威盛DCS系统在硫铁矿制酸工艺控制中的应用

一、工艺流程

本装置为15万吨/年硫铁矿制酸,通过硫铁矿燃烧出的SO2烟气进行净化吸收和转化成浓度不低于96%的硫酸,可分为原料、沸腾焙烧、余热锅炉、脱盐水站、炉气净化、二氧化硫转化、烟酸、65酸、三氧化硫吸收等九个工序。

二、控制目标

⑴、 开胶带给料机,并进行调节保持适当的风矿比例；
⑵、 调节干吸酸温、酸浓、液位等指标在规定范围内；
⑶、 稳定炉前风机风量,控制生产负荷；
⑷、 调节主风机风量,维持炉顶微负压,调节后燃烧风量；
⑸、 调节稀酸阀,控制气浓；
⑹、 调节转化各段进口温度,使转化率达到最大；
⑺、 及时将具备条件的联锁投入使用；
⑻、 调节净化液位；
⑼、 调节废锅液位,蒸汽压力。

三、系统组成

1、系统配置
本项目控制系统采用的是FB-2000NS DCS。该系统能够实现连续控制、批量控制和逻辑控制等多种控制算法。根据带控制点的工艺流程图,与工艺技术人员认真细致地分析了生产工艺对控制的要求,合理地设计了方便于操作工监视、操作的流程图画面。由于湖北楚源鑫慧化工公司十五车间的十五万吨/ 年硫酸生产DCS分为制酸站和焙烧站,制酸站是两机两柜,焙烧站上是两机一柜,既要各自独立工作又要相互监视,因此我们采用在四台操作站上同时建立以太网进行连接,现场控制站网络结构图如下:

其DCS的硬件配置为:
制酸站:
FB-2001NS2块,FB-2005NS网卡2块,FB-2010NS-13块,FB-SC14NS-13块；FB-2020NS-6块,FB-SC20NS -6块； FB-2030NS-7块,FB-SC30NS-7块； FB-2040NS-4块,FB-SC43NS -4块。这样就构成了一套分布式数据采集与控制系统。另外现场有一台10KVA和一台3KVA一共两台在线式不间断电源UPS,备品备件有:FB-2001NS主控制器2块。

焙烧站:
FB-2001NS2块,FB-2005NS网卡2块,FB-2010NS-6块,FB-SC14NS-6块；FB-2020NS-3块,FB-SC20NS -3块； FB-2030NS-3块,FB-SC30NS-3块； FB-2040NS-2块,FB-SC43NS -2块。这样就构成了一套分布式数据采集与控制系统。另外现场有一台10KVA在线式不间断电源UPS,

2、DCS系统规模
制酸站:
AI:208个
AOU:24个
DIN:112个
DOUT:64个

焙烧站:
AI:97个
AOU:12个
DIN:48个
DOUT:32个

四、实施方案

焙烧工艺:
1、烟道氧含量控制
烟道氧含量控制的过程是:两个硫铁矿贮斗内的矿经过各自的胶带给料机、星型给料阀从2个加料入口加到焙烧炉中,空气鼓风机将空气送入焙烧风室,经风帽均匀分布后进入炉内,使矿渣和硫铁矿流态化并发生焙烧反应,并采用氧表控制焙烧炉出口氧含量,以便对加矿量进行自调,控制胶带给料机的变频器。
烟道氧含量的控制方案是采用串级自调的方式,正常的烟道氧含量保持在2%—3.6%之间,当氧含量降低时,必须降低变频器的频率,达到减少硫精砂的投料,以达到氧气充分燃烧的可能,控制简图如下: