一聚聚合反应釜串级.doc

燕山石化公司职工创新成果申报表申报 类别√创新创效成果 □招标揭榜项目 □创新成果冠名成果类别仪表提议人张洪涛性 别男车间/部室电仪四部 提议 名称R-201反应釜温度控制系统的改造提议人情 况出生日期197306文化程度本科政治面貌党员职 务技术员职称或技能等级助工实施时间200809改进前的状况自从2005年7月装置开车以来，反应釜的温度控制一直采用12个单回路控制，即温度控制器的输出直接控制急冷液调节阀的阀位，急冷液的流量只是做为该阀位下的流量显示，急冷液流量并没有参与控制温度控制所受干扰因素较多，同时存在滞后因为急冷液调节阀门的阀位在较低的范围内，流量变化较小，温度控制比较稳定，但是控制较高负荷时，需要急冷液调节阀门的阀位在较大的范围内动作，温度控制波动较大，不能适应温度控制变化的要求，造成产品易结块，严重影响正常生产改进措施反应釜温度控制在保持原有单回路控制不变的基础上，新增加反应釜温度、急冷液流量串级控制方案，使工艺人员可根据生产的需要，自由切换两种控制方案为了避免在两种方案进行切换时反应釜温度控制发生波动，编写程序以实现无扰动切换即：自动调用不同的温度控制器及不同的PID参数，自动跟踪SV、MV值。

改进效果改造于2008年9月实施后，反应釜温度控制在高负荷的情况下生产平稳，据一聚丙烯车间工艺人员证实，聚合装置的负荷有了显著提高反应釜温度控制的平稳可以大大减小反应釜结块的几率，从而减少装置非计划停车次数单 位：运保中心 填报日期：2009年5月14日备注： 1、请附项目详细材料（不少于2000字） 2、此表复制、复印有效基层推荐意见初审意见请详细阐述（内容包括：适用范围、实际应用情况、奖励兑现情况等）： 奖励兑现情况： 该项目是否获公司及以上奖励： ；是否为公司技改技措项目： 使用范围及实际应用情况： 厂（中心、事业部）级技术领导签字： 年 月 日 印章基层财务部门意见对数据核算以及效益的真实性作出明确意见： 财务部主管领导确认签字： 年 月 日 印章公司意见 年 月 日 印章R201反应釜温度控制系统的改造一、一聚反应釜温度控制系统现状及存在问题一聚装置反应釜为一个卧式带搅拌的容器，其中丙烯在气相中连续的聚合。

温度控制是反应釜控制的关键点，温度直接影响装置的负荷；一聚装置反应釜分为四个区，共12支电阻体（TC2001～TC2012）检测反应釜内的温度，每个区有3支电阻体自从2005年7月装置开车以来，反应釜的温度控制一直采用12个单回路控制，即温度控制器的输出直接控制急冷液调节阀的阀位，急冷液的流量只是做为该阀位下的流量显示，急冷液流量并没有参与控制温度控制所受干扰因素较多，同时存在滞后，单回路控制方式适合在较低负荷下控制因为急冷液调节阀门的阀位在较低的范围内，流量变化较小，温度控制比较稳定，但是控制较高负荷时，需要急冷液调节阀门的阀位在较大的范围内动作，温度控制波动较大，不能适应温度控制变化的要求，造成产品易结块，严重影响正常生产以TC2001和FI2003为例加以说明）原设计的温度单回路控制组态图原设计的流量单回路指示组态图原设计的12支温度控制系统流程图二、反应釜温度控制系统的改造方案反应釜温度控制在保持原有单回路控制不变的基础上，新增加反应釜温度、急冷液流量串级控制方案，使工艺人员可根据生产的需要，自由切换两种控制方案为了避免在两种方案进行切换时反应釜温度控制发生波动，编写程序以实现无扰动切换。

即：自动调用不同的温度控制器及不同的PID参数，自动跟踪SV、MV值串级调节控制方案回路方框图串级控制主、副参数的选择（以一区的TC2001和FC2003为例）主参数是工艺质量指标，它的选择原则和单回路调节系统中被调参数的选择一致的 可用于滞后较大或者具有一定纯滞后的对象，为采用质量参数控制方案提供有利的条件，所以在这套调节系统我们把温度TC2001作为主参数副参数的选择是串级调节系统设计成败的关键所在，副回路选择必须包括主要干扰，必须使主、副对象的时间常数适当匹配，应符合工艺的合理性和可能性我们用急冷液流量FC2003作为副参数回路分析假如干扰仅作用于副回路FC2003，而主回路TC2001没有受到影响时，由于流量的波动刚开始，反应釜温度还没有受到影响，温度调节器由于测量偏差不大，其输出信号也不变， 即流量调节器的外给定暂时不变，由于流量的干扰，流量自动调节系统在偏差作用下开始工作假如干扰作用于主对象，若流量没有变动时，由于进料干扰的原因，反应釜TC2001温度变化，即主参数的变化，通过主调节器与内给定比较产生偏差，调节器TC2001输出发生变化它不直接作用于调节阀，而是作为副调节器FC2003的外给定与副参数比较，在副调节器上产生偏差。

当副调节器的偏差变化很大时，副调节器采取强有力的调节作用，使流量在大范围内变化，从而使主参数很快的回到给定值主、副调节器正、反作用的选择在选择主、副调节器正反作用之前，我们先要确定调节阀的气开、气关根据工艺要求在停电﹑停气（仪表风）或工艺异常情况都要关掉进入反应釜的急冷液进料，所以选择气开阀调节阀﹢)调节器的正、反作用的选择，可以先确定副调节器，假设外给定不变，急冷液流量升高，从工艺过程看应关小调节阀，使急冷液流量减小，就信号而言应减小，即副调节器的输出减小，从副调节器输入端看，流量增大，测量增加，偏差增大，最后得到副调节器应为反作用主回路中，假设反应釜温度升高，并认为副参数（急冷液）流量的数值保持不变， 主调节器为正偏差输入从工艺方面看，温度升高，加大急冷液流量，开大调节阀，副调节器输出增加，因副调节器为反作用，故副调节器的偏差应减少，从副调节器的输出端到输入端，它的输入为偏差=测量—外给定，在测量不变的情况下，必须使外给定增加，即主调节器的输出增加，故主调节器应为正作用三、串级调节系统在DCS的实施（以一区的TC2001和FC2003为例）在一号站的FUNCTION_BLCOK下新增DR0055、DR0056、DR0057、DR0058、DR0059、DR0062六张系统组态画面,所有控制系统的组态都在这六张画面内完成,一张组态画面包括2个串级系统的组态.下面以一区的TC2001和FC2003为例详解组态过程:下图是单回路与串级回路的选择系统组态在上图中，顺控块CA2001实现的主要功能是单回路和串级控制状态之间的切换，温度控制单回路和串级状态之间的切换，取决于流量控制器FC2003的状态，当流量控制器FC2003处于串级“CAS”、“PRD”、“MAN”状态时，程序将开关HST2001自动切换到1的位置，温度控制采用的是串级控制；当流量控制器处于自动“AUT”状态时，程序将开关HST2001自动切换到2的位置，温度控制采用的是单回路控制；进行温度控制方式切换时，操作人员只需将流量控制器进行自动和串级之间的切换即可完成操作。

TRACK2001计算功能块主要实现的功能是：当单回路和串级控制状态进行切换时，保证无扰动切换其组态如下：优化DCS操作站界面，使操作工操作快捷直观1.下图是新改造完的串级控制流程图2.由于一个温度对应两个温度控制器，且两个控制器设置的PID等参数大不相同在串级控制状态下，副控制器处于“CAS”状态，温度主控制器处于 “AUT”状态在不同的控制方式下，分别有对应的温度控制器起作用，另一个不起作用，于是又做新了一幅串级控制流程图，分别在单回路和串级回路做了用于切换画面的按钮，当FC2003处于串级“CAS”、“PRD”、“MAN”状态时， TC2001为红色，TC2001A为白色，表示当前为串级控制；当FC2003处于串级“AUT”状态时 ，TC2001为白色，TC2001A为红色，表示当前为单回路控制下图当前状态为反应釜温度禁止自动控制下图当前状态为反应釜温度串级控制四、效果及效益：改造于2008年9月实施后，反应釜温度控制在高负荷的情况下生产平稳，据一聚丙烯车间工艺人员证实，聚合装置的负荷有了显著提高反应釜温度控制的平稳可以大大减小反应釜结块的几率，从而减少装置非计划停车次数。