新型仪表在醇解树脂与碱比值进料控制系统中的应用

　　1　比值控制系统

　　醇解生产装置是把聚合送来的树脂(PVAC甲醇溶液)加入一定的碱(NaOH)溶液为触媒作用进行醇解反应和皂化反应,反应脱出醋酸根,而得到白色块状的含湿固体并经粉碎、压榨、干燥等过程,最终得到聚乙烯醇(PVA)产品。因此,醇解生产装置中的树脂与碱流量控制是个关键控制系统。它的控制好坏,不仅影响聚乙烯醇(PVA)产品的产量与质量,甚至会引起重大的设备事故。

　　如树脂量过大,则反应不充分,如碱量过大,则产生其它副反应,从而增加醇解废液回收量。为此,我们必须对树脂和碱量进行严格的配比控制。根据工艺生产要求,将树脂与碱两物料的进料流量控制组成了双闭环比值调节系统,以树脂量为主物料流量,碱流量为从动物料流量,并且2个量的进料控制始终保持一定的比值关系。当主物料因干扰而变动时,则从动物料也按一定比值而发生变化,从而使树脂与碱量比值仍保持不变,该系统的组成与控制目前在国内通常采用的是模拟式控制仪表。

　　树脂进料流量采用椭圆齿轮流量计进行计量变送,经过转换器再经过毫伏放大器,一路送至树脂记录调节仪进行树脂流量记录调节,通过树脂调节回路,以控制树脂流量大小,树脂流量调节回路为主调节回路,树脂记录调节仪本身带上下限接点输出(作为树脂流量报警用),另一路送至比率设定器,通过选取适当的比值,将树脂流量测量的1 ~ 5 VDC信号乘以系数后转换输出10~50mADC信号送至碱记录调节仪作为其外给定信号。碱液进料流量也采用椭圆齿轮流量计进行计量变送,经过转换器再经过毫伏放大器送至碱记录调节仪,碱记录调节仪本身带上下限接点输出(作为碱流量报警用),碱记录调节仪通过碱调节阀以控制碱量大小。碱流量调节回路为从动调节回路,使碱与树脂始终保持一定的配比关系。

　　这种调节系统可以消除来自主调节回路、从动调节回路两方面的扰动,使2个流量参数都能稳定,另一方面,主从两回路之间有比值,又可实现主从两种物料的比值调节。在稳定状态下,主参数被主调节回路稳定在工艺给定值上,从动参数被从动调节回路稳定在与主参数成一定比值的数值上,从而使主从参数成一定配比关系。当干扰作用于系统后,系统进入动态,若干扰作用于从动回路,干扰将被从动调节回路克服掉,不会影响主参数;如果干扰使主参数变化,主回路一方面克服干扰,同时经过比值器改变从动回路给定值,使从动参数与主参数仍然保持一定的比例关系,从而确保工艺生产稳定进行。

　　2　存在问题与新型仪表应用

　　由于醇解生产装置中的树脂与碱比值进料控制系统中采用的模拟式控制仪表主要为日本横河公司和日本OVAL公司进口的70年代产品,有的型号仪表早已被淘汰,例如,NREC型记录调节仪,FRO型比率设定器等,备品备件无法购置。尤其是树脂与碱流量测量仪表采用的是容积式椭圆齿轮流量计,由于长期使用磨损严重、误差大、仪表精度低,主要的是使用容积式椭圆齿轮流量计,只要在介质中含有一定的微细固体颗粒,就不能正常工作。这样一来,一是给仪表维修人员带来了维修工作量;二是给工艺生产造成了一定的损失。由于使用椭圆齿轮流量计,在树脂介质进料测量中,由于该介质为高粘度溶液(>1 000 cp),因此,阻力较大,从而增加了生产泵的负荷和能量损耗。另外,从该控制系统组成的所有仪表情况来看,信号转换及连线比较复杂。为此,对该系统控制仪表进行了技术改进,树脂流量测量变送采用了双螺旋转子流量计,碱流量测量变送采用了高准质量流量计及变送器,调节仪表采用了CS920型微机智能型可编程序调节器。