二氧化碳气提法尿素生产工艺控制
ＤＣＳ控制系统
二氧化碳气提法尿素生产工艺控制
张改花
（山西晋丰煤化工有限责任公司闻喜分公司，山西闻喜043800）
摘方案。
要：介绍二氧化碳气提法生产尿素的工艺控制方案，包括硬件组成和软件组态，并就存在的问题提出解决
关键词：尿素；气提法；DCS
ProcessControlofUreaProductionwithCarbonDioxideStrippingProcess
ZHANGGai-hua
(WenxiBranchofShanxiJinfengCoalChemicalIndustryCo.,LTD,Wenxi043800,China)
Abstract:Theprocesscontrolschemeofureaproductionwithcarbondioxidestrippingprocess,includinghardwarestructureandsoftwareconfiguration,isintroduced.Thesolutionstotheproblemsaregiven.
Keywords:carbondioxidestrippingprocess,urea,control,configuration;DCS尿素生产有多种生产工艺，最常用的是氨气提法、二氧化碳气提法和水溶液全循环法。其中氨气提法和二氧化碳气提法是比较先进的生产工艺，新上生产系统，大部分采用这两种方法。因生产专利的问题，二氧化碳气提法在国内应用更广泛，介绍该生产工艺的控制系统。
这样，当一块板卡出故障时，不至于对工艺控制造成太大影响；根据工段合理分配各参数物理位置，尽量使物理板卡和工艺工段相对应，在工艺分段处理生产问题或板卡出故障时，不会影响大的生产流程；合理选择控制回路数量，可以节约成本，降低维护工作量。
各主要工艺参数、控制回路参数分别如表1、表2所示。
表1
工艺参数
位号
名称高压压力低压汽包压力高压蒸汽压力循环分离器压力高洗器液相出口温度高洗器气相温度汽提塔出口温度高甲冷出液温度精馏塔出口温度低甲冷调温水进口温度
高调水进口温度合成塔液位汽提塔液位低压吸收塔液位精馏塔液位低甲冷液位回流冷液位第一解析塔液位水解塔液位低压汽包液位中压汽包液位高压汽包液位进界区CO2含量进界区O2含量
1工艺概述
从脱碳工段送来的二氧化碳气，经过压缩机进入汽提塔，连同气提气一起进入高压甲铵冷凝器；从高压氨泵来的液氨经喷射器也进入高压甲胺冷凝器；二氧化碳和液氨在此生成甲胺液，甲胺液进入尿素合成塔脱水生成尿液；生成的尿液进入汽提塔进行气提，然后进入低压循环系统的精馏塔，再进入闪蒸槽；最后是蒸发造粒，尿液泵抽吸尿液槽内的尿液，经一段蒸发进入二段蒸发后，经熔融泵送造粒塔顶进行造粒，然后经塔底输送带送包装工段进行成品包装。
PT63504
压力
PT63519PT63521PT63525TR63507TR63508TR63512
温度TR63517TR63519TR63526TR63556LRA63501LRC63502LICA65304LIC63505LICA63506
2工艺参数确定
工艺参数确定原则：综合考虑组态画面的绘制，参数太多，画面太乱不利于生时的工艺控制，太少检测不全面，不能给工艺控制提供全面的信息，不利于生产工艺异常时的故障判断；合理分配参数的物理I/
液位
LICSA63513LICSA63514LICA63515LICA63517LICA63518LICA63519CRA63501CRA63502
O端口，以及控制器板卡，尽量避免重要的控制参数和检测参数集中于一块I/O板卡和一块控制器板卡，
收稿日期：2014-01-16
成分分析
自动化应用20145期
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ＤＣＳ控制系统
表2
控制回路参数
位号
名称
低吸塔排放尾气温度精馏塔出液温度低调水上水温度一段蒸发温度二段蒸发温度解吸塔气相出口温度
水解塔温度高调水进口温度低吸塔压力入循环加热器低压蒸汽
闪蒸槽顶部压力低甲冷液位槽压力一段蒸发冷凝器入一蒸低压蒸汽入二蒸发器蒸汽入解吸塔工艺冷凝液压进水解塔中压蒸汽压
低压汽包出口中压汽包饱和器压力
高压汽包压力进汽提塔二氧化碳
合成塔液位汽提塔液位液位高报警低压吸收塔液位精馏塔液位低甲冷液位二段蒸发分离器出液
回流冷液位槽第一解吸塔水解塔液位第二解吸塔液位低压汽包液位中压汽包液位高压汽包液位蒸汽冷凝液槽一段蒸发尿液工艺冷凝液入解吸塔低压蒸汽去蒸汽冷凝液槽
情况下，合理冗余。因为随着计算机技术和控制技术的发展，控制系统的可靠性越来越高，过度的冗余不仅增加投资而且增加维护成本。应通过合理的组态和参数选择，尽量少使用操作画面，进而减少操作员站的数量。因为一个操作员站，对应一个操作工，按四班三倒，公司的人力投入会增加很多。
TIC63509TR63519TRCA63526
温度
TRC63529TRC63530TIC63539TIC63542TRC63556PIC63503PIC63505PIC63506PIC63507PIC63509PIC63512
4软件组态
在组态过程中，要与工艺设备工程师沟通，确定最佳参数；操作画面要根据工艺要求来实现，以方便全面观察和操作为前提；小的专用分画面的位置确定，要征求操作员的意见，做到合理布置；对于系统的各种联锁装置，要进行严谨的设计和充分的调试，多和工艺工程师交流，在保证安全的情况下，尽量减少联锁装置，因为联锁装置太多，误动作会增加，给生产造成严重影响；依据工艺要求，合理选择控制回路的控制方式，物料的计量尽量做到精确，需要温度、压力补偿的，在组态时要全面考虑，避免实际投入后计量误差偏大。
压力PIC63514PRCA63516PICA63517PRC63519PIC63520PIC63521PIC63526LRA63501LRC63502LA63503LICA63504LIC63505LICA63506LICA63509LICSA63513LICSA63514LICA63515LICA63516LICA63517LICA63518LICA63519LICSA63520FIC63509FRC63511FIC63515FRC63523
5系统运行后存在的问题
该装置自2005年6月份投运以来，系统整体运行较为平稳、正常，出现过的问题及处理情况如下：
（1）合成塔和汽提塔液位采用铯137辐射料位计，由于设计文件中塔壁厚度与实际塔壁厚度存在较大偏差，所以料位计信号较弱，液位显示波动大，不好控制。后经与料位计厂家协商，在原有的5枚铯源基础上再增加5枚，改造后彻底解决了原有的问题，此后液位一直稳定可靠。
（2）原设计的合成塔、汽提塔及高压喷射器自调阀均为普通的阀门定位器，调节精度达不到工艺要求，调节效果差。2007年大修时全部更新为智能定位器，调节效果明显提高，且故障率大大降低。
液位
流量
3硬件构建
硬件构建以经济高效为原则，在保证安全运行的
（上接第70页）
泵联锁。原设计一台熔体泵的联锁包括有软件联锁和硬件联锁，在PROVOX系统中软件联锁通过程序实现停泵，硬件联锁通过输入端子板的辅助输出端子送给电气来实现。在新系统中的解决方案是相应增加一个DO点，取高压报警信号状态送给DO点，将DO接点信号输出连接到电气通道上实现联锁功能。
（5）调试过程中的问题。调试期间，SSP生产装置操作台曾经出现看不到数据的问题，检查现场IO室，系统柜内控制器（防火墙）运行指示灯异常，其它设备
正常。检查通信电缆，在网络柜内通信电缆有虚接现象，重新插好后问题得以解决。
参考文献
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和对策[J].聚酯工业，2008，21（4）：29-33
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