再沸器蒸汽控制方案探究

　　摘要：结合具体案例，深入探讨再沸器的蒸汽控制方案，控制蒸汽入口与凝结水出口做综合比较，并对具体使用中出现的不足进行改进，优化控制方案

　　关键词：再沸器,滞后,趋势,调节阀,孔板,串级

　　1、引言

　　再沸器也叫重沸器，顾名思义是使液体再一次气化。它的结构与冷凝器差不多，不过一种是用来降温，而再沸器是用来升温汽化。再沸器是一个能够交换热量，同时有汽化空间的一种特殊换热器。在再沸器中的物料液位和分馏塔液位在同一高度。从塔底线提供液相进入到再沸器中。通常在再沸器中有25-30%的液相被汽化。被汽化的两相流被送回到分馏塔中，返回塔中的气相组分向上通过塔盘，而液相组分掉回到塔底。 物料在再沸器受热膨胀甚至汽化，密度变小，从而离开汽化空间，顺利返回到塔里，返回塔中的气液两相，气相向上通过塔盘，而液相会掉落到塔底。由于静压差的作用，塔底将会不断补充被蒸发掉的那部分液位。本文重点讨论加热介质为蒸汽的再沸器控制方案。

　　2、我厂甲乙酮装置甲乙酮精制单元，其中甲乙酮精制塔C252塔底再沸器就是用蒸汽做加热介质，来控制塔内温度。见图1

　　原设计是在确保换热器面积足够情况下，在出口设计凝结水控制阀，此控制阀可以控制再沸器内部的液面，即确保在一定的蒸汽冷凝压力下，改变冷凝的面积，控制取热量。也就是说采用出口控制阀控制凝结水流量，其实再沸器内存在冷凝、冷却两个区域，利用相变热和显热，例如，凝结水控制阀开大，再沸器内部冷凝区面积增大，冷却区面积减小，相变热增大，取热量增加;即冷凝温度一定，但冷凝面积改变。

　　但在实际操作中，却很不理想，出口调节阀与入口测量孔板组成一个自动调节回路，在调节阀开关时，经常出现孔板测量值不随之变化的现象，调节滞后量非常大，调节趋势图3所示：

　　趋势图中白色线为孔板检测的流量值，黑色线为调节阀开度值。从图中可看出，控制凝

　　结水量缺点是在温度或蒸汽压力波动后操作恢复阶段有滞后现象，自动控制过程长，而且因为凝结水密度比蒸汽密度大很多，一旦控制阀或其上、下游阀漏一点量就会使温度难以控制，出口控制也会导致管束内存液，调节时出现水击。并且调节不灵活，甚至流量向着相反的方向发展，严重偏离了控制要求。

　　3、为了解决调节阀开度能及时在流量趋势上反应出来，我们做了技术改进，即把调节阀移到再沸器入口蒸汽管线上，重新与孔板组成闭合回路，通过调节蒸汽的注入量来控制取热量。而在再沸器出口凝结水管线上安装一个疏水器，用疏水器来调节凝结水排出量，如图2：

　　技改后，投入运行，其趋势图4：调节阀开度趋势与蒸汽流量趋势比较一致，控制结果基本理想。但是设置蒸汽疏水阀，从某种意义上来说人是不可控的，完全取决于蒸汽疏水阀的好坏，因此对蒸汽疏水阀的要求比较高，一旦疏水阀出现故障，将影响到换热。为此，进一步改善设计方案是必要的。

　　4、图5是第二次改进的控制方案，图5，其中把原有的疏水器改为手动调节阀HIC2014，使疏水控制能人为操作，另外，为了提高调节指标，增加控制系统的稳定性，把塔温度TR2019引入控制系统，做串级的主回路，蒸汽流量FIC2014做副回路，这样能最大可能的消除蒸汽波动的影响，改善调节品质。该控制方案投入运行后进行了一个周期的监控，已经达到非常理想的状态，如趋势图6所示，为其他类似控制方案提供了有力的参考。

　　5、结束语

　　入口是控制蒸汽量，加在出口是控制凝结水量，两者相对比较还是直接控制蒸汽量比较可靠、稳定。入口控制是利用调节阀调节进入重沸器内蒸汽的压力，从而控制蒸汽温度(饱和)，进而控制换热温差，调节灵敏。出口控制适用于被加热物料温度低且选用的加热面积比需要的大得多时，可将调节阀装在出口凝结水管线上，通过改变重沸器内凝结水液位而改变加热面积的方法以控制加入热量，从而调节重沸器温度，但要具体情况具体分析。

　　参考文献

　　1、齐志才，刘红丽，自动化仪表。北京大学出版社，2006年8月第一版

　　2、胡安定，石油化工设备维护检修规程。规程修订编辑部，2004年6月

《再沸器蒸汽控制方案探究》

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