抗氧劑1010自動控制說明

1、新建5000T/a抗氧劑1010項(xiàng)目自動化儀表控制介紹編制人： 審核人： 批準(zhǔn)人： 目 錄一、 車間儀表設(shè)備配置現(xiàn)狀與分析 二、 車間儀表設(shè)備技改的目的三、 車間技改對儀表和自動化水平的要求四、 車間儀表設(shè)備技改方案五、 車間反應(yīng)釜電加熱裝置改造方案六、 車間設(shè)備新增安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)方案七、 車間儀表設(shè)備技改的選型八、 車間設(shè)備儀表技改預(yù)算九、 車間設(shè)備儀表技改工期及施工方案新建5000T/a抗氧劑1010項(xiàng)目自動化儀表控制介紹（ 趙玉濤 ）一、 自動化儀表控制設(shè)計(jì)的目的自動化儀表設(shè)備控制的目的就是滿足生產(chǎn)設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性的要求，使生產(chǎn)過程在平穩(wěn)和充分發(fā)揮設(shè)備潛力的基礎(chǔ)上，以更小的

2、能耗獲得更大產(chǎn)品收率。有利于降低操作工的勞動強(qiáng)度，改善操作工的勞動條件，保證生產(chǎn)安全，提高設(shè)備的利用率，改善產(chǎn)品質(zhì)量。二、 抗氧劑1010項(xiàng)目自動化儀表控制介紹1、 加成反應(yīng)工段 2、 車間儀表設(shè)備技改方案4.1 結(jié)晶釜（F101、F102、F103）4.1.1 結(jié)晶釜目前存在的問題 結(jié)晶崗位操作工反映季節(jié)的變化等因素影響結(jié)晶效果和收率。4.1.2 問題分析結(jié)晶過程主要包括晶核的形成和晶體的生成兩個(gè)階段。兩個(gè)階段分別對應(yīng)兩種速率：晶核形成的速率和晶體的成長速率。晶核形成的速率過大，溶液中會有大量晶核來不及長大，過程就結(jié)束了，所得到的結(jié)晶產(chǎn)品小而多，反之，結(jié)晶產(chǎn)品顆粒大而均勻，兩者速率相近，所得

3、到的結(jié)晶產(chǎn)品的粒度大小參差不一。另外選擇梯度降溫的條件對晶型和收率影響也較大。影響結(jié)晶過程的因素很多，歸納起來主要有以下幾個(gè)因素：a、 降溫速率及“養(yǎng)晶”時(shí)間。在物料條件一定的情況下，提高晶體顆粒大小的有效方法是在晶體形成前期，控制降溫速率，并適當(dāng)延長“養(yǎng)晶”時(shí)間。降溫速率一定緩慢才好，不能急速降溫，否則晶體不夠好，一般來說會出現(xiàn)大、小顆粒不均勻等等。b、 攪拌影響。攪拌速度對控制晶型的穩(wěn)定性、控制均勻的過飽和度有非常大的影響。大多數(shù)結(jié)晶設(shè)備中都配有攪拌裝置，攪拌能促進(jìn)擴(kuò)散和加速晶體生成，應(yīng)注意攪拌的形式和攪拌的速度。如轉(zhuǎn)速太快，會導(dǎo)致對晶體的機(jī)械破損加劇，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，轉(zhuǎn)速太慢，則可能起不

4、到攪拌的作用。c、 甲醇因素。甲醇有問題，通常水含量太高，造成結(jié)晶形態(tài)紊亂且物料發(fā)粘，離心和干燥都非常困難。d、 雜質(zhì)的影響。存在某些微量雜質(zhì)可影響結(jié)晶產(chǎn)品的質(zhì)量。溶液中存在的雜質(zhì)一般對晶核的形成有控制作用，對晶體的成長速率的影響較為復(fù)雜，有的雜質(zhì)能抑制晶體的成長，有的能促進(jìn)成長。4.1.3 儀表控制解決方案 通過問題分析可以看出溫速率及“養(yǎng)晶”時(shí)間是影響結(jié)晶過程的重要因素。結(jié)晶過程前期主要采用循環(huán)水來進(jìn)行冷卻降溫，循環(huán)水的溫度將直接影響結(jié)晶過程的降溫速率，季節(jié)的變化主要是通過影響循環(huán)水的溫度來影響結(jié)晶效果的。結(jié)晶釜的溫度控制目前主要是采用釜內(nèi)的溫度來控制循環(huán)水的流量，當(dāng)循環(huán)水的溫度出現(xiàn)波動后

5、對結(jié)晶釜內(nèi)的溫度影響滯后很大，所以對結(jié)晶過程的降溫速率影響較大。 為了降低循環(huán)水溫度波動對結(jié)晶降溫速率的影響，本次改造增加了結(jié)晶釜的夾套溫度熱電阻（Pt100）來克服循環(huán)水溫度的波動干擾，并與釜內(nèi)的溫度一起構(gòu)成串級控制系統(tǒng)，來提高結(jié)晶釜溫度控制精度。 結(jié)晶釜控制示意圖4.2 加成反應(yīng)釜（F107）加成反應(yīng)釜增加循環(huán)水進(jìn)水氣動球閥1個(gè)、循環(huán)水排水氣動球閥1個(gè)。當(dāng)釜內(nèi)溫度升高時(shí)開啟進(jìn)水氣動球閥、關(guān)閉排水氣動球閥，釜內(nèi)溫度降低時(shí)關(guān)閉進(jìn)水氣動球閥、打開排水氣動球閥。4.3 85%甲醇蒸餾釜（F13）、95%甲醇精餾塔（F14） 目前85%甲醇蒸餾釜（F13）、95%甲醇精餾塔（F14）主要由人工根據(jù)釜

6、內(nèi)溫度來調(diào)節(jié)蒸汽流量，勞動強(qiáng)度較大。 為了實(shí)現(xiàn)自動控溫，本次需增加薄膜調(diào)節(jié)閥（DN50）2臺、蒸汽加熱管道壓力變送器2臺、增加釜內(nèi)溫度熱電阻（Pt100）2個(gè)。改造后由釜內(nèi)溫度與蒸汽管道壓力組成串級控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)釜內(nèi)溫度的控制。由于車間蒸汽壓力不穩(wěn)經(jīng)常出現(xiàn)波動，造成釜內(nèi)溫度的不穩(wěn)定，所以在溫度-壓力串級控制系統(tǒng)中采用蒸汽壓力作為控制內(nèi)環(huán)，當(dāng)蒸汽壓力出現(xiàn)波動后釜內(nèi)溫度還沒有明顯變化之前，首先通過調(diào)節(jié)蒸汽閥門的開度來使蒸汽壓力穩(wěn)定，因而能及早消除波動對釜內(nèi)溫度的影響，有效地控制釜內(nèi)溫度的變化，不至于使釜內(nèi)溫度隨著蒸汽壓力的波動而波動，然后釜內(nèi)溫度作為控制外環(huán)來細(xì)調(diào)蒸汽壓力控制器的設(shè)定值，從而能夠保

7、持釜內(nèi)溫度穩(wěn)定。4.4 本次一車間的儀表設(shè)備技改方案是將大部分溫度顯示儀表及防爆箱淘汰，而將連接到該儀表的信號全部改接到一體化PLC過程控制器，實(shí)現(xiàn)對溫度的歷史記錄，實(shí)時(shí)曲線的查看，更好的滿足工藝對溫度的要求。4.5 通過改造淘汰的顯示儀表及防爆箱將應(yīng)用于將來的新項(xiàng)目，避免了因改造造成儀表設(shè)備的浪費(fèi)，有利于降低公司的儀表設(shè)備成本。4.6 本次車間技改測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)序號測點(diǎn)類型型號/規(guī)格數(shù)量1溫度RTDPt100222溫度TCK43模擬量輸入AI420mA24模擬量輸出AO420mA95開關(guān)量輸入DI326開關(guān)量輸出DO23總點(diǎn)數(shù)923、 車間反應(yīng)釜電加熱裝置改造方案5.1 車間反應(yīng)釜電加熱裝置主要采

8、用電壓調(diào)整器來實(shí)現(xiàn)對釜內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，電加熱裝置的控制柜體積較大，占用較大的空間，而且該裝置控制柜內(nèi)的電壓調(diào)整器目前已經(jīng)老化和陳舊，給電加熱裝置的安全運(yùn)行帶來隱患，一旦出現(xiàn)故障，將影響反應(yīng)釜的運(yùn)行。5.2 車間反應(yīng)釜電加熱裝置的改造方案是將現(xiàn)有的4臺控制柜淘汰，采用廈門宇電自動化科技有限公司生產(chǎn)的AIJK系列三相移相/周波過零可控硅調(diào)功觸發(fā)器、三相可控硅來實(shí)現(xiàn)對釜內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。由于每個(gè)釜均有三路加熱電阻絲，根據(jù)升溫階段不同可能只開其中的一路或兩路加熱絲來進(jìn)行加熱，所以在方案中設(shè)計(jì)了兩個(gè)選擇開關(guān)來選擇兩路或三路加熱，可以達(dá)到分別控制三路加熱電阻絲的目的。5.3 AIJK系列三相移相/周波過零可控硅

9、調(diào)功觸發(fā)器的主要特點(diǎn)：5.3.1 兼容420mA信號的輸入；5.3.2 采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行線性化功率修正，當(dāng)負(fù)載為阻性時(shí)，其輸出功率與輸入信號成正比；5.3.3 缺相檢測、過流檢測及報(bào)警功能，AIJK3還具備可控硅擊穿及負(fù)載開路檢測功能；5.3.4 自動同步功能，連接可控硅觸發(fā)線時(shí)不需要對相序，AIJK3甚至不需要對極性；5.4 車間反應(yīng)釜電加熱裝置的改造完成后，相應(yīng)崗位的溫度調(diào)節(jié)直接在現(xiàn)場來操作完成，操作工不需要再到控溫室進(jìn)行操作。新增加的電加熱控制柜可以安裝在一車間配電室內(nèi)，有利于強(qiáng)電設(shè)備的集中管理，提高設(shè)備用電的安全性。 4、 車間設(shè)備新增安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)方案6.1 結(jié)晶釜（F101、F

10、102、F103、F108、F109） 結(jié)晶釜共有5個(gè)釜，其聯(lián)鎖要求相同； 每個(gè)結(jié)晶釜的底閥增加閥門全關(guān)信號狀態(tài)檢測開關(guān)1個(gè)； 每個(gè)結(jié)晶釜的放空閥增加閥門全開信號狀態(tài)檢測開關(guān)1個(gè)； 聯(lián)鎖保護(hù)要求：只有當(dāng)結(jié)晶釜底閥全關(guān)、放空閥全開后，才能啟動打料泵進(jìn)行打料；否則，打料泵無法啟動。6.2 閃蒸釜（F111） 聯(lián)鎖開關(guān)投入后，當(dāng)閃蒸釜攪拌電機(jī)停止或釜內(nèi)溫度太高時(shí)切斷電加熱電源；6.3 酯交換反應(yīng)釜（F104、F105、F106） 酯交換反應(yīng)釜共有3個(gè)釜，其聯(lián)鎖要求相同； 聯(lián)鎖開關(guān)投入后，當(dāng)酯交換反應(yīng)釜攪拌電機(jī)停止或釜內(nèi)溫度太高時(shí)切斷電加熱電源；6.4 酯交換甲醇罐（JL01、JL02）、離心機(jī)甲醇罐

11、（XD01） 酯交換甲醇罐共有2個(gè)罐，其聯(lián)鎖要求相同； 酯交換甲醇罐增加液位高位（HS）檢測開關(guān)1個(gè)，增加甲醇泵A啟停開關(guān)1個(gè)； 離心機(jī)甲醇罐增加液位高位（HS）檢測開關(guān)1個(gè)，液位低位(LS)檢測開關(guān)1個(gè)； 增加甲醇罐進(jìn)口氣動開關(guān)閥門（DN25）3個(gè)； 聯(lián)鎖要求：a）當(dāng)離心機(jī)甲醇罐液位低位(LS)時(shí)啟動甲醇泵A，同時(shí)開啟離心機(jī)甲醇罐進(jìn)口閥門，液位高位（HS）時(shí)停止甲醇泵A，同時(shí)關(guān)閉離心機(jī)甲醇罐進(jìn)口閥門；b）當(dāng)酯交換甲醇罐液位低時(shí)，由操作工來打開酯交換甲醇罐進(jìn)口閥門，同時(shí)啟動甲醇泵A，當(dāng)酯交換甲醇罐液位高位（HS）時(shí)停止甲醇泵A，同時(shí)關(guān)閉酯交換甲醇罐進(jìn)口閥門。6.5 加成反應(yīng)甲醇罐（JL03、J

12、L05）、離心機(jī)甲醇罐（XD02） 加成反應(yīng)甲醇罐共有2個(gè)罐，其聯(lián)鎖要求相同； 加成反應(yīng)甲醇罐增加液位高位（HS）檢測開關(guān)1個(gè)，增加甲醇泵B啟停開關(guān)1個(gè)； 離心機(jī)甲醇罐增加液位高位（HS）檢測開關(guān)1個(gè)，液位低位(LS)檢測開關(guān)1個(gè)； 增加甲醇罐進(jìn)口氣動開關(guān)閥門（DN25）3個(gè)； 聯(lián)鎖要求：a）當(dāng)離心機(jī)甲醇罐液位低位(LS)時(shí)啟動甲醇泵B，同時(shí)開啟離心機(jī)甲醇罐進(jìn)口閥門，液位高位（HS）時(shí)停止甲醇泵B，同時(shí)關(guān)閉離心機(jī)甲醇罐進(jìn)口閥門；b）當(dāng)加成反應(yīng)甲醇罐液位低時(shí)，由操作工來打開加成反應(yīng)甲醇罐進(jìn)口閥門，同時(shí)啟動甲醇泵B，當(dāng)酯交換甲醇罐液位高位（HS）時(shí)停止甲醇泵B，同時(shí)關(guān)閉加成反應(yīng)甲醇罐進(jìn)口閥門。6.

13、6 離心機(jī)（兩臺） 每臺離心機(jī)增加清洗閥、母液三通閥各1個(gè)；聯(lián)鎖要求：a、離心機(jī)進(jìn)行清洗時(shí)由操作工打開清洗閥，清洗閥打開后延時(shí)2分鐘自動關(guān)閉；b、清洗閥打開1分鐘后切換母液三通閥通路，切換后延時(shí)6分鐘（暫定）后再切換到原來狀態(tài)；c、當(dāng)清洗閥打開時(shí)，即使離心機(jī)甲醇罐液位低，也不能啟動甲醇泵。5、 車間儀表設(shè)備技改的選型7.1 選型原則本項(xiàng)目選用的儀表是經(jīng)過技術(shù)和產(chǎn)品鑒定的合格產(chǎn)品，并以技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量優(yōu)良、價(jià)格合理、售后服務(wù)好為原則。選用的儀表必須是國家技術(shù)監(jiān)督部門批準(zhǔn)的、取得制造許可證的合格產(chǎn)品。優(yōu)先選用通過ISO9000 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量管理體系認(rèn)證的工廠、公司或制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品。7.2 控制設(shè)備的選型車間裝置工藝控制系統(tǒng)采用新型的集成化可編程控制器一體化PLC過程控制器,并根據(jù)本次改造的具體情況，在操作現(xiàn)場設(shè)置兩個(gè)7英寸觸摸式液晶屏作為顯示和操作界面，其前方