維綸廠原液溫水槽液位控制系統(tǒng)改進(jìn)

蔣景榴

（福建晶華生物科技有限公司，福建 福州 35000）

聚乙烯醇原液的制作是維綸紡絲生產(chǎn)頭道工序，其質(zhì)量的好壞直接影響到維綸紡絲的生產(chǎn)，而原液溫水槽的保溫水溫度則是原液正常生產(chǎn)的保障。溫水槽的保溫水主要供給給原液配制、輸送過程的管道夾套以及脫泡桶夾套、紡絲調(diào)壓槽夾套，目的是保持原液在生產(chǎn)、輸送、脫泡、紡絲等環(huán)節(jié)的溫度不低于溫度96.5 ℃，因此保溫水溫度高低直接影響到原液的溫度。保溫水的溫度過低會造成原液的溫度偏低，導(dǎo)致原液的粘度增大、輸送困難，從而影響產(chǎn)能，嚴(yán)重的會造成原液結(jié)皮，甚至造成輸送管道堵塞。

對于使用年限較長的老舊設(shè)備，通常都會存在生產(chǎn)過程原液溫度波動較大的現(xiàn)象，有時低至70 ℃，從而影響生產(chǎn)的正常。另一方面，針對老企業(yè)、老設(shè)備的改造，企業(yè)必須本著投資少，改造過程簡單、對生產(chǎn)影響少的原則。

針對所提出的問題，本文通過簡易、低成本的儀表控制系統(tǒng)的改造，使老舊設(shè)備溫水槽溫度控制達(dá)到生產(chǎn)要求。

1 原因分析

溫水槽控制系統(tǒng)由溫度控制系統(tǒng)和液位控制系統(tǒng)2部分組成。

⑴溫水槽保溫水通過蒸汽加熱，以達(dá)到規(guī)定的溫度。

其控制系統(tǒng)由PT100熱電阻傳感器、數(shù)字溫度控制儀、電—?dú)廪D(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)閥組成。系統(tǒng)本身是一個閉環(huán)調(diào)節(jié)，當(dāng)溫度高于（或低于）設(shè)定值（目標(biāo)值）時，調(diào)節(jié)器通過PID運(yùn)算，輸出對應(yīng)的電流給電—?dú)廪D(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的通過氣信號改變調(diào)節(jié)閥的開度（小或大），使得溫水槽的溫度維持在工藝要求的設(shè)定值（98±1）℃。

經(jīng)分析，設(shè)備原設(shè)計假設(shè)溫水槽的保溫水是循環(huán)使用，保溫水送出和返回的量相同，液位基本不變化，在循環(huán)的過程中只有少量的溫度損失，因此原設(shè)計調(diào)節(jié)閥口徑只有DN32，用來維持保溫水溫度。由于設(shè)備老化等原因會造成回水溫度大幅下降，而此時即便調(diào)節(jié)閥開度100%即全部打開進(jìn)蒸汽，也無法快速使水溫升到設(shè)定值，所以調(diào)節(jié)閥口徑偏小是造成水溫偏低的原因之一。

⑵溫水槽的液位控制系統(tǒng)是由液位變送器、氣動條形指示調(diào)節(jié)儀及繼電器、電磁閥和調(diào)節(jié)閥組成。控制框圖、繼電器回路圖見圖1。

從控制框圖可以看出，該系統(tǒng)是二位式調(diào)節(jié)，液位正常時調(diào)節(jié)閥是不動作。

當(dāng)液位低于氣動條形指示儀下限時，LL觸點(diǎn)閉合，中間繼電器KA1得電，KA1-1自鎖，KA1-2閉合，電磁閥SV得電，儀表氣源通過SV進(jìn)入調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)閥全開，這時軟水快速進(jìn)入溫水槽，使溫水槽的液位迅速上升；當(dāng)液位到達(dá)上限時，LH斷開，中間繼電器失電，KA1-1、KA1-2斷開，SV失電，調(diào)節(jié)閥膜頭中的空氣從電磁閥排出，調(diào)節(jié)閥全關(guān)，溫水槽不進(jìn)水；當(dāng)液位低于上限時，LH觸點(diǎn)雖然閉合，但LL觸點(diǎn)斷開，繼電器KA1還是無法得電，此時溫水槽不進(jìn)水。

目前原液設(shè)備使用年限已久，部分夾套管道腐蝕穿孔、保溫水泄漏等原因，使得保溫水的液位常常低于下限，此時進(jìn)水調(diào)節(jié)閥全開，保溫槽大量進(jìn)常溫軟水。保溫槽因外部原因低于液位下限時的進(jìn)水，由于此時調(diào)節(jié)閥全開使進(jìn)水過程時間短、水量大，造成保溫水溫度迅速下降，雖然這時蒸汽調(diào)節(jié)閥全開，但仍然無法使溫度在短時間內(nèi)穩(wěn)定在工藝要求的目標(biāo)值上。

2 對策和措施

2.1 方法一，直接針對溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，但這種改造要更換大調(diào)節(jié)閥及部分管道口徑，因此存在資金投入比較大，改造周期也相對較長的缺點(diǎn)，所以這種改造方法不是最佳方案，故而被我們放棄。

2.2 方法二，是通過對液位控制系統(tǒng)改造達(dá)到目的，這種方法優(yōu)點(diǎn)是資金投入少，能夠快速改造，具體方法介紹如下：

圖1 原液位控制方框圖和繼電器回路圖

圖2 改造后控制框圖、繼電器回路圖

⑴我們在原液位變送器的邊上裝上一臺氣動就地調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出送到電磁閥，電磁閥受溫度下限控制?？刂瓶驁D、繼電器回路圖見圖2。

⑵當(dāng)液位低于目標(biāo)值時，氣動調(diào)節(jié)器PI運(yùn)算結(jié)果送給電磁閥，此時如果溫度高于96.5℃時，TL閉合，KA1得電，KA1-1閉合，SV得電，氣動調(diào)節(jié)器的PI運(yùn)算輸出通過電磁閥SV進(jìn)入調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)閥動作進(jìn)水。相反如果溫度低于96.5 ℃，就是氣動調(diào)節(jié)器的輸出再大也無法進(jìn)入溫水槽。

3 成果

通過安裝調(diào)試后運(yùn)行，該控制方案完全可滿足控制要求，到目前為止，該系統(tǒng)運(yùn)行正常，確保溫水槽保溫水的溫度，消除了溫水槽溫度波動對維綸紡絲生產(chǎn)影響。