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关于维纶厂原液温水槽液位变送器控制系统改进
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关于维纶厂原液温水槽液位变送器控制系统改进

时间:2019-11-12 10:46:38
摘 要:维纶厂原液温水槽温度的正常是纺丝生产的关键保障,但是由于扩产、设备管道老化等原因造成原有设备温度变化超出限定而不能保证原液温度在规定范围,针对此问题,文章通过简易、低成本的仪表控制系统的改造,使温水槽温度控制达到生产要求。
聚乙烯醇原液的制作是维纶纺丝生产头道工序,其质量的好坏直接影响到维纶纺丝的生产,而原液温水槽的保温水温度则是原液正常生产的保障。温水槽的保温水主要供给给原液配制、输送过程的管道夹套以及脱泡桶夹套、纺丝调压槽夹套,目的是保持原液在生产、输送、脱泡、纺丝等环节的温度不低于温度96.5 ℃,因此保温水温度高低直接影响到原液的温度。保温水的温度过低会造成原液的温度偏低,导致原液的粘度增大、输送困难,从而影响产能,严重的会造成原液结皮,甚至造成输送管道堵塞。
对于使用年限较长的老旧设备,通常都会存在生产过程原液温度波动较大的现象,有时低至70 ℃,从而影响生产的正常。另一方面,针对老企业、老设备的改造,企业必须本着投资少,改造过程简单、对生产影响少的原则。
针对所提出的问题,本文通过简易、低成本的仪表控制系统的改造,使老旧设备温水槽温度控制达到生产要求。
1 原因分析
温水槽控制系统由温度控制系统和液位控制系统2部分组成。
⑴ 温水槽保温水通过蒸汽加热,以达到规定的温度。
其控制系统由PT100热电阻传感器、数字温度控制仪、电—气转换器、调节阀组成。系统本身是一个闭环调节,当温度高于(或低于)设定值(目标值)时,调节器通过PID运算,输出对应的电流给电—气转换器,转换器转换后的通过气信号改变调节阀的开度(小或大),使得温水槽的温度维持在工艺要求的设定值(98±1)℃。
经分析,设备原设计假设温水槽的保温水是循环使用,保温水送出和返回的量相同,液位基本不变化,在循环的过程中只有少量的温度损失,因此原设计调节阀口径只有DN32,用来维持保温水温度。由于设备老化等原因会造成回水温度大幅下降,而此时即便调节阀开度100%即全部打开进蒸汽,也无法快速使水温升到设定值,所以调节阀口径偏小是造成水温偏低的原因之一。
⑵ 温水槽的液位控制系统是由液位变送器、气动条形指示调节仪及继电器、电磁阀和调节阀组成。控制框图、继电器回路图见图1。 
从控制框图可以看出,该系统是二位式调节,液位正常时调节阀是不动作。
当液位低于气动条形指示仪下限时,LL触点闭合,中间继电器KA1得电,KA1-1自锁,KA1-2闭合,电磁阀SV得电,仪表气源通过SV进入调节阀,使调节阀全开,这时软水快速进入温水槽,使温水槽的液位迅速上升;当液位到达上限时,LH断开,中间继电器失电,KA1-1、KA1-2断开,SV失电,调节阀膜头中的空气从电磁阀排出,调节阀全关,温水槽不进水;当液位低于上限时,LH触点虽然闭合,但LL触点断开,继电器KA1还是无法得电,此时温水槽不进水。
目前原液设备使用年限已久,部分夹套管道腐蚀穿孔、保温水泄漏等原因,使得保温水的液位常常低于下限,此时进水调节阀全开,保温槽大量进常温软水。保温槽因外部原因低于液位下限时的进水,由于此时调节阀全开使进水过程时间短、水量大,造成保温水温度迅速下降,虽然这时蒸汽调节阀全开,但仍然无法使温度在短时间内稳定在工艺要求的目标值上。
2 对策和措施
2.1 方法一,直接针对温度控制系统进行改造,但这种改造要更换大调节阀及部分管道口径,因此存在资金投入比较大,改造周期也相对较长的缺点,所以这种改造方法不是非常佳方案,故而被我们放弃。
2.2 方法二,是通过对液位控制系统改造达到目的,这种方法优点是资金投入少,能够快速改造,具体方法介绍如下:
企业微信截图_20191112110809.jpg
⑴ 我们在原液位变送器的边上装上一台气动就地调节器,调节器的输出送到电磁阀,电磁阀受温度下限控制。控制框图、继电器回路图见图2。
⑵ 当液位低于目标值时,气动调节器PI运算结果送给电磁阀,此时如果温度高于96.5℃时,TL闭合,KA1得电,KA1-1闭合,SV得电,气动调节器的PI运算输出通过电磁阀SV进入调节阀,使调节阀动作进水。相反如果温度低于96.5 ℃,就是气动调节器的输出再大也无法进入温水槽。
3 成果
通过安装调试后运行,该控制方案完全可满足控制要求,到目前为止,该系统运行正常,确保温水槽保温水的温度,消除了温水槽温度波动对维纶纺丝生产影响。
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