Введение.......... .................. 5
Глава I. Производство серной кислоты контактным методом как объект
автоматизации ..................... 9
Тенденции развития производства серной кислоты....... 9
Технологическая схема производства контактной серной кислоты
из колчедана ........................ 11
Технологическая схема производства контактной серной кислоты
из природной серы ..................... 15
Технологическая схема производства контактной серной кислоты
из сероводорода методом мокрого катализа.......... 18
Технологическая схема производства контактной серной кислоты из колчедана методом двойного контактирования и двойной абсорбции (ДК - ДА) ....................... 21
Технологическая схема производства контактной серной кислоты из серы методом двойного контактирования и двойной абсорбции
(ДК-ДА) ........................ 24
Глава II. Автоматизация отделений сернокислотного производства > • 26
Автоматизация участков обжига колчедана........... 27
Постановка задачи автоматизации агрегатов и участков обжига
СКП ............................ 27
Математические модели агрегата обжига............ 35
Общие вопросы организации СЦКУ участка обжига СКП .... 51
Системы автоматического регулирования (САР) агрегата обжига . 62
Автоматизация сухих электрофильтров............ 65
Автоматизация промывных отделений.............. 77
Статические характеристики ................. 77
Схемы автоматизации ..................•. . 78 •
Автоматизация контактных узлов................ 81
Статические и динамические характеристики......... 81
Математическая модель и оптимизация режима........ 96
Схемы автоматизации .................... 105
Автоматизация сушильно-абсорбционных отделений....... 111
Статические характеристики ................ 111
Динамические характеристики ............... 116
Схемы автоматизации .................... 118
Глава III. Технические средства автоматизации контроля СКП .... 128
Основные требования к приборам и средствам автоматизации. Общетехнические средства контроля................ 128
Специальные технические средства автоматизации контроля и сигнализации параметров качества................. 133
газоанализаторы для определения S02 в газах сернокислотного
производства ....................... 133
Контроль запыленности обжиговых газов .......... 136
Контроль концентрации кислот в промывном и сушильно-абсорб-
ционном отделениях .................... 139
Туманомеры для определения концентрации тумана серной кислоты в газах СКП . ..................... 144
Сигнализация кислотности сточных вод............ 145
Контроль уровня кислот в сборниках промывного и сушильно-
абсорбционного отделений ................. 146
Материалы для защиты узлов, соприкасающихся со средами сернокислотного производства................... 146
Глава IV. Автоматизированные системы управления......... 150
Характеристика объектов и задачи управления производством . . 150
Организационная структура управления............ 15
Выбор оперативных центров управления........... 156
Взаимодействие оперативного персонала, обслуживающего СКП 159
Математическое обеспечение АСУ . .ч............. 165
Особенности разработки математического обеспечения ...'.. 165
Алгоритмическая структура системы ............. 170
Алгоритм опроса и обработки текущих значений параметров . . 174
Алгоритм первичной обработки информации.......... 176
Алгоритм расчета ТЭП.................... 177
Распределение нагрузок между обжиговыми агрегатами .... 182
Оптимизация режима контактных узлов........... 190
Оценка качества работы коллектива смены по ведению технологического процесса .........•............. 192
Техническое оснащение автоматизированной • системы управления 200
Техническая структура АСУ................. 200
Вычислительный комплекс ................. 205
Оперативно-диспетчерское оборудование пунктов управления . . 211
Периферийные технические средства.............. 216
Опыт промышленной реализации АСУ на СКП......... 217
Экономическая эффективность автоматизации управления СКП . . 230
Экономия за счет улучшения контроля технологического режима 232
Расчет затрат на АСУ ................... 235
Определение годового экономического эффекта......... 236
Применение ЭВМ для управления СКП за рубежом........ 237
Литература............................ 241
Предметный указатель.................. 245
ВВЕДЕНИЕ
Производство серной кислоты — одно из крупномасштабных производств химической промышленности. Это определяется ролью, которую играет серная кислота во многих отраслях народного хозяйства — в производстве практически всех видов минеральных удобрений, в качестве электролита почти во всех процессах электролиза цветных металлов, в целлюлозно-бумажном производстве и т. д. Характерно и то, что в большинстве производств серная кислота является основным компонентом.
Столь разнообразные формы применения и производства серной кислоты превратили сернокислотный процесс в своего рода «классический» процесс химической технологии. Химические превращения, реализуемые в основных аппаратах сернокислотных производств (СКП), в таких, как печи обжига с кипящим слоем, абсорберы, контактные аппараты, подробно рассматриваются во многих руководствах и учебниках по химической технологии в качестве типичных примеров того или иного промышленного способа химических преобразований.
В связи с этим в сернокислотных производствах отражены общепромышленные тенденции в области технологии, экономики, организации и автоматизации управления.
Автоматизация управления — как отдельными аппаратами, комплексами аппаратов, так и СКП в целом — является важным элементом совершенствования производства серной кислоты, определяя устойчивость, качество работы и производительность этого процесса, повышение производительности труда в СКП.
За последние годы появилось много статей, посвященных автоматизации аппаратов СКП, однако крупные работы на данную тему не издавались более десяти лет [1, 2].
За это время в теории и практике автоматизации химико-технологических процессов и производств достигнуты значительные успехи. Разработан системный подход к автоматизации управления, созданы системы унифицированных технических средств автоматизации, обеспечивающие комплексное решение задач оперативного управления. Фундаментальное значение приобрели вопросы математического моделирования и применения цифровых вычислительных машин ЦВМ) для управления производствами. Все это позволило конкрети-
Зировать понятие автоматизированной системы управления — АСУ для СКП. В настоящее время любая проблема автоматизации рассматривается, по крайней мере, как часть проблемы создания АСУ с учетом внешних технико-экономических факторов. Возрастание роли автоматизированного управления в химико-технологических производствах привело к появлению следующих особенностей современных производств:
так называемая локальная автоматизация, считавшаяся ранее единственной формой автоматизации, становится неотъемлемой частью технологического оборудования;
автоматизированное управление рассматривается как «технологический» фактор, превращающий сложную композицию из многих механизмов и аппаратов в единый агрегат с новыми качествами и повышенной эффективностью.
В предлагаемой читателю книге сделана попытка рассмотреть различные аспекты автоматизации СКП с современных позиций. В основу книги легли как результаты практических работ за последнее десятилетие, так и теоретические исследования по автоматизации управления аппаратами и производством в целом.
Книга ни в какой степени не претендует на решение общетехнических проблем для АСУ технологическими процессами. Авторы ставили своей целью проанализировать СКП как объект управления, определить специфические черты управления СКП, показать способы реализации эффективного управления и, частично, возможности перенесения особенностей автоматизации СКП на АСУ другими производствами.
В написании книги принимали участие: И. М. Бернштейн (разработка моделей и автоматизация управления процессом обжига колчедана, с. 26—65); Б. Т. Васильев (технологические процессы производства серной кислоты, с. 9—25); А. И. Голант (разработка и внедрение автоматизированной системы управления сернокислотным производством, с. 150—241); В. С. Петровский (автоматизация управления промывным и сушильно-абсорбционным отделениями, а также средства контроля и регулирования, применяемые в сернокислотном производстве, с. 65—81, 111—149); А. Б. Родов (разработка модели и систем автоматизации управления контактными узлами, с.-81-111).
Первая глава посвящена рассмотрению основных технологических процессов производства серной кислоты контактным методом как объекта автоматизации управления. Авторы сознательно ограничились описанием технологии и автоматизации контактного сернокислотного производства, ибо башенные сернокислотные производства уже не строятся.
Вторая глава включает описание локальных систем автоматического регулирования СКП и принципов централизации управления участками, а также результаты построения и исследования математических моделей двух важнейших агрегатов СКП — печи для обжига колчедана и контактного аппарата для окисления сернистого
6
газа. Третья глава посвящена общим и специфическим техническим средствам, применяемым в СКП. И в четвертой главе изложены вопросы разработки и внедрения АСУ сернокислотными производствами на действующих заводах. Эта часть отражает опыт научных коллективов ЦНИИКА и НИУИФ по разработке и промышленному освоению, совместно с работниками Воскресенского химического комбината и Гомельского химического завода, АСУ цеха обжига колчедана ВХК и всего комплекса сернокислотного производства на ГХЗ.
Насколько удалось авторам обобщить опыт, накопленный на первой АСУ СКП, — судить читателям книги, критические замечания и отзывы которых будут с благодарностью приняты авторами и учтены в дальнейшей работе.
Активное творческое участие в подготовке книги к изданию принимал Ю. А. Майзель, которому авторы приносят глубокую благодарность.
Авторы считают своим приятным долгом выразить признательность В. П. Козлову за ряд ценных советов при обсуждении многих принципиальных вопросов автоматизации управления сернокислотным производством.
Кроме того, авторы пользуются случаем выразить благодарность сотрудникам институтов и заводов, оказавшим существенную помощь при разработке и внедрении первых в отрасли АСУ: Н. К. Бар-
тосевичу, Е. А. Буянову, В. В. Григорьеву, Г. В. Данилову [, В. Я. Дроздовскому, И. Н. Кадушко, В. А. Кононову , Ю. М. Лужкову, Г. М. Притыка, В. И. Шестакову, Е. М. Шлаину.
Цена: 200руб.
