一合成氨工藝簡介
中小型氮肥廠是以煤為主要原料，採用固定層間歇氣化法製造合成氨原料氣。從原料氣的製備、淨化到氨的合成，經過造氣、脫硫、變換、碳化、壓縮、精煉、合成等工段。工藝流程簡圖如下所示：
該裝置主要的控制迴路有：（1）洗滌塔液位；
（2）洗滌氣流量；
（3）合成塔觸媒溫度；
（4）中置鍋爐液位；
（5）中置鍋爐壓力；
（6）冷凝塔液位；
（7）分離器液位；
（8）蒸發器液位。
其中觸媒溫度控制可採用全係數法自適應控制，其他迴路採用pid控制。
二主要控制方案
（一）造氣工段控制
工藝簡介：
固定床間歇氣化法生產水煤氣過程是以無煙煤為原料，週期迴圈操作，在每一迴圈時間裡具體分為五個階段；(1)吹風階段約37s；(2)上吹階段約39s；(3)下吹階段約56s；(4)二上吹階段約12s；(5)吹淨階段約6s.
l、 吹風階段
此階段是為了提高爐溫為制氣作準備的。這一階段時間的長短決定爐溫的高低，
時間過長，爐溫過高；時間過短，爐溫偏低並且都影響發氣量，爐溫主要由這一階段控制。
般工藝要求此階段的操作時間約為整個迴圈週期的18％左右。
2、上吹加氮制氣階段
在此階段是將水蒸汽和空氣同時加入。空氣的加入增加了氣體中的氮氣含量，是調節
h2/n2的主要手段。但是為了保證造氣爐的安全該段時間最多不超過整個迴圈週期的26％。
3、上吹制氣階段
該階段與上吹加氯制氣總時間為整個迴圈的32％，隨著上吹制氣的進行下部爐溫逐漸下降，為了保證爐況和提高發氣量，在此階段蒸汽的流量最好能得以控制。
4、下吹制氣階段
為了充分地利用爐頂部高溫、提高發氣量，下吹制氣也是很重要的乙個階段。這段時間
約佔整個迴圈的40％左右。
5、二次上吹階段
為了確保生產安全，造氣爐再度進行吹風公升溫之前，須把下吹制氣時留在爐底及下部管
道中的半水煤氣吹淨以防不測，故進行第二次上映。這段時間約佔7％左右。
6、吹淨階段
這段時間主要是**上行煤氣管線及裝置內的半水煤氣。約佔整個迴圈的3％。該階段是由吹風管路送風，該段時間的長短直接影響h2/n2.
該控制系統是乙個較複雜的時變、間歇、非線性、大滯後控制系統。故將該系統設計為串級控制。
造氣爐的工作方式分為開車、停車、正常造氣、公升溫和制惰等五種方式。每台造氣爐需要控制15個電磁閥，為了防止多台爐同時進入吹風階段而引起爭風搶汽觀象，各台爐之間必須進行吹風排隊順序控制。
控制方案：
1、造氣工段h2/n2控制方案
造氣工段是通過加減氮操作來進行氫氮比控制的，而加減氮操作又是通過調節上下吹加氮時間和吹風**時間來實現的，因此，該控制系統最終得到的控制量要轉化為上下吹加氮時間或吹風**時間。本系統的氫氮比控制採用調節吹風**時間來實現。
在合成氨生產過程中，影響氫氮比的主要干擾**是造氣、脫硫兩個環節，這部分僅有較小的滯後，所以對脫硫製氫採用pid閉環控制和較高的取樣頻率，這是控制的內環。然後將造氣脫硫與變換、脫碳、精煉及合成組成乙個廣義外環，採用**控制進行控制，這是控制的外環。可選作控制量的引數有：
脫硫氫、變換氫、補充氫和迴圈氫，這四個氫值之間的波動有乙個時間差，脫硫氫到變換氫大約有5min，變換氫到補充氫大約有15min,再由補充氫到迴圈氫又有20min，而且補充氫與迴圈氫之間存在積分關係，補充氫中氫氮比的微小變化就會造成迴圈氫中氫的增加與減小，即穩定的補充氫並不能保證迴圈氫的穩定。而迴圈氫是生產過程最終階段的訊號，所以採用迴圈氫作為主調節引數，並選擇脫硫氫作為副調引數，以克服迴圈氫巨大的滯後。
2、h2/n2調節方法
採用改變加氮空氣量的方法調節h2/n2，在上吹和下吹階段設定用／否加氮軟手動開關決定是否啟用加氮空氣，同時採用上／下加氮調節閥來改變加氮空氣量，其次可以通過調整
吹淨時間的方法來調整h2／n2，同時還採用打吹淨軟開關確定在吹風階段是否提前關閉煙囪閥，以輔助調節h2/n2.
（三） co變換工段控制
工藝簡介：工藝流程圖如下：
中溫變換護的正常操作應該是將各段催化劑的溫度控制在適宜的範圍內，以充分發揮催化劑的活性。同時用最低的蒸汽消耗實現最高的co變換率。影響中變爐催化劑床層溫度變化的因素很多，如蒸汽的加入量、蒸汽的溫度、進入催化劑前反應氣體的溫度、反應氣體的組成以及生產負荷等。
該工段主要的控制系統主要有：中變爐入口溫度定值控制，入中變護蒸汽流量定值控制，入中變滬中段蒸汽流量定值控制，中變爐下段溫度控制等。
（1）中變爐人口溫度定值控制系統
該系統是通過控制中變爐的入口溫度來穩定上段催化劑的溫度。選中變爐人口氣體的溫度作為被控變數，操作變數為中溫換熱器的半水煤氣副線流量。
其主要干擾因素有：半水煤氣流量，半水煤氣溫度，蒸汽流量，蒸汽溫度，變換氣溫度等。
在這個系統中，中變爐人口溫度是根據生產要求由人工設定，當受到干擾使該溫度偏離沒定值時，通過改變中溫換熱器副線流量來維持其入口溫度的穩定。
（2） 入爐蒸汽流量定值控制
控制流程圖如下：
被控變數和操作變數均為與煤氣混合的蒸汽流量。其主要干擾因素是蒸汽的溫度和蒸汽管網的壓力。求由人工設定，通過改變蒸汽流量調節閥的開度來維持蒸汽流量的穩定。
當生產負荷變動或其它干擾因索引起中變爐上段催化劑溫度發生變化而需要改變入爐的蒸汽量時，只能通過人工調整系統的設定值來實現，可見該系統不能自動跟蹤生產負荷，亦不能按照上段催化劑溫度的變化來自動控制所需的蒸汽量。
（3） 中變爐中段蒸汽流量定值控制
（六）氨合成工段控制
在合成氨生產中，合成塔人塔氣體的氫氣與氮氣的比例是工藝上乙個極為重要的控制指標。氫氯比合格率對於全廠生產系統的穩定、提高產量和降低原料及能源消耗起著重要作用，氫氮比的過高或過低，都會直接影響合成效率，導致合成系統超壓放空，使合成氨產量減少，消耗增加。但合成氨氫氮比物件是乙個純滯後和容積滯後大，無自衡能力和時變的工藝過程，所以氫氮比控制是氨合成工段的主要控制物件。
方案一：
採用變比控制方案，對負荷變化和加氮空氣量進行**控制其工作框圖如下：
原料氣中各有效成分分析合成總的含h2量作為主物料訊號，乘上乙個比值係數k,就作為空氣調節閥的輸入訊號，驅動調節閥以得到所需要的與總含h2成比例的n2量。如果由於某種因素使h2/n2比值偏離給定值，就通過調節器gc輸出訊號修正比值係數k,使h2/n2比回到給定值上來。對於空氣流量的干擾，設定乙個副環，構成串級控制，對空氣的測量，採用壓力和溫度的補償。
方案2 **加pid控制方案
上述方案由兩個迴路組成：內迴路是由造氣到脫磕和可調控制器組成的線性反饋回
路；外迴路由變換到精煉和通推引數估計器及校正器組成。
方案3 **＋pid串級控制方案
氫氮比通過改變二段爐的空氣量來調節，針對被控物件的特點，本文採用多步mac
**控制演算法、pid演算法及前饋調節相結合的控制規律構成氫氮比前饋中級控制系統。系統結構方塊圖如下所示：
由於負荷（原料氣流量）變化是系統可測不可控的干擾，為此，採用前饋調節系統，以便及時克服負荷波動的干擾。
由於空氣流量波動大，必須採用閉環控制，空氣流量調節迴路採用ys－80單迴路調節器實現。
由於系統滯後時間長，為了能及時克服轉化、變化工段的干擾，引入變換氫副調回路，此迴路純滯後時間短，可採用pid調節；主被控物件氫氮比系統純滯後時間長，慣性大，干擾多，因此主控器採用mac**控制
（八）精餾塔控制方案
工藝簡介：
合成氨廠氨精餾塔是氨**單元，以水為溶劑，吸收氨合成迴路的放空氣和液氨貯槽放空氣中的氨，然後利用外部供熱使氨水溶液解吸，水作為吸收劑迴圈使用。其工藝流程圖如下：
由於本精餾工段受多種干擾因素如進料量、進料溫度、冷凝器冷卻水溫度、環境溫度變化等的影響，而且難以直接測量產品濃度作為被調引數，故選用間接引數溫度、壓力作為被調引數。
控制方案：
1．壓力控制
針對壓力設定了一套壓力分程調節系統，由prc-10001檢測塔內壓力，分別控制塔頂排出的情氣量和塔頂冷卻器的回水量。其調節過程為： 當prc-10001測量值增加時，其輸出值若在100%~50%內，則情氣閥pv—10001a全關( 冷卻水閥pv-10001b(f．0)逐漸開大，直至全開， 以充分冷凝氣體中的氨；若輸出值小於50％，則pv—10001b全
開，pv—1000la逐漸開大，從而使塔內壓力降低，反之亦然。以此達到塔內壓力恆定。
2、溫度控制
由於成品氨的質量與溫度有直接關係，液氨流量直接影響著溫度，為保證精餾塔溫度，
設定一套以惰餾塔溫度ticah—10004和液氨流量fic—10006組成的串級系統。其中流星為副引數，克服影響氨水流量波動的各種擾動因素；以溫度為主引數，保證精餾塔溫度，其工藝控制流程圖如下：
首先，手動調整f—10006輸出值，使得t—10004滿足工藝要求。然後，調整t—10004的給定值等於測量值，調整f—10006的設定值等於測量值。在此過程中，要保證t—10004輸出值等於f—10006，設定值。
隨後將由手動投入自動，等穩定後投入串級。系統穩定後將t—10004由手動投入自動。
至此，完成了串級調節系統的投運。
在投運過程中，一定要注意t—10004輸出值等於f—10006設定值，投運之前，主、副迴路均應置於手動狀態。
合成氨工藝主要控制方案
一 造氣工段控制 工藝簡介 固定床間歇氣化法生產水煤氣過程是以無煙煤為原料，週期迴圈操作，在每一迴圈時間裡具體分為五個階段 1 吹風階段約37s 2 上吹階段約39s 3 下吹階段約56s 4 二上吹階段約12s 5 吹淨階段約6s.l 吹風階段 此階段是為了提高爐溫為制氣作準備的。這一階段時間的長...
合成氨工藝流程
儘管氨合成工藝流程各異，但合成基本原理相同，故有許多相同之處。由於氨合成率不高，大量氫氣 氨氣未反應，需迴圈使用，故氨合成是帶迴圈的系統。氨合成的平衡氨含量取決於反應溫度 壓力 氫氨比及惰性氣體含量，當這些條件一定時，平衡氨含量就是乙個定值，不論進口氣體中有無氨存在，出口氣體中氨含量總是一定值。因此...
工藝管道總體施工方案 合成氨
山東聯盟化工股份 40.60 工程 工藝管道安裝施工 總體方案 山東天元安裝工程 二 一一年十二月 目錄 1 工程概況 2 編制依據 3 管道施工準備 4 材料驗收及管理 5 管道預製 6 管道安裝 7 管道焊接 8 壓力試驗 9 管道系統吹洗 10 施工機具 勞動力計畫安排 11 安全技術措施 1...