真空制鹽蒸發罐液位控制解析
發布時間：2019-05-14 發布作者：
摘要：中鹽鎮江鹽化有限公司60萬t/a真空制鹽裝置蒸發罐液位控制方案是先測量出相關高度的物料壓力值，進入到DCS控制系統中，在程序中代入相關公式，計算出液位高度。由DCS控制系統中的PID控制器對現場自動閥門進行調節，從而達到了蒸發罐液位自動控制的目的。
真空制鹽裝置在生產運行中，蒸發罐液位的控制是制鹽蒸發工藝中一個十分重要的指標，如果液位過高會減弱液體蒸發，降低蒸發制鹽生產能力，嚴重時還會造成物料翻罐，不僅使系統工況惡化，影響冷凝水水質，而且還會加劇對設備的腐蝕。液面過低，會增加循環泵電機負荷，嚴重時造成液壓不夠而引起物料在加熱室換熱管內沸騰，加劇鹽垢的生成，使加熱管堵塞，使生產工況惡化而被迫停產。基于以上原因，蒸發罐液位的控制為制鹽生產管理者和操作者所重視。中鹽鎮江鹽化有限公司利用DCS微機控制系統來監控蒸發罐液位，取得了良好的效果。
1設置與蒸發罐相關的測量儀表
(1)控制精準的前提條件必須是測量準確。生產中為蒸發罐設置了三個差壓變送器，來測量蒸發罐不同部位的壓力值(如圖1)：分別是P1、P2、P3，根據公式(1)計算出密度P的值，然后帶人到公式(2)中得出液位的高度。
(2）根據蒸發罐內鹵水結晶析出的工藝特性，為P2，飛安裝沖洗水，沖洗變送器的接被膜片，控制沖洗水量，并用孔板做隔離。考慮到系統中的氯離子腐蝕因素，變送器膜片采用哈氏合金等耐腐耐磨材質。
(3）設置流量計，根據工藝要求，蒸發罐在正常運行時，分別有上效轉料鹵水、淘洗鹵水、原料鹵水進入到蒸發罐內，還有鹽漿排出與轉料鹵水排出，共設置了五臺電礎流量計來測量進出蒸發罐的的物料量。在電磁流量計的選型上，要求流量計內襯PFA,L耍是考慮蒸發罐內存在真空環境，同時內襯PFA耐沖刷。建議選擇雙頻勵磁或高頻勵磁一體化型。
2設置控制閥
對進入到蒸發罐的鹵水和排出的鹽漿與轉出的鹵水設置控制閥，以控制進出體積流量。根據鹵水易結晶的恃性，選擇帶自清潔功能的V-BAL球閥。要求做金屬密封，泄漏等級達到V級。閥座材料要求為316L，做部分堆焊斯太萊合金；閥芯材料也是為316L，整體做噴涂碳化鴿處理，硬度基本達到洛氏70度。
3設置PlD調節
工藝要求液位穩定，也就是要求進出蒸發罐的物料流量體積平衡。根據進入蒸發罐的上效鹵水量F2、淘洗鹵水量飛和蒸發罐排出鹽漿量F1、轉出鹵水量飛，以控制補充進入到蒸發罐內的原料鹵水量飛維持液位穩定，如圖20
現場的差壓變送器和電磁流量計測量數值統一轉化為DC4mA~20mA標準電流信號，通過控制系統的輸入模塊迸入到DCS的控制器中，經DCS程序中的PJD控制器運算處理的，由DCS輸出模塊傳出DC4mA~20mA給現場控制閥門，控制現場控制閥門的閥門開度，以控制進出蒸發罐內的物料，達到總量平衡，保持掖位的穩定。
在DCS控制系統中，PIO調機器的CP值，TR匾和TD值需要經系統調試不斷地調整，直到裝置穩定方可較終確定，完成PIO整定（如圖3）。DCS操作員只需要在控制室內的操作員站上的相關界面內輸入正確工藝設定值，直口（圖的。DCS控制系統即可根據現場的
電磁流量計和差壓變送器測量的當前值，計算出當前的被位狀態與工藝設定值的差量，同時得出需要補償鹵水進料體積流量，控制自控閥門的開度，并不斷和目標值進行比較，適時反饋給DCS控制器，及時修正參數，整個控制過程形成了閉環鏈路，達到穩定可靠地控制蒸發罐物料液位了。
中鹽鎮江鹽化有限公司60萬νa真空制鹽裝置為五效蒸發鹽硝聯產工藝，自2013-01開車運行Ia有余，一直平穩。液位控制安全可靠，裝置刷罐周期達到了3個月，每次只要2d，延長了裝置的有已超80萬t，取得了良好的經濟效益。
4常見問題原因分析及解決方法
在該裝置調i式初期，蒸發罐的被位穩定性有時出現明顯波動，有時DCS顯示的也不一定是罐內的真實值，這也暴露出液位控制系統一些不足。分析原因如下。
(1）變送器被凍
公司處在長江岸邊，開車調試期是1a內較寒冷的階段，2013-01的平均氣溫在0"C：以下，再加上江邊風大，設置在室外蒸發罐頂部高達＋45m的P，變送器取V,草；管冷凝水被凍住，致使該變送器失效。針對此原因，我們為變送器的取源管做了電伴熱井增加了外保溫層。在2014-01平均氣溫在0℃以下的情況下，沒有發生該處變送器被凍，該缺陷得到解決。
(2)P2、P3變送器不能真實測量數值
發生在調試期間，經檢查分析，原因有兩類：一是變送器沖洗水管道被異物堵塞，清除異物后正常；二是陀、p3測量的分別是蒸發罐和l循環管內的鹵水物料，均為動態模式，同時存在重力因素，測量精度受到影響。工作中繪制出跟蹤曲線進行分析，經適當增加補償后得到解決。
5行業內其他液位測量方法及研究
中鹽鎮江鹽化有限公司60萬νa真空制鹽裝置蒸發罐液位測量方案屬于間接測量式。先測量出相關高度的物料壓力值，然后代人相關公式計算出液位高度。裝置設置的測量點多，一次投資也大。其中只要有一個測量值不準確液位就會產生誤差。如果在蒸發罐的頂端增設一個雷達、超聲波測量點來校驗系統的計算值，及時修正計算誤差，則可使控制系統顯示的液位更加精準可靠。
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