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乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法
申请号	CN201610630158.6	申请日	2016-08-04	公开(公告)号	CN106125690A	公开(公告)日	2016-11-16
申请人	石河子开发区天业化工有限责任公司; 新疆天业(集团)有限公司;			发明人	吴彬; 朱江军; 张俊平; 周红燕; 李春江;
摘要	本发明公开了一种乙炔生产工艺操作的控制方法，尤其是对置换与加料操作过程DCS控制方法，DCS控制乙炔发生器的放空→置换→加料→反应过程，置换与加料过程改为自动控制，预设充氮压力 A值，设定自动置换时间T1值，新增时间继电器并设定时间为T2，启动运行达到A值且置换按钮启动则进入置换阶段，置换时间满足T1和T2，自动进行下一程序步骤，同时如果DCS判断充氮压力小于A值，置换时间T1+2分钟，T2+2分钟，同时满足T1+2分钟和T2+2分钟，自动进行下一步骤，程序结束，将所有内部开关及阀位置复位为初始状态，最后进入反应阶段，上述使操作更能达到理想控制标准，同时还具有操作方便快捷、克服人为因素影响，实现了乙炔生产关键工序的自动控制和精度等优点。
权利要求	1.一种乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，DCS控制乙炔发生器的放空→置换→加料→反应过程，其特征在于将原乙炔发生器频繁进行的放空→置换→加料→反应手动操作过程改为DCS自动控制，上述置换与加料操作DCS控制包括如下依次进行的程序：预设充氮压力A值，设定置换时间DCS系统为T1值，新增时间继电器为T2，进行顺序置换与加料后再进行反应，由程序进行A、B值判断，达到A值且置换按钮启动则进入置换阶段，置换时间满足T1和T2，自动进行下一程序步骤，同时如果DCS判断充氮压力小于A值，置换时间T1+2分钟，置换时间T2+2分钟，置换时间同时满足T1+2分钟和T2+2分钟，自动进行下一程序步骤，当置换与加料结束，将所有内部开关及阀位置复位为初始状态，最后进入反应阶段。 2.如权利要求1所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其特征在于合理利用DCS集散控制系统由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作站、工程师站、通讯网线；软件包括操作系统平台及工业控制用的DCS组态软件。 3.如权利要求1或2所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其特征在于放空阶段和置换阶段打开氮气调节阀至指定阀位。 4.如权利要求1或2所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其特征在于上述A值设定为0.35MPa，T1为6分钟，如果氮气总管压力小于预设A值，则T1值+2分钟，即充氮8分钟为置换时间判断依据。 5.如权利要求1或2所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其特征在于控制站新增加时间继电器装置，预设T2为6分钟，如果氮气总管压力小于预设A值，则T2值+2分钟，即充氮8分钟为置换时间判断依据。 6.如权利要求1或2所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其特征在于增加DCS控制内部开关量，并新增内部开关及阀位置启动和复位程序。
说明书全文	乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法技术领域 [0001] 本发明涉及自动化控制领域一种乙炔生产工艺操作的控制方法，尤其是对置换与加料操作过程的DCS控制方法。背景技术 [0002] 目前，公知的乙炔生产工艺技术已经很成熟。主要工艺流程为：采用电石法生产乙炔。将粉碎后的一定规格的电石块由斗式提升机乙炔发生器小料斗、贮斗进入发生器发生仓中，电石和水反应生成乙炔气，生产的粗制乙炔气经气液分离后进入气柜储存，气柜内的乙炔除去硫化氢、磷化氢等杂质后成为精制乙炔，再除去水分后进入压缩机，加压至 2.5MPa 的乙炔气再经除油和除水后送至用气装置或乙炔充装供下一工序使用。上述工艺过程多采用DCS集散控制系统控制，DCS集散控制系统由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作站、工程师站、通讯网线等；软件包括操作系统平台及工业控制用的DCS组态软件，所用DCS硬件配置及软件配置各有不同，其中乙炔发生器置换与加料阶段中放空阀、料斗、充氮阀、贮斗的操作为操作环节的关键因素，如浙大中控JX-300控制系统亦可用于此乙炔生产装置。上述技术直接应用于乙炔发生器生产乙炔气的工艺及其控制，主要问题是原电石加料和置换为手动操作，且操作过程中是否具备充氮条件、置换时间、阀门开度等，操作频繁，且人为判断时，以操作曲线或人为记录时间为依据，存在人为控制比较困难，失误现象较多，难以达到合理转换的目的，存在安全隐患。“乙炔发生器加料和置换操作自控研究”（《化工自动化及仪表》2014年第1期第84-85页，作者刘春艳，吴明生）、“乙炔发生器加料及置换操作自控程序改造”（《聚氯乙烯》2010年第11期第34-35页，作者闫泽民，吉荣军）公开了一种方法，在置换与加料过程采用了自动控制方法。因其对置换时间没有特别限制或保证，所以存在置换时间不足产生安全隐患的风险；其次，还因其对所有内部开关及阀位置没有复位，所以存在有程序不执行或混乱执行的风险。发明内容 [0003] 本发明的目的在于提供一种操作方便、可实时调控、利于工艺操作、降低操作人员劳动强度、适合乙炔发生器生产乙炔气的DCS控制方法。 [0004] 一种乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法。DCS控制乙炔发生器的放空→充氮→加料→反应过程。其中乙炔发生器频繁进行的放空→置换→加料→反应手动操作过程最为频繁且有时间要求。上述放空、充氮、加料、反应过程原为操作人员电脑上人工操作，现改为选择发生器后由DCS自动控制完成；上述置换过程时间原为操作人员借助曲线判断是否满足置换时间段，现改为DCS内部计时器完成设定置换时间值T1后，上述置换时间DCS机柜中新增加时间继电器设定置换时间值T2，当置换时间满足T1和T2，自动进行下一程序步骤，上述同时如果DCS判断充氮压力小于A值，置换时间T1+2分钟，置换时间T2+2分钟，置换时间同时满足T1+2分钟和T2+2分钟，自动进行下一程序步骤，上述自动操作过程置换与加料结束，现将所有内部开关及阀位置复位为初始状态，最后进入反应阶段。 [0005] 如上所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其DCS控制系统由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作站、工程师站、通讯网线等；软件包括操作系统平台及工业控制用的DCS组态软件。 [0006] 如上所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其中放空→充氮→加料→反应作为主要操作程序。 [0007] 如上所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其上述T1值设定为6分钟。 [0008] 如上所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其上述新增加时间继电器并入DCS控制系统，同时同步作用，T2值设定为6分钟。 [0009] 如上所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其上述如果DCS判断充氮压力小于A值，置换时间T1+2分钟，置换时间T2+2分钟，置换时间同时满足T1+2分钟和T2+2分钟。 [0010] 如上所述的乙炔生产工艺操作置换与加料的控制方法，其上所述程序结束，增加DCS控制内部开关量，并新增内部开关及阀位置复位程序，其作用是将所有内部功能开关及阀位置为初始位置。 [0011] 因为本发明将乙炔生产工艺操作置换与加料改为自动过程，解决了原来操作人员误操作、置换时间过长过短的问题。经过自动加料程序，使得乙炔发生器内反应更能达到理想控制标准，从而使反应平稳，保证并优化了产品质量，同时还具有操作方便快捷、减轻工人劳动强度、克服人为因素对产品质量的影响。新增加控制站现场时间继电器与DCS程序中计时功能块同时作用，解决了对置换时间不足的问题，新增时间限制或保证，避免置换时间不足产生安全隐患的风险。其次，新增加DCS控制内部开关量，并新增内部开关及阀位置复位程序，其作用是将所有内部功能开关及阀位置为初始位置。提高了安全稳定性。减少事故发生率、实现了乙炔生产关键工序的自动控制、提高了工艺参数检测精度和控制精度等优点。本发明可广泛应用于不同乙炔反应及乙炔生产过程的单回路、多回路控制。附图说明 [0012] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0013] 图1是本发明实施例1的乙炔生产工艺流程示意图。 [0014] 图2是本发明实施例1的乙炔放空→充氮→加料→反应控制中顺序控制及逻辑判断图。 [0015] 图1中，1.加料输送机，2.小料斗，3.1#贮斗，4.2#贮斗，5.乙炔发生器，6.出料管线。 [0016] 图2中，为DCS集散控制系统中乙炔置换与加料控制编程逻辑图。具体实施方式 [0017] 参照附图1－2，本发明实施例1为DCS控制乙炔发生器置换和加料过程：放空→充氮→加料→反应过程，其中放空与充氮是置换的关键程序之一；当一个完整操作过程开始，氮气总管压力大于设定值A，可对1#贮斗放空阀控制打开；放空判断结束可进行充氮置换，置换时间设定T1 、时间继电器设定T2与置换按钮启动满足加料条件后，可以进行2#贮斗加料。在乙炔发生器5中反应过程为间歇式反应，温度与压力为关键控制指标。正常反应温度控制在84℃，发生压力在7.5KPa。料充分反应完毕可进行下一循环操作。如此往复循环操作。DCS集散控制系统由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作站、工程师站、通讯网线等；软件包括操作系统平台及工业控制用的DCS组态软件，此技术直接应用于乙炔发生器生产乙炔气的工艺及其控制。乙炔发生器上部2、3、4按DCS控制包括如下依次进行的程序：预设氮气总管压力值A值为0.35MPa，再预设3前充氮阀置换时间值为T1，预设置换时间继电器时间值为T2，进行顺序加料后再全打开氮气调节阀，判断是否到A值（0.35MPa），未到A值则返回上步，达到A值，则进入自动控制阶段，判断是否到达T1值，小于A值，则返回上步，达到A值，则进入下一程序步骤，即关闭氮气阀，关闭放空阀，停止置换程序。上述置换与加料阶段DCS控制包括如下依次进行的程序：置换合格且1#贮斗满斗，可以进行2#贮斗的加料程序，加料结束，则进入乙炔发生器的反应阶段；此时判断2#贮斗压力小于25KPa，放空阀与充氮阀关闭。 [0018] 实施例2与实施例1不同之处在于：预设充氮置换时间值T1为6分钟，如果氮气总管压力小于预设A值，则T1+2分钟。即充氮8分钟为判断依据。 [0019] 实施例3与实施例1不同之处在于：控制站新增加时间继电器装置，预设时间继电器值T2为6分钟，如果氮气总管压力小于预设A值，则T2+2分钟。即充氮8分钟为判断依据，且T1 与T2必须同时满足时间条件。 [0020] 实施例4与实施例1不同之处在于：增加DCS控制内部开关量，并新增内部开关及阀位置启动与复位程序，其作用是将所有程序结束时，将所有内部开关及阀位置复位为初始状态。 [0021] 上述实施例中预设压力、温度、置换时间参考值可以根据经验需要取多个，具体取值与乙炔发生器、料斗、贮斗的大小、反应特性等有极为重要的关系。 [0022] 上述实施例中预设充氮置换时间T1=T2。 [0023] 本发明主要是对置换和加料阶段的控制站中增加了时间继电器、增加了DCS控制置换时间的设定与判断程序、对程序中新增内部开关及阀位置启动与复位程序等作了改进，其它与已有技术相同。

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