[发明专利]硝酸生产氧化炉中氨空比自动设定值控制系统及控制方法在审

专利信息
申请号: 201610128053.0 申请日: 2016-03-07
公开(公告)号: CN105786055A 公开(公告)日: 2016-07-20
发明(设计)人: 左为恒;程源;李昌春 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: G05D27/02 分类号: G05D27/02;C01B21/38
代理公司: 重庆为信知识产权代理事务所(普通合伙) 50216 代理人: 陈千
地址: 400044 重*** 国省代码: 重庆;85
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摘要:
搜索关键词: 硝酸 生产 氧化 炉中氨空 自动 设定值 控制系统 控制 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及硝酸生产过程中的自动控制技术,具体涉及一种硝酸生产氧化 炉中氨空比自动设定值控制系统及控制方法。

背景技术

硝酸在国民经济发展中具有重要的地位,保持硝酸生产氧化炉反应温度的 稳定是控制系统稳定的关键。传统的硝酸生产过程:空气经过滤预热处理后进 入氧化炉,保持输入量不变;液态氨经过气化预热后到氧化炉与空气均匀混合; 混合气体在氧化炉中的铂催化剂作用下发生放热反应,温度的控制是通过改变 输入氨气的流量实现。

其缺点很明显,保持反应温度的稳定只能通过改变氨气流量的输入值,当 温度达到要求时,实际氨气的输入量和空气流量比值往往处在安全生产范围以 外,氨空比值和温度不能很好的配合,给生产带来隐患。如何在氨气空气流量 比值处于安全范围内的条件下保持反应温度的稳定成为控制的要点。

发明内容

本发明首先提供一种硝酸生产氧化炉中氨空比自动设定值控制系统,在改 变氨气输入的同时对氨空比值进行动态修正,得到新的氨空比,从而改变空气 的输入量,通过同时改变氨气和空气的输入流量来调节氧化炉的反应温度。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种硝酸生产氧化炉中氨空比自动设定值控制系统,其关键在于包括:

温度测量变送器,用于获取氧化炉实时温度;

温度控制器,用于根据氧化炉实时温度与预设温度的偏差确定氨气流量;

NH3流量测量变送器,用于获取氨气输送管道中氨气流量;

流量控制器,根据温度控制器确定的氨气流量与氨气输送管道中的氨气流 量之间的偏差控制NH3控制阀的开度;

NH3控制阀,安装在氨气输送管道中;

空气流量测量变送器,用于获取空气输送管道中空气流量;

除法器,用于根据氨气输送管道中氨气流量和空气输送管道中空气流量计 算混合器中的氨空比;

比值控制器,用于根据混合器中的氨空比与预设氨空比之间的偏差确定变 频器的频率,并通过控制电机风机机组的高压变频器来改变空气输送管道中的 空气流量。

进一步地,该系统还设置有智能动态氨空比修正单元,该智能动态氨空比 修正单元根据氧化炉实时温度与预设温度的偏差确定氨空比修正值,所述预设 氨空比是由氨空比基本设定值与所述氨空比修正值所构成的动态值。

再进一步,所述智能动态氨空比修正单元采用模糊控制或基于神经网络原 理的智能动态氨空比修正单元。

作为优选,所述温度控制器、流量控制器以及比值控制器均采用PID控制 器。

本发明还可以表述为一种硝酸生产氧化炉中氨空比自动设定值控制方法, 主要包括以下步骤:

S1:获取氧化炉实时温度T';

S2:根据氧化炉实时温度T'与预设温度T的偏差e1确定氨气流量F;

S3:获取氨气输送管道中氨气流量F';

S4:根据步骤S2确定的氨气流量F与步骤S3所获取的氨气流量F'之间 的偏差e2控制氨气输送管道中NH3控制阀的开度;

S5:获取空气输送管道中空气流量;

S6:根据氨气输送管道中氨气流量和空气输送管道中空气流量计算混合器 中的氨空比K';

S7:根据混合器中的氨空比K'与预设氨空比K之间的偏差e3确定变频器 的频率,并通过控制电机风机机组的高压变频器来改变空气输送管道中的空气 流量。

进一步地,S7中所述预设氨空比K是由氨空比基本设定值K1与氨空比修 正值Δk所构成的动态值,所述氨空比修正值Δk是由智能动态氨空比修正单元 根据氧化炉实时温度T'与预设温度T的偏差e1确定的。

再进一步地,所述智能动态氨空比修正单元采用模糊控制或基于神经网络 原理的智能动态氨空比修正单元。

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