硫酸生产过程自动串酸系统的开发.doc

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1、硫酸生产过程自动串酸系统的开发李湛摘要：介绍硫酸生产过程自动串酸系统的组成,简述了冶炼烟气制酸条件下，该系统的多变量、时变、时滞等特性，并由此采取的控制方式。系统投运以来，不断对控制方案和参数进行完善，使其更适应工艺生产的要求，取得良好的控制效果。关键词：KMM调节器多变量时滞采样控制DevelopmentoftheautomaticsulphuricacidconnectingsystemintheprocessofproductionLiZhan(DesignDept,YunnanCopperCoLt

2、dKunming650102)AbstractTheconstructionoftheautomaticsulphuricacid－connectingsystemintheprocessofproductionisintroduced.Thesuitablecontrolmethodistakentoadapttomulti－variable,timevariableanddeadtimefeaturesofthesystem.Thecontrolprogrammeandparametershavebe

3、encontinuallyimprovedinordertomeettheneedofproductionandperfectcontroleffecthasbeenachievedsincethesystemputintooperation.KeywordsKMMregulator;multi－variable;deadtime;samplingcontrol　　在有色冶金SO2烟气制酸生产过程中，烟气的干燥和吸收系统是极其关键的生产环节。干燥塔循环酸浓度控制好时，可以降低烟气中水分的含量，减少稀酸的生

4、成及由此引起的设备腐蚀；吸收酸浓度的稳定可以提高硫酸产品的质量和数量，降低尾气的排放量，起到保护环境的作用。然而，要使干燥、吸收系统处于良好的运行状态，仅仅通过手工对93％硫酸槽和98％硫酸槽液体的互串，是很难实现的，因为手工调节效果的好坏跟操作工的技能、积极性以及工艺系统的各种特性有较大的关系，加上我厂的生产属于冶炼烟气制酸，烟气SO2浓度的含量波动大，这给串酸操作增加了难度。因而，改变我厂干吸工段生产操作落后、工作量大的状况，实现自动串酸，是我们一直试图解决的问题。1　系统组成　　以前，我们使用过多种

5、型号的93％硫酸浓度计，但使用效果均不理想。1996年，我们开始试用上海同济大学超声波检测仪开发部生产的ND－2型93％、98％硫酸浓度计。该仪表采用超声检测技术对被测二元液体的浓度进行测定，通过测定被测液体中一定距离上超声传播的声时、液体的温度，然后与机内储存的该液体的浓度、声时、温度关系进行比较，精确确定被测液体的浓度。由于采用了随机地测量时间间隔后平均、过零电平检测、测量声时的精测尾时方法及提高超声发射接收能力等技术措施，大大提高了测量的精度。该表测量精度高达±0.25％，二次仪表可输出线性的4～2

6、0mA或1～5V信号给调节系统，且性能稳定，日常维护量小。我厂从1996年到目前为止已使用了5台，运行状况一直很好。同时，我们采用了德国VEGA公司生产的高精度耐腐蚀超声波液位计检测酸槽液位。这样，关键的硬件设备已能达到控制系统的要求。　　该系统由以下设备组成：两台KMM可编程调节器，两台酸浓度计(93％、98％各1台)，1台超声波液位计(测量98％酸槽液位)，两台串酸隔膜阀，1台放酸球阀，1台加水电磁阀，两台阀门控制器，以及配套的两台手动操作器，1台配电器，两台伺服放大器。现以98％硫酸浓度、液位调节回

7、路系统为例，介绍系统组成和功能，见图1。图1　98%硫酸浓度、液位系统组成及功能框图SP1－浓度调节设定值；SP2－浓度放酸设定值；SP3－液位放酸设定值；PV1－浓度对应输入信号；PV2－液位对应输入信号2　系统特点　　调节系统能否正常运转，取决于对相关工艺生产系统的特性分析和了解，并由此选择恰当的调节参数和方案。该系统的整个过程具有多变量、时变、时滞的特点，概括为以下几点。　　(1)在干燥、吸收的生产过程中，不仅要考虑93％、98％酸浓度的平衡，而且还要考虑它们的液位平衡，由此，控制方案必须考虑到酸浓

8、度、酸槽液位及各执行机构的位置反馈信号等多种变量的相互关系。　　(2)系统负载(SO2浓度，93％、98％硫酸浓度)随时间变化较大，即具有时变性，与焙烧硫铁矿产生的SO2浓度相比较，我们的生产即使在炼铜系统稳定的一周期或二周期，SO2浓度的波动也较大，从而导致硫酸浓度的不稳定。　　(3)被控制系统滞后较大，即控制机构虽已动作，但并不能立即引起被控量的改变。表现在：手动状态时，串浓酸阀全部打开，系统的浓度从93％改变至93.5％