天然气净化厂硫回收自动控制系统的设计

发布时间：2017-09-01 17:18

  本文关键词：天然气净化厂硫回收自动控制系统的设计

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【摘要】：随着全球含硫天然气资源的大量开发,从酸气中回收硫元素的工艺已成为天然气加工的一个重要组成部分。硫磺回收是将经天然气脱硫后所得的含H2S的酸气以空气氧化,通过克劳斯(Claus)法制取硫磺的过程。硫磺回收装置关键在于提高硫回收率,硫回收率的提高一方面可得到更多的副产品硫磺,另一方面可减少SO2的排放量以减少对环境的污染。优化硫回收自动控制系统,在安全平稳运行的前提下,提高硫回收率,降低有害气体排放量,不仅有着一定的经济意义,也有重要的社会意义。本文以川内某天然气净化厂126T/d在建常规克劳斯硫回收装置的自动控制系统为研究设计对象。天然气净化厂硫回收自动控制系统包括：酸气控制系统、空气控制系统、主燃烧炉联锁保护系统。本文首先对各控制回路的被控对象建立了数学模型。针对入主燃烧炉酸气流量、氧化所需空气流量、主燃烧炉温度等影响硫回收率的重要工艺参数提出控制要求及控制方案。并利用Simulink分别对不同控制策略进行仿真对比。在工程实践中,选取艾默生公司DeltaV系统实现集中管理,远程控制,文中对该系统结构进行阐述,并针对控制方案设计控制模块,组态监测画面。该系统设计保证硫回收装置生产安全、运行稳定,可为硫回收自控系统的设计提供技术参考。
【关键词】：天然气净化 硫磺回收 气/风比控制 酸气控制 采样控制
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ125.11
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-12
• 1.1 课题研究目的及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势8-11
• 1.2.1 硫回收工艺8-10
• 1.2.2 硫回收自控系统发展趋势10-11
• 1.3 本论文的主要研究内容11-12
• 第2章 硫磺回收装置控制系统12-23
• 2.1 常规克劳斯回收工艺12-14
• 2.2 仪表配置14-21
• 2.2.1 温度测量仪表15-16
• 2.2.2 压力测量仪表16-17
• 2.2.3 流量测量仪表17
• 2.2.4 液位测量仪表17-18
• 2.2.5 在线H_2S/SO_2分析仪18-19
• 2.2.6 控制阀19-21
• 2.3 硫回收主要控制环节21-23
• 第3章 硫回收被控过程数学模型建立23-31
• 3.1 流量过程数学模型23-25
• 3.2 克劳斯反应过程数学模型25-31
• 3.2.1 静态模型26-28
• 3.2.2 动态模型28
• 3.2.3 模型参数的确定28-31
• 第4章 硫回收过程控制系统设计31-49
• 4.1 酸气流量控制系统31-39
• 4.1.1 工艺及控制要求31-32
• 4.1.2 控制方案32-34
• 4.1.3 仿真分析34-39
• 4.2 气/风比控制系统39-46
• 4.2.1 艺及控制要求39-40
• 4.2.2 控制方案40-42
• 4.2.3 仿真分析42-46
• 4.3 主燃烧炉联锁保护控制系统46-49
• 4.3.1 主燃烧炉联锁系统设计46-47
• 4.3.2 主燃烧炉点火逻辑设计47-49
• 第5章 硫回收控制系统组态49-63
• 5.1 组态系统设计49-54
• 5.1.1 DeltaV简介49-51
• 5.1.2 硬件结构51-52
• 5.1.3 网络结构52-53
• 5.1.4 组态流程53-54
• 5.2 基本模块控制策略的实现54-61
• 5.2.1 温压补偿54-56
• 5.2.2 串级控制56-57
• 5.2.3 选择控制57-58
• 5.2.4 采样控制58-60
• 5.2.5 点火顺序控制60-61
• 5.3 操作员界面设计61-63
• 第6章 现场测试63-67
• 6.1 现场装置及设备63
• 6.2 控制系统功能测试63-67
• 6.2.1 现场调试结果63-66
• 6.2.2 现场报警及响应66-67
• 第7章 结论67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果71-72
• 附录72-76
• 附录A 克劳斯过程静态模型仿真程序72-73
• 附录B 硫磺回收系统组态图73-75
• 附录C 现场实物图75-76

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