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：

图1

    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：

图2