Автоматизация и управление технологическими системами

Для осуществления оперативного управления возникает необходимость контроля наиболее важных параметров процесса. Контролируемые величины выбираются так, чтобы их число было минимальным, но чтобы при этом обеспечивалось наиболее полное представление о ходе протекания технологического процесса. В схеме получения ПВХ суспензионного необходимо контролировать и регулировать расход всех технологических потоков, температуру и давление в реакторах полимеризации, температуру применяемых теплоносителей, уровень среды во всех емкостях, а также состав суспензии после стадии полимеризации. При этом необходимо контролировать содержание полимера в суспензии, что позволяет судить о степени конверсии сырья.
При выборе параметров контроля и автоматизации в первую очередь обращают внимание на такие факторы, как пожаро- и взрывоопасность, агрессивность и токсичность. Из указанных выше факторов в технологическом процессе производства ПВХ суспензионного необходимо прежде всего учитывать пожаро- и взрывоопасность компонентов. Все приборы контроля должны быть во взрывозащищенном исполнении.
Температура контролируется в реакторе полимеризации Р-201 в пределах от 45 до 70 °С в зависимости от получаемой марки ПВХ. Отклонение от режимной температуры не должно превышать 0,5 °С. Температура охлаждающей воды контролируется в пределах 6 °С, температура греющей воды – в пределах 80 °С.
Давление контролируется в реакторе Р-201 в пределах от 0,1 до 0,8 МПа, в сборнике Е-203 и мернике Е-204 в пределах 1,4 МПа. Контролируется давление обессоленной воды, подаваемой в торцевое уплотнение реактора, в пределах от 0,6 до 1,4 МПа; давление на линии нагнетания насоса Н-201 в пределах от 0,1 до 0,32 МПа, насоса Н-202 – в пределах от 0,15 до 0,5 МПа; давление в стояночном корпусе устройства гидроочистки Х-202 в пределах 1,25 МПа.
В технологической схеме получения суспензионного ПВХ производится контроль массового расхода всех технологических потоков, поступающих на полимеризацию, а также отводимых от реактора полимеризации. Расход всех технологических потоков контролируется в пределах, соответствующих рецептурному формату. Также осуществляется контроль объемного расхода азота, поступающего в сборник Е-203, в пределах от 100 до 140; массового расхода водяного пара давлением 0,5 МПа, поступающего в паровые смесители Х-203 и Х-207, в пределах от 960 до 3000 кг/ч; объемного расхода захоложенной воды, проходящей по трубопроводу насоса Н-201, в пределах от 90 до 400

.
В технологической схеме получения суспензионного ПВХ регулированию подвергаются следующие параметры:
- температура в реакторе полимеризации;
- расход жидких потоков, проходящих через насосы;
- расход всех исходных компонентов, поступающих на полимеризацию в соответствии с рецептурным форматом.
Температура является одним из важнейших параметров процесса полимеризации винилхлорида. Температура реакционной массы во время полимеризации регулируется подачей захоложенной воды в рубашку реактора и в обратный конденсатор. При этом производится непосредственная регулировка температуры захоложенной воды. Для разогрева реактора открывается отсечный клапан на трубопроводе подачи пара в паровой смеситель Х-203, в котором подогревается вода, поступающая в рубашку реактора. При достижении температуры в реакторе на 2 °С ниже режимной клапан на подаче пара закрывается и включается схема автоматического регулирования температуры в реакторе с помощью захоложенной воды.
Контур регулирования температуры в реакторе работает следующим образом. Сигнал с термопреобразователя сопротивления ТСП-0193 поступает на контроллер «Honeywell С-300», в котором реализован на цифровом уровне пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, выходной сигнал которого преобразутся из цифрового в аналоговый. Этот управляющий сигнал постоянного тока поступает на исполнительные механизмы регулирующих устройств. Регулятор температуры установлен на трубопроводе подачи захоложенной воды в рубашку полимеризатора.
Расход технологических потоков регулируется путем управления отсечными клапанами, установленными на трубопроводах подачи реагентов. Система управления контролирует состояние отсечной арматуры на всех трубопроводах и препятствует несанкционированному воздействию на исполнительные механизмы со стороны операторов.
При выборе средств контроля в первую очередь следует обращать внимание на их точность, надежность, безотказность, удобство обслуживания. В условиях производства ПВХ требуются измерительные устройства во взрывозащищенном исполнении.
Для измерения температуры в качестве первичного чувствительного элемента используется термопреобразователь сопротивления ТСП-0193 (позиция 8-1, 9-1, 17-1, 20-1), установленный по месту отбора сигнала. Термопреобразователь передает сигнал о текущей температуре в нормирующий преобразователь многопредельный П282 (позиция 8-2, 9-2, 17-2, 20-2), установленный в щитовом помещении. Далее устройство П282 преобразует данный сигнал в унифицированный токовый сигнал величиной от 4 до 20мА и передает на аналоговый вход контроллераC-300, выполненного фирмой «Honeywell» (США)