【正文】 ......... 15 蒸發(fā)器溫度 蒸汽流量串級控制 ............................................................................................ 20 稀液流量串級控制 ............................................................................................. 22 蒸發(fā)器蒸發(fā)系統(tǒng)綜合控制方案表 ........................................................................................ 25 開車順序控制 .................................................................................................................... 25 正常停車順序控制 ............................................................................................................... 26 蒸發(fā)器控制節(jié)能減排 ...................................................................................................................... 26 蒸發(fā)器開車過程中的節(jié)能 ................................................................................................... 27 蒸發(fā)器控制方案設(shè)計中的節(jié)能減排 ..................................................................................... 27 安全相關(guān)系統(tǒng)（ SRS） .................................................................................................................... 27 安全相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計原則 ........................................................................................................ 27 安全相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計步驟 ........................................................................................................ 28 蒸發(fā)器安全分析與保護(hù)層設(shè)計 .............................................................................................. 29 安全相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................... 40 蒸發(fā)器系統(tǒng)動態(tài)模型的建立 ............................................................................................................. 43 .............................................................................................................................. 43 .............................................................................................................................. 45 蒸發(fā)器儀表流程圖（ Pamp。通常除沫器設(shè)在蒸發(fā)室的頂部。蒸發(fā)器壓力為 PI1201，溫度為 TI1201，液位為 LI1201。其主要輸入變量主要有過熱蒸汽流量 FI1105和稀液流量 FI1201等，輸出變量主要有二次蒸汽流量 FI120冷凝水、濃縮液流量 FI1202。 （ 1） 溫度 溫度對象通常是多容的。 （ 2） 流量 流量過程時間常數(shù)很小，當(dāng)手動調(diào)整閥門時，流量在幾秒鐘內(nèi)就能變化完畢，響應(yīng)比較靈敏。因此，在工業(yè)中對流量的控制常采用 PI控制器。任何一種控制系統(tǒng)設(shè)計的目的都是為了滿足生產(chǎn)過程中的工藝要求，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率?？刂品桨钢饕▋纱蟛糠郑夯A(chǔ)過程控制系統(tǒng)（ Basic Process Control System， BPCS）的方案設(shè)計和安全相關(guān)系統(tǒng)（ Safety Related System， SRS）的方案設(shè)計。 一般來說，根據(jù)上面介紹的幾條原則，調(diào)節(jié)閥開、閉形式不難選擇。工作流量特性是在工作狀態(tài)（壓降變化）下調(diào)節(jié)閥的流量特性?？傞_環(huán)增益 K 開 =KcKv1Kv2KpKm， 一般已整定好的調(diào)節(jié)器增益 Kc、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)增益 Kv1和檢測變送環(huán)節(jié)增益 Km 不 隨負(fù)荷或設(shè)定值而變化。 18 表 21 S 三、控制器正反作用選擇原則 從控制原理可知，對于一 個反饋控制系統(tǒng)，只有在負(fù)反饋的情況下，系統(tǒng)才是穩(wěn)定的，當(dāng)系統(tǒng)受到干擾時，其過渡將會是衰減的。但是對于系統(tǒng)噪聲較大的參數(shù)，例如流量，則不能選用比例 微分控制； 對于比較重要的、控制精度要求比較高的參數(shù)，可采用比例 積分控制； 對于比較重要的、控制精度要求比較高、希望動態(tài)偏差小、被控對象的時間滯后較大的參數(shù)，應(yīng)該采用比例 積分 微分控制或者是先進(jìn)控制算法。 根據(jù)調(diào)節(jié)閥流量特性的相關(guān)知識，選用等百分比閥。所以流量控制回路中，流量控制器的控制規(guī)律一般選用比例積分（ PI）控制器。 對于副回路的設(shè)計應(yīng)考慮一些基本原則，如：使系統(tǒng)的主要干擾包含在副環(huán)內(nèi)，在可能的情況下應(yīng)使 副回路包含更多的干擾等，經(jīng)過對干擾的分析得，過熱蒸汽的流量對蒸發(fā)器的溫度有直接的影響，因此將過熱蒸汽流量控制系統(tǒng)作為副回路，過熱蒸汽流量作為操縱變量，該串級控制系統(tǒng)如圖 所示：負(fù)號 21 蒸 發(fā) 器 溫 度控 制 器過 熱 蒸 汽 流量 控 制 器過 熱 蒸 汽 流量 控 制 閥過 熱 蒸 汽 流量蒸 發(fā) 器 溫 度過 熱 蒸 汽 流量 變 送 器蒸 發(fā) 器 溫 度 變 送器T 1 ( s )E 1 ( s )T 2 ( s )E 2 ( s )D 2 ( s ) D 1 ( s )Z 1 ( s )Z 2 ( s ) 圖 蒸發(fā)器溫度 過熱蒸汽流量控制方框圖 其中 T1（ s）和 T2（ s）分別是蒸發(fā)器溫度控制器的設(shè)定值和過熱蒸汽流量控制器的設(shè)定值； E1(s)和 E2(s)分別是主副控制器的偏差值； D1(s)和 D2(s)分別是主副回路的擾動； Z1(s）和 Z2(s）分別是主副回路的反饋量。由于被控變量為溫度，控制通道容量滯后比較大，為了克服對象的容量滯后，應(yīng)引入微分作用，同時為了使主變量無余差，主控制器必須具有積分作用。 （ 4）如果 結(jié)果仍不滿意，重復(fù)第二步和第三步。稀液的進(jìn)料量直接影響液位的高低，同時為了避免稀液流量的波動對液位的影響可采用蒸發(fā)器液位 稀液流量 串及 控制系統(tǒng)。 主控制器正反作用判別式： （主控制器177。 （ 1） 副 回路的投運與參數(shù)整定 確保 LTC1201 置手動，斷開主控制器，閉合副回路。蒸發(fā)器的熱損失主要是在完成初步的熱交換后以二次蒸汽的形式排出。 例如，當(dāng)給蒸發(fā)器通一定量的稀液達(dá)到要求液位時再打開過熱蒸汽的閥門使過熱蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器與稀液進(jìn)行熱交換，在這個過程中為了使他倆更充分的完成熱交換這個過程，我們設(shè)計稀液流量為一定值后再通入過熱蒸汽，這樣就能提高蒸發(fā)器的工作效率，并且使原料充分利用，這樣就達(dá)到了節(jié)能的目的。具體的設(shè)計步驟如圖 。 第三步：校核防護(hù)層設(shè)計 針對第二步中所識別出來的每一個可能的風(fēng)險，考慮當(dāng)前已有的保護(hù)措施對風(fēng)險的降低程度，校核其是否滿足在風(fēng)險矩陣中定義的可接受范圍。只有當(dāng)所有事故風(fēng)險的計算結(jié)果都落在上圖左上角綠色的“可接受”區(qū)域內(nèi)，才能認(rèn)為該裝置目前屬于可接受的安全水平。由此反相搜索，可以得到：燃料壓力過高、進(jìn)料中斷以及其它因素如受熱不均等，都會導(dǎo)致爐管溫度升高，使?fàn)t管結(jié)焦最終破裂。 蒸 發(fā) 器 溫 度CR物 料 流 量RFI1201AI1201 圖 進(jìn)料中斷 SDGHAZOP 模型 其中 C代表因進(jìn)料中斷導(dǎo)致的安全隱患； R分別代表使蒸發(fā)器溫度驟升的因素（如過熱蒸汽通入量過大、二次蒸汽排出量過少等。若進(jìn)料量較少，會使物料出口溫度急劇升高且影響物料出口濃度組分，產(chǎn)品達(dá)不到工藝指標(biāo)。模型節(jié)點紅色代表參數(shù)值超過報警上限；藍(lán)色代表參數(shù)值低于報警下限。 針對蒸發(fā)器，對風(fēng)險發(fā)生頻率等級、風(fēng)險導(dǎo)致后果等級以及風(fēng)險等級進(jìn)行定義，如表 2 24和25所示。 29 第二步：識別所有潛在風(fēng)險 定義了風(fēng)險等級后，使用合理的安全評價方法對裝置中可能存在的風(fēng)險進(jìn)行充分、徹底地識別，獲得裝置中每個風(fēng)險發(fā)生原因和所導(dǎo)致后果之間的對偶關(guān)系。 遵照上述原則，本方案通過對蒸發(fā)器進(jìn)行安全分析，確定系統(tǒng)所應(yīng)實施的安全相關(guān)系統(tǒng)。 蒸發(fā)器開車過程中的節(jié)能 在開車過程中，根據(jù)蒸發(fā)器控制溫度上升曲線確定投燃料的最優(yōu)曲線，使燃料量跟蹤蒸發(fā)器開車過程中的燃料量最優(yōu)曲線，這就保證在開車過程中，蒸發(fā)器內(nèi)溫度達(dá)到目標(biāo)溫度并且無超調(diào)，在較短的時間內(nèi)使用最少的燃料達(dá)到穩(wěn)定工況。結(jié)合當(dāng)前的綜合控制方案本蒸發(fā)器的開車順序如圖 ： 開 始打 開 稀 液 進(jìn) 料 閥 F V 1 2 0 1所 有 閥 關(guān) 閉蒸 發(fā) 器 的 液 位 穩(wěn) 定濃 縮 液 流 量 穩(wěn) 定1 . 打 開 濃 縮 液 出 料 管 線 閥 F V 1 2 0 22 . 打 開 二 次 蒸 汽 管 線 閥 F V 1 2 0 3打 開 過 熱 蒸 汽 管 線 閥 F V 1 1 0 5蒸 發(fā) 器 溫 度 穩(wěn) 定開 車 結(jié) 束 26 圖 開車順序 正常停車順序控制 系 統(tǒng) 停 車關(guān) 閉 濃 縮 液 調(diào) 節(jié) 閥F V 1 2 0 2關(guān) 閉 過 熱 蒸 汽 調(diào) 節(jié) 閥F V 1 1 0 5關(guān) 閉 二 次 蒸 汽 調(diào) 節(jié) 閥F V 1 2 0 3關(guān) 閉 稀 液 流 量 進(jìn) 料 閥F V 1 2 0 1停 車 結(jié) 束 圖 停車順序 蒸發(fā)器控制節(jié)能減排 隨著國家對節(jié)能減排要求的提高以及企業(yè)對利潤追求的最大化，在設(shè)計的過程中要考慮蒸發(fā)器節(jié)能減排的問題。 24 控制器正反作用確定列表 主控制器 副回路 主對象 主變送器 反饋類型 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ － ＋ － ＋ － ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ － － ＋ ＋ － ＋ － ＋ － ＋ ＋ － ＋ ＋ － － ＋ ＋ － ＋ － ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － ＋ － － － ＋ － － － － － － ＋ － － － － － ＋ 三、投運與參數(shù)整定 串級控制系統(tǒng)的投運原則：其一是投運順序，一般都采用先投副環(huán)后投主環(huán)的投運順序 。 (2)主、副控制器的正反作用選擇 根據(jù)主副控制器正反作用選擇順序和原則，先副環(huán)再主環(huán)，使系統(tǒng)構(gòu)成一個負(fù)反饋系統(tǒng)。因此可對蒸發(fā)器的液位進(jìn)行控制使其維持在一定的范圍內(nèi)。 （ 2