蒸塔出口溫度的控制是至關(guān)重要的，如果閃蒸塔出口溫度過低，則會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)堵塔現(xiàn)象，直接造成系統(tǒng)停車；如果閃蒸塔出口溫度過高，則會(huì)出現(xiàn)燒毀后續(xù)設(shè)備中的布袋等，直接造成系統(tǒng)長時(shí)間停車維修，帶來經(jīng)濟(jì)損失。在旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng)中，閃蒸塔出口溫度波動(dòng)大甚至難以控制，分析閃蒸塔出口溫度得出，其溫度值與閃蒸塔入口熱風(fēng)溫度、閃蒸塔入口熱風(fēng)量、螺旋進(jìn)料量、螺旋進(jìn)料濕度以及螺旋進(jìn)料溫度有關(guān)，這其中任何一個(gè)參數(shù)的變化，都會(huì)直接影響閃蒸出口溫度。本文根據(jù)旋轉(zhuǎn)閃蒸工藝流程的特點(diǎn)，經(jīng)分析論證并提出了一套針對(duì)旋轉(zhuǎn)閃蒸塔出口溫度的控制及聯(lián)鎖方案。同時(shí)介紹了用西門子S7-300PLC及WinCC監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整套工藝流程的監(jiān)控及控制。

1工藝流程簡介

天然氣經(jīng)過熱風(fēng)爐充分燃燒后，再經(jīng)過混風(fēng)，產(chǎn)生熱風(fēng)，熱風(fēng)送至旋轉(zhuǎn)閃蒸塔進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)料螺旋均勻地將物料加入到旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，物料在旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)攪拌器和熱風(fēng)的共同作用下，被迅速流化，同時(shí)汽化物料中的水分，未經(jīng)充分干燥的物料在攪拌器的作用下被迅速打散及干燥。干燥合格后的粉料隨煙道通過旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)頂部的淘析環(huán)進(jìn)入脈沖式布袋除塵器進(jìn)行分離，收集下來的產(chǎn)品通過星型卸料閥進(jìn)入后續(xù)工藝段。

2閃蒸塔后溫度分析

在整個(gè)旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng)中，閃蒸塔出口溫度的控制是至關(guān)重要的，其溫度控制的穩(wěn)定性直接決定了整套生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定性；如該溫度控制不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)堵塔，燒毀布袋等，直接導(dǎo)致系統(tǒng)經(jīng)常性的非正常停車?？v觀整套工藝流程，在系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，影響閃蒸塔后溫度的主要因素有閃蒸塔熱風(fēng)入口熱風(fēng)溫度、閃蒸塔熱風(fēng)入口熱風(fēng)流量、進(jìn)料螺旋進(jìn)料量以及進(jìn)料螺旋進(jìn)料濕度和溫度。詳細(xì)說明如下：

（1）閃蒸塔熱風(fēng)入口熱風(fēng)溫度；

（2）閃蒸塔熱風(fēng)入口熱風(fēng)流量；

（3）進(jìn)料螺旋進(jìn)料量；

（4）進(jìn)料螺旋進(jìn)料濕度和溫度。

閃蒸塔熱風(fēng)入口熱風(fēng)是由系統(tǒng)內(nèi)的熱風(fēng)爐提供的，熱風(fēng)溫度的高低直接有熱風(fēng)爐系統(tǒng)決定的，對(duì)于本系統(tǒng)內(nèi)的燃?xì)鉅t而言，熱風(fēng)溫度值直接是由燃?xì)饬髁恐怠⒅硷L(fēng)流量值以及補(bǔ)充的混溫風(fēng)流量值決定的?？赏ㄟ^燃?xì)饬髁孔兯推骱驼{(diào)節(jié)閥組來組成燃?xì)饬髁康目刂蒲b置，為使整個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中更好的運(yùn)行，燃?xì)饬髁孔兯推黜毤优錅貕貉a(bǔ)償；在助燃風(fēng)管線上加裝調(diào)節(jié)閥，主要是用來調(diào)節(jié)助燃風(fēng)量，保證流過的天然氣在熱風(fēng)爐中充分燃燒；因整個(gè)系統(tǒng)是一負(fù)壓系統(tǒng)，采用自然混溫，混溫風(fēng)量的大小和系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)壓值直接相關(guān)，整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)壓值大小是由引風(fēng)機(jī)決定的，采集引風(fēng)機(jī)的反饋頻率作為自然風(fēng)混風(fēng)量的一個(gè)參數(shù)。閃蒸塔熱風(fēng)入口熱風(fēng)風(fēng)量是一個(gè)和溫度息息相關(guān)的值，其決定元素也同樣為燃?xì)饬髁恐?、助燃空氣流量值以及補(bǔ)充的混溫空氣流量值。往閃蒸塔里面的進(jìn)料過程是由進(jìn)料螺旋完成的，進(jìn)料量的大小直接由進(jìn)料螺旋的進(jìn)料速度決定，采集進(jìn)料螺旋的反饋頻率作為衡量進(jìn)料螺旋進(jìn)料量大小的參數(shù)。因物料是由上游工藝段生產(chǎn)的，所以在本段工藝系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)料螺旋進(jìn)料濕度和溫度是無法控制的，上一工藝段可保證進(jìn)料濕度在一定范圍內(nèi)，溫度隨季節(jié)的變化，可忽略不計(jì)。

3閃蒸塔后溫度控制設(shè)計(jì)

經(jīng)以上分析，設(shè)計(jì)串級(jí)溫度控制回路來實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)閃蒸塔后溫度的控制，由閃蒸塔后的溫度值來控制閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度，再由此計(jì)算得到的熱風(fēng)計(jì)算溫度值與實(shí)際采集熱風(fēng)溫度值相比較，調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁恐担詈笤偻ㄟ^燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)閥來控制燃?xì)饬髁?；助燃風(fēng)量調(diào)節(jié)閥與燃?xì)饬空{(diào)節(jié)閥成比例調(diào)節(jié)，操作界面設(shè)一比例系數(shù)。測量值采集點(diǎn)主要有閃蒸塔后的溫度監(jiān)測點(diǎn)

一、閃蒸塔后的溫度監(jiān)測點(diǎn)

二、閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度監(jiān)測點(diǎn)、熱風(fēng)爐出口溫度監(jiān)測點(diǎn)、燃?xì)饬空{(diào)節(jié)閥、燃?xì)饬髁孔兯推?、助燃風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、引風(fēng)機(jī)的反饋頻率、進(jìn)料螺旋的反饋頻率以及進(jìn)料濕度和溫度等。詳細(xì)說明如下：

（1）閃蒸塔后的溫度監(jiān)測點(diǎn)一和溫度監(jiān)測點(diǎn)二；

（2）閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度監(jiān)測點(diǎn)；

（3）熱風(fēng)爐出口溫度監(jiān)測點(diǎn)；

（4）燃?xì)饬空{(diào)節(jié)閥和燃?xì)饬髁孔兯推鳎?/p>

（5）助燃風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；

（6）引風(fēng)機(jī)的反饋頻率；

（7）進(jìn)料螺旋的反饋頻率。

對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)來講，所有的控制都是圍繞著閃蒸塔后的溫度監(jiān)測點(diǎn)一而展開的，因閃蒸塔后的溫度監(jiān)測點(diǎn)一在整個(gè)控制系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要，一旦該溫度監(jiān)測點(diǎn)出現(xiàn)異常，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)的癱瘓或失調(diào)，直接造成設(shè)備的損壞，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失，所以在整個(gè)控制系統(tǒng)中，加設(shè)閃蒸塔后溫度監(jiān)測點(diǎn)二，其主要作用是，配合閃蒸塔后溫度監(jiān)測點(diǎn)一來對(duì)塔后溫度進(jìn)行監(jiān)測。在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置閃蒸塔后溫度監(jiān)測點(diǎn)一和二的溫度高報(bào)警和溫度高高聯(lián)鎖，當(dāng)閃蒸塔后溫度監(jiān)測點(diǎn)一和二溫度過高時(shí)，通過聲音報(bào)警等形式通知操作員，以便操作員及時(shí)采取相應(yīng)措施；當(dāng)閃蒸塔后溫度監(jiān)測點(diǎn)一和二溫度高高報(bào)警時(shí)，聯(lián)鎖整個(gè)加熱系統(tǒng)停止加熱并且停止進(jìn)料。

閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度監(jiān)測點(diǎn)，若直接根據(jù)閃蒸塔后的溫度監(jiān)測點(diǎn)一來控制加熱系統(tǒng)的加熱負(fù)荷，這樣組成的控制系統(tǒng)滯后大、響應(yīng)慢且容易失調(diào)帶來對(duì)設(shè)備的燒損等；加設(shè)閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度監(jiān)測點(diǎn)，將整個(gè)溫度控制系統(tǒng)設(shè)置為串級(jí)溫度控制回路，通過閃蒸塔后的溫度監(jiān)測點(diǎn)一的變化預(yù)判一個(gè)閃蒸塔進(jìn)風(fēng)口溫度值，然后與實(shí)際的閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度監(jiān)測值相比較，通過調(diào)節(jié)加熱系統(tǒng)的加熱負(fù)荷來調(diào)節(jié)閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度趨向于前面預(yù)判的閃蒸塔進(jìn)風(fēng)口溫度值的方向變化，最后趨于一致，使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。為了使整個(gè)串級(jí)溫度控制系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)環(huán)熱風(fēng)爐單元運(yùn)行的更快、更穩(wěn)、更準(zhǔn)，燃?xì)饬髁孔兯推鲬?yīng)加裝溫壓補(bǔ)償，精確測得燃?xì)饬髁恐?。根?jù)計(jì)算得到的閃蒸塔熱風(fēng)入口溫度值來計(jì)算所需的燃?xì)饬髁恐?，最后根?jù)燃?xì)饬髁孔兯推鞯娜細(xì)饬髁恐祦碚{(diào)節(jié)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的開度，最后趨于一致，使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

在助燃風(fēng)管線上加裝調(diào)節(jié)閥，在設(shè)計(jì)之初，可以讓助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥與燃?xì)饬髁苛髁空{(diào)節(jié)閥相匹配，保證流過的燃?xì)馀c空氣在熱風(fēng)爐內(nèi)充分燃燒。在整個(gè)閃蒸塔后串級(jí)溫度控制中，可設(shè)定助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥與燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)閥之間的比例，加一修正系數(shù)，在操作界面上根據(jù)工況修改。熱風(fēng)爐系統(tǒng)采用自然混風(fēng)，絕大部分的風(fēng)都是混溫的自然風(fēng)，系統(tǒng)吸入混溫風(fēng)的流量與引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率有關(guān)，所以引風(fēng)機(jī)的反饋頻率是影響閃蒸塔后溫度的一重要因素；同時(shí)進(jìn)料螺旋進(jìn)料量的大小也是直接影響閃蒸塔后溫度值的重要因素。

如當(dāng)前系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，為避免因引風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率或進(jìn)料螺旋進(jìn)料量的突然增大或變小而引起的系統(tǒng)失調(diào)，所以在增大或減小引風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率或進(jìn)料螺旋進(jìn)料頻率時(shí)，宜緩慢增大或減小引風(fēng)機(jī)頻率和進(jìn)料螺旋頻率，以使系統(tǒng)能夠更加平穩(wěn)地運(yùn)行。為確保這點(diǎn)，在增大或減小進(jìn)料螺旋頻率時(shí)，系統(tǒng)采用將原來的階躍上升或階躍下降變?yōu)樾本€緩慢上升或斜線緩慢下降，其斜率的大小應(yīng)該根據(jù)具體系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。另外，在系統(tǒng)調(diào)節(jié)的過程中，也就是系統(tǒng)還未處于平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，操作員如改變了某一參數(shù)，如減小引風(fēng)機(jī)頻率等，這將會(huì)對(duì)正在調(diào)節(jié)中的系統(tǒng)造成很大的影響，有礙于整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，為防止這種誤操作，構(gòu)架的控制系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)能防止這種誤操作。