1、變換生產(chǎn)工藝自動(dòng)控制解決方案變換過程自動(dòng)控制方案與措施變換：在以煤為原料的氮肥生產(chǎn)中，變換工段的任務(wù)是把造氣工段生產(chǎn)的，經(jīng)脫硫后，由壓縮機(jī)加壓至0.8MPa的半水煤氣送進(jìn)變換爐。使其在觸媒的作用下與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，把半水煤氣中的CO轉(zhuǎn)化成合成氨所需要的H2和易于洗滌吸收的CO2。在變換過程中，穩(wěn)定生產(chǎn)狀況，并達(dá)到 最高的氣體變換率。在變換過程中，穩(wěn)定生產(chǎn)狀況，并達(dá)到最高的氣體變換率是該過程控制的最終目標(biāo)。不同的生產(chǎn)廠家，所采用的變換工藝流程有所不同，以最常見的一種流程為基礎(chǔ)進(jìn)行論述。變換爐的正常操作應(yīng)該是將各段催化劑的溫度控制在適宜的范圍內(nèi)，以充分發(fā)揮催化劑的活性。同時(shí)用最低的蒸汽消耗實(shí)現(xiàn)最高

2、的CO變換率。影響變換爐催化劑床溫度變化的因素很多。如蒸汽的加入量、蒸汽溫度，進(jìn)入催化劑前反應(yīng)氣體的溫度，反應(yīng)氣體的組成以及生產(chǎn)負(fù)荷等。入爐溫度的控制 ，其主要干擾因素有：半水煤氣流量，溫度，蒸汽流量，溫度，變換氣溫度等。煤氣流量 干擾蒸氣對(duì)象蒸調(diào)節(jié)器蒸氣量控制器 + 蒸汽流量氧 運(yùn)算器-優(yōu)選控制器蒸汽流量前饋補(bǔ)償器換熱器對(duì)象副線調(diào)節(jié)閥入口溫度控制器熱點(diǎn)溫度控制器 +中變上段爐對(duì)象-干擾入口溫度熱點(diǎn)溫度干擾 上段催化劑層溫度中段溫度的控制，其主要干擾因素有：蒸汽溫度和壓力。上段溫度變送器前饋補(bǔ)償器給定干擾 干擾變換爐對(duì)象（中段）蒸汽調(diào)節(jié)閥蒸汽流量控制器蒸汽對(duì)象熱點(diǎn)溫度控制器+- -蒸汽流量變送

3、器熱點(diǎn)溫度變送器下段溫度的控制，其主要干擾因素有：冷卻水的壓力和溫度，出中段變換氣的溫度。干擾 干 擾變換爐對(duì)象（下段）換熱器對(duì)象冷卻水調(diào)節(jié)閥出口溫度控制器+ 熱點(diǎn)溫度控制器+層溫度-蒸汽溫度變送器-熱點(diǎn)溫度變送器比值的控制，實(shí)現(xiàn)蒸汽流量與煤氣負(fù)荷的比值控制。其目的是為了保證反應(yīng)物的比例和爐溫的穩(wěn)定。它包括兩個(gè)部分內(nèi)容：一是變換反應(yīng)過程中的煤氣流量與蒸汽流量的比例關(guān)系，二是煤氣中的O2含量或催化劑的熱點(diǎn)溫度與蒸汽流量的關(guān)系。方案為：1、可采用前饋控制，對(duì)象O2含量。2、擇優(yōu)控制，對(duì)象為比值控制，溫度控制。3、串級(jí)控制，對(duì)象為中段的蒸汽流量與催化劑的熱點(diǎn)溫度進(jìn)行串級(jí)，流量作副環(huán)，溫度作主環(huán)。4、

4、前饋控制，是上段溫度作為前饋信號(hào)，輸出加到串級(jí)的副環(huán)上，當(dāng)上段催化劑溫度發(fā)生變化時(shí)，可提前改變蒸汽的加入量，從而使變換爐中段催化劑的熱點(diǎn)溫度保持穩(wěn)定。5、下段溫度，受中段氣體溫度，冷卻水流量和溫度變化的影響，是造成下段催化劑溫度不穩(wěn)定的主要因素。為此采用換熱器出口溫度做為副參數(shù)，下段摧化劑溫度作為主參數(shù)的串級(jí)控制，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，使下段催化劑的溫度得到了更好控制。變換工段主要的控制指標(biāo)是工段的變換氣的CO含量。控制好CO含量不僅能降低蒸汽消耗節(jié)約能源，而且還可以保證變換氣的質(zhì)量，避免精煉工段超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。CO含量要求控制2以下。汽氣比的控制是變換爐中對(duì)CO含量最主要的調(diào)節(jié)手段。蒸汽的

5、用量是一個(gè)主要的消耗指標(biāo)，盡量減少其用量，對(duì)過程的經(jīng)濟(jì)性是具有重要意義。所謂汽氣比是指H2O /CO的比值或水蒸氣/干原料氣（摩爾數(shù)）的比值?？刂坪闷麣獗染湍苁棺儞Q氣中的CO含量保持穩(wěn)定。由于影響汽氣比的因素較多，控制算法復(fù)雜，半水煤氣中O2和CO含量的變化均會(huì)引起汽氣的變化。O2增加將引起觸媒溫度升高，從而導(dǎo)致多耗蒸汽，也燒壞觸媒。 根據(jù)以上對(duì)擾動(dòng)因素的分析，為了控制變換氣的CO含量，節(jié)約蒸汽，需引入DCS的參數(shù)共四個(gè)半水煤氣CO含量、蒸汽流量、半水煤氣流量、變換氣CO含量。為了控制好CO含量，節(jié)約蒸汽，有幾個(gè)參數(shù)是主要的：CO分析、蒸汽流量和壓力，半水煤氣流量、變換爐溫度、熱水塔和飽和塔液位、汽氣比。DCS變換氣汽氣比控制方法是根據(jù)半水煤氣中CO含量的變化，選擇