1、引言

某化工廠的PX裝置是是該公司產業鏈條的重要組成部分，其目的是以加氫裂化所產生的石腦油為原料，生產對二甲苯和苯。由于PX裝置中二甲苯塔的重沸爐進出料流量的難控制性，采用了DCS及聯鎖控制系統的優越性對重沸爐進行了控制。二甲苯塔塔底物C9、C10進入重沸爐，重沸爐的出口物料再返回到二甲苯塔。塔底重沸爐的作用是為分餾塔底油加熱，使之部分汽化后，返回塔底，以提供產品分餾所需要的熱量。通過DCS和聯鎖控制系統的協調控制，大大提高了重沸爐精準、快速、安全、平穩的生產。

2、工藝流程及控制方案

2.1、重沸爐F200A/B的工藝流程：

工藝流??程圖??如圖1所示：

F200A/B為二甲苯塔底重沸爐，由于C200的負荷較大，故采用F200A和F200B兩臺重沸爐并聯運行。F200A/B的被加熱物料為C200塔底泵提供的，C8以上的芳烴混合物，被加熱物料通過四路分別進入F200A/B爐。經過加熱爐加熱的物料經加熱爐出口返回至二甲苯塔塔底。F200A/B是通過燃料油和燃料氣混合進行燃燒的。從經濟角度考慮，由于燃料氣的價格比較高，所以要多燒燃料油，故當重沸爐的出口溫度達到一定值時，就將燃料氣的調節器投自動，斷開爐出口壓差與燃料氣壓力串級控制系統，使燃料氣的控制形成單回路，且燃料氣的進料量處于一個小且平穩的狀態，那么，對爐子出口汽化率的控制就要通過爐出口壓差與燃料油的壓力組成的串級控制系統來實現。由于燃料油為易凝固的液態，不能直接燃燒，所以需要1.0Mpa低壓蒸汽對燃料油進行霧化處理,才能使燃料油進行燃燒。而在1.0Mpa蒸汽與燃料油之間要采用壓差控制，使其保持一定的差壓才能使燃料油汽化為最佳狀態。

2.2、控制方案

2.2.1、串級控制系統的控制方案

本控制系統的目的是維持爐出口汽化率的穩定，從而保證爐內產品質量。而維持燃料油壓力恒定卻并不是目的，流量的大小是允許改變的，至于何時變何時不變，以及變化多少，要由汽化率控制的需要而定。這樣，爐出口差壓與燃料壓力就要采用串級控制系統。即F200A爐通過測量變送器測爐出口的差壓值，在正常操作狀態下，差壓控制器的輸出值作為燃料油串級回路中壓力控制器的給定值，同時也作為燃料氣串級回路中壓力控制器的給定值,組成爐出口壓差與燃料油和燃料氣的壓力串級控制系統。

2.2.2、單回路控制系統的控制方案

在設計中，對于進料的流量控制系統，流量控制器是根據被控對象（即進料流量）的測量值與給定值的偏差來進行控制的，且其他干擾較小，故可以直接選用流量單回路控制系統。對于蒸汽與燃料油的差壓控制系統，也選用差壓單回路控制系統。

3、 控制方案的實施

3.1、變送單元的選擇

在設計中采用的變送器有差壓變送器，壓力變送器和流量變送器。具體選擇見表1。

3.2、執行單元的選擇

調節閥接管的尺寸通常用公稱直徑D_g和閥座直徑d_g表示，D_g和d_g是根據計算出來的調節閥的流通能力C來確定的。

已知條件：

3.3、電氣閥門定位器的選擇

     電氣閥門定位器是電動單元組合儀表的一個輔助環節，也是氣動執行器的一個主要附件。它與氣動執行器配套使用可組成如圖2所示的閉環負反饋系統，從而改善氣動執行器的外特性。

輸入電流I經電氣轉換單元轉換成氣壓信號Pi，并由執行機構產生的閥門位移的位置反饋信號比較后，其差值信號經閥門定位器產生供氣動執行器使用的氣壓信號，然后由氣動執行機構按一定的規律轉換成閥桿的相對位移，從而改變調節閥的開度，控制被控介質的流量。閥桿的位移經位置發生器形成位置反饋信號送入閥門定位器，從而構成深度負反饋系統。當系統處于動態平衡狀態時，調節閥處于相應的開度。電氣閥門定位器將直流4—20mA統一標準信號轉換成0.02—0.1MPa的氣壓信號去控制氣動執行器。

4 、集散控制系統的應用

集散控制系統( distributed control system,簡稱DCS)是以滿足現代化工業生產和日益復雜的控制對象的要求為前提，從生產綜合自動化的角度出發，將微處理器作為核心的集中分散控制系統。在本設計中，主要介紹串級控制回路組態及I/O模件的選擇。

4.1、串級控制回路組態圖,如圖3。

4.2 I/O 模件組態如表3。

4.3 I/O模塊連接組態如表4。

5、結束語

本設計采用了加熱爐出口壓差與燃料壓力的串級控制系統。此控制系統自裝置開車以來一直運行平穩。隨著現代化工業技術的發展，對DCS控制系統的應用越來越廣泛，DCS的發展也推動了現代流程工業的快速發展。

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