自控设计中特殊检控方法的使用.docx

自控设计中特殊检控方法的使用刘玉兰 李晶摘 要：利用一些特殊的方法, 解决自控设计中使用一般常规方法不易解决的检 控难题关键词：高差压 限流孔板 气柜高度 液位 迁移▲自控设计的目的是要保证工艺装置安全、稳定地运行,因此在设计过程中不 仅要有合理的控制方案、正确的检测及控制方法,而且还需根据工艺条件正确使 用自控仪表石油化工工艺过程比较复杂,有些工艺装置、设备又比较特殊,它们 的一些参数按照常规方法很难进行检测与控制,这就要求自控设计人员因地制宜 地采用一些特殊方法,来解决设计中遇到的这一类问题1 高压差调节系统在我公司采暖系统改造过程中,需要将锅炉送出的 3.2MPa 过热蒸汽减压成 为所需的0.2MPa蒸汽在此控制方案中,若仅采用简单的压力控制，由调节阀单 独调节,调节阀将因高差压蒸汽的侵蚀而极易损坏, 从而造成整个系统设计不合 理,不仅不能满足工艺要求, 甚至是产生不安全因素的一个隐患为解决这一问题, 使调节阀工作在其压差允许范围内,就必须降低阀前压力,改进的方法是在调节 阀前加装限流孔板,整个调节系统如图1所示图 1 高压差调节系统图由于在系统中增加了限流孔板，将蒸汽由3.2MPa先减压至0.6MPa,然后再由 调节阀将压力调至所需的0.2MPa。

限流孔板只起降压限流作用，不需要测量其前 后压差,其压力降是永久压力损失, 它包括摩擦损失、消耗于流束在限流孔板后形 成的旋涡损失根据孔板计算经验,孔板孔径越小, 所得到压差越大, 并且在孔板 上的永久压力损失也就越大因此,可以用计算机孔板计算程序,利用试凑法, 逐 渐增大压差,减小孔径, 最终得到一个合理的较大的永久压力损失在要求压力降 较大的场合下,单块限流孔板不能满足设计要求时, 可以选用限流孔板组限流孔板因其结构简单、制造安装方便、成本低, 极方便地解决了高差压下 的调节问题, 正在逐步被推广和应用2 气柜的高度测量由于气柜是因其内气量的变化而引起钟罩的升降,所以气柜高度的测量一般 难以实现我公司在乙炔气柜、氯乙烯气柜高度测量中, 成功地使用差压变送器采用差压法测量气柜高度,实现了气柜高度测量信号的远距离传输,并使气柜高 度信号转变成4〜20mA标准信号这种测量方法比较简单，如图2所示把差压 变送器安装在气柜水泥槽的平台上或直接安装在地面上, 将一个装变压器油的小 贮油罐固定在气柜顶部， 贮油罐的出口与差压变送器的正压室用塑料软管或耐油 胶管连接， 变送器的负压室与大气相通这样， 当气柜中没有气体时， 气柜处于最 低位置， 这时差压变送器与气柜上贮油罐在同一水平面上， 没有差压产生;当通入 气体时， 气柜升起带动了气柜上的贮油罐， 产生一个高度差， 差压通过变送器的转 换输出送至控制室的二次仪表上， 从而实现了气柜高度的指示报警。

2导油敕管沪油雀 i fe. ■- :|1-' --i+ii图2 气柜高度测量原理图这种测量气柜高度的方法简单实用， 后来被收集进《石油化工自动控制设计 手册》的特殊物位测量部分3 差压法测量液位差压法测量液位在石油化工装置中应用十分广泛， 但在某些特定场合下， 使 用差压变送器测量液位时， 会出现计算得到的迁移量远远大于其量程的情况例 如在三氯乙烯工程中， 要求测量某设备液位， 其具体工艺条件如下:被测介质:CHC1 (三氯乙烯)23介质密度：p =1.465g / cm3测量范围:H= 1200mm设备法兰间距:L = 1400mm变送器距设备下法兰口安装距离:H = 8000mm由于该设备为气相不凝结的密闭容器,因此按常规采用如图3(a)所示的测 量方案据此方案计算如下:图3 差压法测量液位计算量程:△ P=H.p =17.58kPa正迁移量:A=H.p =117.2kPa0迁移后测量范围:A〜(A+A P) =117.2〜134.78kPa通过以上计算不难看出,为了满足大迁移量的需要只能选用高差压变送器, 但该液位测量范围很小,使所选用的高差压变送器在测量范围内输出值很小,根 本无法满足测量精度的要求。

因此就产生了大迁移量与小测量范围的矛盾为了满足上述液位测量的要求,可以提高差压变送器安装位置减小 H ,从而 减小正迁移量但该设备上部无检修平台,考虑维护方便,变送器只能安装0在地面 上为解决这一问题，采用了如图3(b)所示的测量方案,即将图3(a)中分离器安 装位置移至设备上法兰口取压处, 并在分离器内充满三氯乙烯根据这一方案具 体计算如下:计算量程:△ P=H.p =17.58kPa负迁移量：B = L.p =20.51kPa迁移后测量范围:-B〜(-B+A P) =-20.51〜-2.93kPa由以上计算, 可选用中差压变送器这样, 利用变送器负端引压管充液产生的 负迁移, 将原方案中大的正迁移量抵消掉, 同时也满足了液位测量精度要求4 结束语自控设计中遇到需要使用特殊检测与控制方法的地方很多, 上文仅举出了曾 经使用过的几个方法, 在其它特殊情况下, 也需要使用一些特殊的方法, 只要满足 工艺要求, 使用间接测量或改变其安装方式等行之有效的方法, 就可以解决使用 常规方法无法解决的难题■作者单位：刘玉兰(锦化化工(集团)责任有限公司 锦州 125001) 李晶(锦化化工(集团)责任有限公司 锦州 125001)。