壓力系統(tǒng)扭矩儀的測控與壓力差距值

　　過程工業(yè)生產(chǎn)是在各種不同壓力下進行的,許多化學(xué)反應(yīng)都必須在一定的壓力條件下進行扭矩儀工作測量,它不僅影響化學(xué)平衡關(guān)系,同時也影響反應(yīng)速率,壓力是決定反應(yīng)深度的主要參數(shù)之在石油化工等過程中,任何一個精餾塔的操作都是在塔壓維持恒定的基礎(chǔ)上進行的。另外,工廠常用的加熱蒸汽和壓縮空氣往往也需要穩(wěn)定壓力。

　　總之,壓力控制是扭矩儀過程工業(yè)生產(chǎn)的基本操作要求之一,同時又是影響系統(tǒng)物料平衡的重要熱力學(xué)參數(shù),而對于在高壓條件下操作的過程和設(shè)備,壓力控制直接關(guān)系到操作的平穩(wěn)與生產(chǎn)的安全在實際生產(chǎn)中,扭矩儀就壓力控制而言,通常有兩種情況:一種是控制某一管段內(nèi)的壓力;另種是控制某一容器或設(shè)備(如貯罐、反應(yīng)器或精餾塔)的壓力。

　　壓力系統(tǒng)的扭矩儀響應(yīng)滯后都不太大,跟流量控制一樣,也比較容易實現(xiàn),通常可采用簡單的單回路控制系統(tǒng),但在確定具體方案時應(yīng)結(jié)合不同介質(zhì)壓力系統(tǒng)的具體特點,例如當(dāng)扭矩儀系統(tǒng)中只有氣體或飽和蒸汽,而操作溫度基本不變時,系統(tǒng)壓力只取決于物質(zhì)含量,故可通過改變流入量或流出量來控制系統(tǒng)的壓力。

　　例如在年產(chǎn)30萬噸乙烯生產(chǎn)過程中,其裂解氣壓縮機與其他壓縮機一樣,都有一個共同的要求,即必須保證一段人口壓力恒定才能保證裂解反應(yīng)正常而安全地運行,裂解氣壓縮機一段入口壓力正常值為48kPa,為了穩(wěn)定一段吸入壓力,在一段吸入罐上設(shè)置了兩套壓力控制系統(tǒng),如圖1-4所示。其中PC202為正常壓力控制系統(tǒng),PC201為超壓控制系統(tǒng)PC-202壓力控制器的設(shè)定值為48kPa,其調(diào)節(jié)作用為正作用。當(dāng)一段壓力等于設(shè)定值時,控制器輸出信號為某一恒定值。

　　當(dāng)壓力增大時,扭矩儀控制器的輸出信號通過透平調(diào)速系統(tǒng)增加進入透平機的高壓蒸汽量,從而使壓縮機轉(zhuǎn)速升高,一段吸入量加大,適合終使一段吸入罐壓力降低,直到返回設(shè)定值為止。反之亦然。

　　為了防止一段吸人罐壓力過高,此處還設(shè)有PC201超壓控制系統(tǒng),其設(shè)定壓力為60kPa。正常操作時,壓力不會高于此值,控制器輸出適合小,去火炬的壓力控制閥始終關(guān)閉。若因壓縮機的低速或停車而引起一段吸入罐超壓(即超過設(shè)定值60kPa),控制器PC201的輸出很快增大,迅速打開壓力控制閥將部分裂解氣放入火炬,使壓力回降,直至返回設(shè)定值(60kPa)。當(dāng)整個系統(tǒng)恢復(fù)正常時,PC202將重新起作用,使壓力回降至48kPa,此時,放空控制閥的開度將逐步減少,直至再度處于關(guān)閉狀態(tài)。

　　上述壓力控制系統(tǒng)都是通過扭矩儀改變裂解氣流出量來控制一段吸入罐的壓力然而,在一個汽液平衡的壓力系統(tǒng)里,由于熱焓的變化會對系統(tǒng)壓力產(chǎn)生顯著的影響所以對這類系統(tǒng)既可用物質(zhì)流量,也可用熱量來控制系統(tǒng)的壓力,如精餾塔、蒸發(fā)器的壓力控制,部分設(shè)備是通過能量平衡來實現(xiàn)的,但因操作方式不同,具體控制方案也會有所差異。例如乙烯生產(chǎn)過程分離二段的脫甲烷塔、脫乙烷塔、乙烯精餾塔和C3綠油塔等分離設(shè)備都需要在壓力維持恒定的前提下進行操作,否則會影響每塊塔板上的汽液平衡條件和塔的物料平衡,會使塔的正常操作受到破壞,從而引起產(chǎn)品質(zhì)量惡化。

　　同時,對精餾塔來說,也只有在壓力恒定的前提下,才能將溫度作為產(chǎn)品質(zhì)量的間接指標(biāo)。對它們的壓力控制所采取的調(diào)節(jié)方式有兩種,如脫甲烷塔和脫乙烷塔通常釆用調(diào)節(jié)氣相采出量控制塔壓的方式,它的取壓點在塔底,控制閥則裝在氣相出料管線上。脫甲烷塔的操作壓力應(yīng)保證塔頂餾出物可用乙烯冷凍劑冷凝設(shè)計要求塔頂壓力穩(wěn)定在307MPa。當(dāng)塔壓超過設(shè)定值時,壓力控制器輸出改變控制閥開度,使排出甲烷廢氣量增大而使系統(tǒng)壓力降低;當(dāng)塔壓低于設(shè)定值時,則減少排出甲烷廢氣量而使系統(tǒng)壓力回升,直到塔壓回到設(shè)定值為止。

　　對乙烯精餾塔和C3綠油塔的壓力控制則通常采用改變冷凝器冷劑流量,從而改變冷凝速度,即調(diào)節(jié)熱量來控制壓力。

　　C3綠油塔的壓力控制系統(tǒng)如,其取壓點在塔底部,控制閥裝在部分冷凝器的冷卻水出口管線上。當(dāng)塔壓偏離設(shè)定壓力時,通過壓力控制器改變控制閥開度進而調(diào)節(jié)部分冷凝器的冷卻水量,以改變氣相出料的冷凝速度來維持塔壓恒定。為了克服氣相采出量對塔壓的影響,可同時設(shè)置氣相采出流量定值控制回路。類似的控制方案也可用于如脫丙烷塔、脫丁烷塔等設(shè)備的塔壓控制。