ZHSR工艺的自动控制

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1、镇海石化工程有限责任公司镇海石化工程有限责任公司ZHSR工艺的自动控制1镇海石化工程有限责任公司镇海石化工程有限责任公司ZHSR工艺的自动控制2ZHSRZHSR硫回收技术是由镇海石化工程有限责任公司吸收、硫回收技术是由镇海石化工程有限责任公司吸收、消化国外技术的基础上，开发出来的硫回收技术。该硫消化国外技术的基础上，开发出来的硫回收技术。该硫回收技术具有工程设计先进、装置能耗低、设备布置紧回收技术具有工程设计先进、装置能耗低、设备布置紧凑、占地面积小，装置规模大、操作弹性宽、硫化氢浓凑、占地面积小，装置规模大、操作弹性宽、硫化氢浓度适应范围广、自动控制方案设置合理，达到了国际先度适应范围广、自

2、动控制方案设置合理，达到了国际先进水平。进水平。一、前一、前 言言 镇海石化工程有限责任公司镇海石化工程有限责任公司ZHSR工艺的自动控制3该技术的主要特点是过程控制自动化程度高，装置运行安全该技术的主要特点是过程控制自动化程度高，装置运行安全可靠。由于硫磺回收装置在炼油厂总体流程中处于尾部，原料的可靠。由于硫磺回收装置在炼油厂总体流程中处于尾部，原料的供给点多，因此它的原料（酸性气）流量和组成波动大，而硫磺供给点多，因此它的原料（酸性气）流量和组成波动大，而硫磺的生成全靠硫化氢化学反应生成，为了确保高的硫转化率，必须的生成全靠硫化氢化学反应生成，为了确保高的硫转化率，必须对反应另一物料（氧气

3、）按化学计量供给，因此装置的设计必须对反应另一物料（氧气）按化学计量供给，因此装置的设计必须采用先进合理的控制方案。另外，其原料、中间产物都含高浓度采用先进合理的控制方案。另外，其原料、中间产物都含高浓度的硫化氢、二氧化硫、二硫化碳和羰基硫等有毒有害物质，介质的硫化氢、二氧化硫、二硫化碳和羰基硫等有毒有害物质，介质一旦泄漏就会发生人身伤亡和环境污染事故；介质有燃料气、硫一旦泄漏就会发生人身伤亡和环境污染事故；介质有燃料气、硫磺、氢气等易燃易爆物料，同时还有多台不同压力等级的蒸汽锅磺、氢气等易燃易爆物料，同时还有多台不同压力等级的蒸汽锅炉，装置运行危险性大。为了保证装置的安全运行，要求其设计炉，

4、装置运行危险性大。为了保证装置的安全运行，要求其设计必须具有可靠的开工程序和完善的安全联锁系统。必须具有可靠的开工程序和完善的安全联锁系统。一、前一、前 言言 镇海石化工程有限责任公司镇海石化工程有限责任公司ZHSR工艺的自动控制42.12.1酸性气的需氧控制酸性气的需氧控制1 1、控制方案的作用、控制方案的作用 该空气流量的前馈该空气流量的前馈- -反馈反馈- -再反馈控制方案，是硫磺回收装置再反馈控制方案，是硫磺回收装置始终保持高的硫转化率和长周期平稳的保证。该控制方案在正常始终保持高的硫转化率和长周期平稳的保证。该控制方案在正常生产时，能适应装置原料酸性气流量和组成的变化，可自动调节生产

5、时，能适应装置原料酸性气流量和组成的变化，可自动调节主空气和微空气流量，并能自动修正空气主空气和微空气流量，并能自动修正空气/ /酸性气比值误差。在酸性气比值误差。在装置开停工和低负荷运行时，可确保燃料气入反应炉自动配风，装置开停工和低负荷运行时，可确保燃料气入反应炉自动配风，解决硫磺装置开停工和低负荷运行困难问题。解决硫磺装置开停工和低负荷运行困难问题。二、先进的控制方案二、先进的控制方案 镇海石化工程有限责任公司镇海石化工程有限责任公司ZHSR工艺的自动控制52、工艺要求、工艺要求 本装置硫磺生产的原理是使原料气中硫化氢与空气中的氧气本装置硫磺生产的原理是使原料气中硫化氢与空气中的氧气反应

6、生成元素硫。氧气过量会生成二氧化硫，氧气过量严重时危反应生成元素硫。氧气过量会生成二氧化硫，氧气过量严重时危及装置安全；氧气不足硫化氢反应不完全，原料中杂质氨和烃燃及装置安全；氧气不足硫化氢反应不完全，原料中杂质氨和烃燃烧不充分，造成装置停工和硫磺产品不合格。因此氧气过多过少烧不充分，造成装置停工和硫磺产品不合格。因此氧气过多过少都会对装置造成很大的影响，为此必须通过控制空气都会对装置造成很大的影响，为此必须通过控制空气/酸性气比例，酸性气比例，严格控制过程气中严格控制过程气中H2S/2SO2为一定值。为一定值。二、先进的控制方案二、先进的控制方案 镇海石化工程有限责任公司镇海石化工程有限责任

7、公司ZHSR工艺的自动控制63 3、控制方案说明、控制方案说明 主燃烧室空气流量控制采用前馈主燃烧室空气流量控制采用前馈- -反馈反馈- -再反馈控制方案。所谓前馈：通过再反馈控制方案。所谓前馈：通过测量酸性气和燃料气流量，计算出燃烧所需的空气量，把二物料或多物料需要测量酸性气和燃料气流量，计算出燃烧所需的空气量，把二物料或多物料需要的空气量相加作为主调空气量的设定值；所谓反馈：通过测量过程气中的空气量相加作为主调空气量的设定值；所谓反馈：通过测量过程气中H2S-H2S-2SO22SO2值，作为微调空气流量的设定值；所谓再反馈：把微调空气调节情况再传值，作为微调空气流量的设定值；所谓再反馈：把

8、微调空气调节情况再传递给主调空气，通过调节主调空气量确保微调空气正常运行。递给主调空气，通过调节主调空气量确保微调空气正常运行。 空气流量的前馈控制如下：酸性气体积流量（空气流量的前馈控制如下：酸性气体积流量（FT/AFT/A）先进行温压补偿转换）先进行温压补偿转换为质量流量，在主燃烧室的入口燃料气线上的测量得到了主燃烧室燃料气为质量流量，在主燃烧室的入口燃料气线上的测量得到了主燃烧室燃料气（FT/D1FT/D1）的质量流量。通过测量燃料气的分子量，计算块（）的质量流量。通过测量燃料气的分子量，计算块（AY/DAY/D）计算出燃）计算出燃烧空气对燃料气的完全燃烧质量流量的比值。通过燃料气质量流

9、量与空气烧空气对燃料气的完全燃烧质量流量的比值。通过燃料气质量流量与空气/ /燃燃料气完全燃烧比的相乘（料气完全燃烧比的相乘（FY/D2FY/D2），得到完全燃烧测量燃料气所需的空气的计），得到完全燃烧测量燃料气所需的空气的计算质量流量，这个数值与操作人员设定的期望燃烧比值（算质量流量，这个数值与操作人员设定的期望燃烧比值（HIC/DHIC/D）相乘得到期）相乘得到期望的燃料气的所需空气流量（望的燃料气的所需空气流量（FY/D3FY/D3）。同时酸性气流量乘以操作人员设定的）。同时酸性气流量乘以操作人员设定的空气空气/ /酸性气燃烧比值（酸性气燃烧比值（HIC/CHIC/C），得到期望的燃烧酸

10、性气效果的空气流量），得到期望的燃烧酸性气效果的空气流量（FY/A1FY/A1）。两者相加（）。两者相加（FY/B1FY/B1），得到期望的燃烧效果的所需空气总量），得到期望的燃烧效果的所需空气总量, ,空气空气总量作为空气主调控制器（总量作为空气主调控制器（FIC/BFIC/B）的设定值。）的设定值。二、先进的控制方案二、先进的控制方案镇海石化工程有限责任公司镇海石化工程有限责任公司ZHSR工艺的自动控制7 在上述设定的作为期望的空气在上述设定的作为期望的空气/ /酸性气燃烧比值和实际存在的空气酸性气燃烧比值和实际存在的空气/ /酸性气比值之酸性气比值之间存在偏差，同样在燃料气中，计算得到的

11、完全燃烧空气间存在偏差，同样在燃料气中，计算得到的完全燃烧空气/ /燃料气比值和实际存在的燃料气比值和实际存在的完全燃烧空气完全燃烧空气/ /燃料气比值之间也存在偏差。为了消除这些偏差，实现准确的控制，燃料气比值之间也存在偏差。为了消除这些偏差，实现准确的控制，又引入了反馈控制。将从第三硫冷凝器后管线中过程气的（又引入了反馈控制。将从第三硫冷凝器后管线中过程气的（H2S-2SO2H2S-2SO2）测量值作为被）测量值作为被控变量，（控变量，（H2S-2SO2H2S-2SO2）质量控制器（）质量控制器（AIC/CAIC/C）的输出值通过调整微调空气流量控制器）的输出值通过调整微调空气流量控制器（