1 工艺简介
硫回收主要工艺原理是将前工序送来的酸性气体, 通过氧化燃烧, 生成大部分单质硫, 超级克劳斯硫回收主要分为酸性气热阶段、克劳斯催化阶段、超级克劳斯催化阶段及尾气焚烧阶段。酸性气热阶段主要设备由主燃烧器组成, 发生的主要反应如下:
根据平衡反应, 剩余H2S中的大部分将与SO2燃烧并生成硫。
克劳斯催化阶段主要由两级克劳斯催化反应器组成, 在两级克劳斯反应器中将发生下列反应:
为了得到较高的硫磺回收率, 气体须经过超级克劳斯阶段。H2S将在超级克劳斯反应器内被选择氧化成单质硫。在超级克劳斯反应器内进行的化学反应为:
尾气焚烧阶段主要由尾气焚烧炉和烟囱组成。气体将在普通焚烧炉中被热焚化, 将残余的H2S和硫的化合物在热焚烧炉燃烧室中的空气中转化成SO2。
2 DCS集散控制系统设计
2.1 DCS系统的硬件设计
本系统采用霍尼韦尔Experion PKSDCS控制, 实现对过程数据的集散控制。根据工艺控制要求, 本系统的结构采用冗余服务器、冗余电源、冗余控制网络模式, 其中包括2台服务器、冗余C200控制器、2台操作员站、和冗余I/O模块。C200控制器是Experion PKS的主要部件。
冗余I/O模块主要包括安全栅、输入/输出 (I/O) 模块和连接电缆等, 主要实现对数据的采集和将现场信号转换为4~20m A信号。根据控制要求, 本系统共选用AI (模拟量输入) 卡9块共120个点, AO (模拟量输出) 卡3块共40个点, DI (开关量输入) 卡2块共40个点, DO (开关量输出) 卡2块共42个点, LLMUX (低电平模拟量输入) 卡主要用于热电阻的输入2块共40个点。
2.2 DCS系统的网络构架
Experion PKS系统的网络由下到上分为I/O网络、监控网络、和信息网络。I/O网络实现C200控制器与输入输出接口模块 (I/OLINK) 的通讯以及模块 (I/OLINK) 与现场接线端子FTA的联系, 采用I/OPM专用电缆;监控网络是指服务器与控制器C200的连接, 采用FTE网络;信息网络采用的是标准以太网的结构, 网络将工程师站和操作员站通过交换机连接, 连接的方法采用标准以太网的连接方法, 两个网络通路采用冗余网络相互独立, 没有交叉;
2.3 DCS软件设计
DCS系统组态工具主要包括:硬件组态工具、上位监控画面组态工具。
(1) 硬件组态工具可完成对控制器的组态、I/O卡件的组态、控制回路组态, 组态程序分为动态和静态两种程序存在方式。每一个控制回路都是一个控制方案, 通过把包含在控制回路内的功能块相互连接, 很方便地实现控制目标。组态程序工作完成后, 要将组态的控制器、I/0、控制回路等分别进行下装、激活。可随时进行下装和激活工作, 很方便实现。
(2) 上位监控画面组态工具是用于绘制现场流程图、连接显示数据、组态数据及图形参数的工具, 通过上位监控画面组态工具中提供的作图工具, 满足生产要求需要。还可以使用Visual Basic脚本和Active组件完成一些动画效果等等。
3 结语
本工程选取霍尼韦尔Experion PKS200 DCS系统实现集中管理, 远程控制, 通过经验法对PID参数设置, 系统自动化应用效果较为理想。
摘要：随着过程工艺日益走向大规模、复杂化, 数字化仪表和计算机与网络技术基础上开发的集散控制系统DCS在大型生产过程控制中得到广泛应用, 新的控制策略和控制算法使得硫回收自动控制系统运行更加稳定, 降低了硫回收运行危险以及减少停车次数。本文以某化工厂17T/d超级克劳斯硫回收装置的自动控制项目为实践背景采用霍尼韦尔公司Express PKS200系列的DCS系统进行超级克劳斯控制系统, 实现整个硫回收装置自动控制。
关键词：硫回收,DCS控制,Experion PKS200
参考文献
[1] 何衍庆, 黄海燕, 黎冰.集散控制系统原理及应用[D].化学工业出版社, 2009.
[2] 陈国森, 陈永.超级克劳斯硫回收装置控制及特点介绍[J]第四届全国石油和化学工业仪表及自动化技术交流研讨会文集, 2010.