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（4）DCS的现场控制站（FCS）通过冗余的光缆经不同的路径（埋地与架空）与中央控制室内的服务项目器（SV），服务器与DCS的操作站（OS）相连接。 8.2 主要控制方案
本装置的大部分控制回路采用单回路定值控制和串级控制，由DCS控制系统完成。 8.2.1 单回路定值控制回路 8.2.1.1 单回路调节的原理及操作
单回路定值控制是指由一个测量元件、变送器，一个调节器，一个调节阀和一个对象所构成的闭环控制系统，又称单回路反馈控制系统。单回路调节由一个PID模块组成，例如调节器PIC10601控制方式设定为“MAN”（手动）时，操作人员直接改变PIC10601的“OUT”(输出)值，就改变了相应调节阀PV10601的开度，实现对塔压的控制；控制方式设定“AUTO”（自动）时，操作人员设定该回路的“SPT”值，由调节器控制输出。控制方式在由“MAN”切换至“AUTO”时应为无扰动切换（即设定值自动跟踪测量值）。
8.2.1.2 本装置的单回路统计
表8.1 MTBE装置单回路统计表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 控制回路名称 混合C4入反应器进料流控 甲醇原料罐液控 催化蒸馏塔底液控 补充甲醇流控 催化蒸馏塔顶压控 催化蒸馏塔顶压差控制回路 催化蒸馏塔回流罐压控 催化蒸馏塔回流流控 催化蒸馏塔回流罐液控 萃取塔顶压控 萃取塔水烃界位控制回路 甲醇回收塔顶压控 甲醇回收塔顶压差控制回路 甲醇回收塔回流罐压控 甲醇回收塔回流罐液控 甲醇回收塔回流流控 剩余C4罐液控 开停工泵出口流控 火炬分液泵出口流控 仪表位号 FICQ10101 LIC10201 LIC10501 FIC10501 PIC10601 PDIC10603 PIC10602 FIC10602 LIC10601 PIC10701 LIC10701 PIC10901 PDIC10903 PIC10902 LIC10901 FIC10901 LIC11001 FIC11101 FIC11401 调节阀位号 FV10101 LV10201 LV10501 FV10501 PV10601 PDV10603 PV10602 FV10602 LV10601 PV10701 LV10701 PV10901 PDV10903 PV10902 LV10901 FV10901 LV11101 FV1101 FV11401 8.2.2 串级控制回路
8.2.2.1 串级控制回路的原理及操作
串级控制回路是应用较多的一种复杂控制系统，是利用主、副两个调节器串在一起来稳定一个主
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变量的系统。在串级控制系统中，主变量就是工艺指标，副变量则是为了稳定主变量而引入的辅助被控变量。因此，系统中采用主、副两套测量变送器。系统中主调节器的输出，作为副调节器的设定值，副调节器的输出直接去控制调节阀的开度。整个系统包括两个控制回路：稳定工艺指标的主调节器，它以恒值为目的，构成一个定值控制回路，称为主回路；内部包含的副调节器构成的回路，它的设定值随着主调节器输出而变化，是一个随动控制回路，称为副回路。
串级控制系统从总体来看，仍然是一个定值控制系统，但是串级控制系统在结构上增加了一个随动的副回路，因此具有以下特点：（1）由于副回路的快速作用，使系统具有较强的抗干扰能力；（2）由于副回路的存在，改善了对象的特性；（3）由于副回路的存在，对负荷变化的适应性较强。总之，串级控制系统适用于工艺要求高、对象的容量滞后和时间常数大、干扰作用强而频繁、负荷变化大，简单控制系统满足不了要求的场合。尤其当主要干扰来自调节阀方面时，应用串级控制是很适宜的。常用的串级控制型式有：液位－流量、温度－流量。
串级控制回路的投用，普遍采用的是先投副回路再投主回路的方法。以下以甲醇回收塔底液面控制回路LIC10801为例，说明投用步骤。该回路的主回路是LIC10801，副回路是FIC10702。投用时，首先手动（MAN）控制FIC10702的输出值，使液面靠近控制指标。当液面达到控制目标后，首先将副回路FIC10702由手动（MAN）切自动（AUTO），然后将主回路LIC10801切自动（AUTO），最后将副回路FIC10702从自动（AUTO）切至串级（CAS）。注意切换时尽量要保证无扰动切换。 8.2.2.2 本装置串级回路说明
本装置的串级控制，由DCS控制系统完成，主要控制方案如下：
（1）反应进料加热器（E－101）入口组分分析与C4－甲醇混合器（M－101）甲醇入口流量串级控制。组分分析用色谱分析仪与60万吨／年气体分馏装置共用。
（2）反应器的混合进料温度与进料加热器（E101）入口蒸汽流量串级控制。
（3）催化蒸馏塔（C－101）灵敏板温度与催化蒸馏塔重沸器（E－105）蒸汽流量串级控制。 （4）甲醇回收塔（C－103）液位与萃取水流量串级控制。
（5）甲醇回收塔（C－103）灵敏板温度与甲醇回收塔重沸器（E－110）的蒸汽流量串级控制。 8.2.2.3 本装置的串级回路统计
表8.2 MTBE装置串级控制回路统计表
序号 1 2 3 4 5 控制回路名称 醇烯比在线分析控制回路 反应器进料温度控制回路 催化蒸馏塔灵敏板温度控制回路 甲醇回收塔塔底液位控制回路 甲醇回收塔灵敏板温度控制回路 主回路位号 AIC10301 TIC10301 TIC10514 LIC10801 TIC10807 副回路位号 FICQ10202 FIC10301 FIC10502 FIC10702 FIC10801 调节阀位号 FV10202 FV10301 FV10502 FV10702 FV10801 8.2.3 分程控制回路
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8.2.3.1 分程控制的原理
分程控制就是由一台调节器的输出信号，通过和阀门定位器的配合，分段地控制两个或两个以上调节阀的工作，以满足某些生产过程的需要。例如两级分程控制，将一个调节阀的阀门定位器的输入范围调到20～60KPa,其输出为20～100KPa；将另一个调节阀的阀门定位器输入范围调到60～100KPa，其输出也为20～100KPa，在不同信号区段内，调节阀都是全行程工作。
从控制系统的结构看，分程控制属于单回路定值控制系统，其控制过程与简单控制系统一样。在分程控制中，根据工艺生产的安全需要，调节阀的开关形式分为两种类型：一类是阀门同向动作，即随调节阀输入信号的增大，两个阀门都开大（气开式）或关小（气关式）；另一类是阀门异向动作，即随着调节阀输入信号的增大，一个阀门开大，另一个阀门关小，或者相反。
分程控制适用于以下几个场合：（1）适应生产中需要多种物料作调节介质的对象；（2）用来满足不同负荷下的控制要求；（3）确保正常或事故状态下的安全运行。 8.2.3.2 本装置的分程控制回路
（1）MTBE装置甲醇原料罐（D102）压力由PIC10201分程控制入罐氮气阀PV10201A和放空阀PV10201B的开关来实现。当罐压力上升时，开大PV10201B，关闭PV10201A；反之，则开大PV10201A，关闭PV10201B，保证罐压力稳定并减少氮气消耗。
（2）MTBE装置开停工罐（D107）压由PIC11101分程控制入罐氮气阀PV11101A和放空阀PV11101B的开关来实现。当罐压力上升时，开大PV11101B，关闭PV11101A；反之，则开大PV11101A，关闭PV11101B，保证罐压力稳定并减少氮气消耗。 8.2.4 其他特殊仪表控制
（1）混合C4原料罐（D101）底出口到C4原料泵（P101）入口设计有快速切断阀HV10101，并与停泵信号联锁。联锁切断阀的动作是关阀停泵，而且停泵在前，关阀在后，延迟10秒，但停泵不自动关阀。
（2）催化蒸馏塔顶回流罐（D104）底出口到催化蒸馏塔回流泵（P103）入口设计由快速切断阀HV10601，并与停泵信号联锁。联锁切断阀的动作是关阀停泵，而且停泵在前，关阀在后，延迟10秒，但停泵不自动关阀。
（3）剩余C4罐（D106）底出口到剩余C4泵（P106）入口设计由快速切断阀HV111001，并与停泵信号联锁。联锁切断阀的动作是关阀停泵，而且停泵在前，关阀在后，延迟10秒，但停泵不自动关阀。
8.3 主要仪表性能
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表8.3 装置调节阀主要性能参数汇总表
流量 特性 操作／设计温阀前/后压力MPa（g） 度℃ 公称通径mm 25 事故开 关特性 序号 位号 调节阀类型 检测位置 介质 正常流量kg/h 1 1112-PV-10201A 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调节阀 套筒导向型双座调节阀 顶部导向型单座调节阀 套筒导向型调节阀 套筒导向型双座调节阀 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调节阀 套筒导向型双座调节阀 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调节阀 等百分比 D102氮封线 氮气 0.7/0.1 常温/80 20Nm3/h 20 Nm3/h FC 2 1112-PV-10201B 等百分比 D102放空线 氮气 0.1/0.05 常温/80 25 FO 3 1112-PV-10601 等百分比 D104入口 C4、甲醇 0.55/0.5 48/80 66242 150 FO 4 1112-PV-10602 5 1112-PDV-10603 6 1112-PV-10701 等百分比 等百分比 等百分比 D104放空线 催化蒸馏塔顶油气 C-102顶出口管 C4、甲醇 C4、甲醇 C4 0.55/0.5 0.55/0.5 0.55/0.5 48/80 48/80 40/80 1500 3486 34331 50 80 100 FO FC FO 7 1112-PV-10901 等百分比 进D105 C4、甲醇 0.12/0.07 40/100 4487 50 FO 8 1112-PV-10902 等百分比 D105放空线 C4、甲醇 0.07/0.05 40/100 69.8 25 FO 9 1112-PDV-10903 等百分比 进D105管线 C4、甲醇 0.12/0.07 85/105 236 40 FC 10 1112-FV-10101 等百分比 C4原料去M101 C4原料 1.46/1.3 40/80 43330 100 FC 11 1112- FV-10202 等百分比 甲醇至M101 甲醇 1.56/1.35 40/80 5100 40 FO 12 1112-FV-10301 等百分比 300 50
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序号 位号 调节阀类型 流量 特性 检测位置 介质 操作／设计温阀前/后压力MPa（g） 度℃ 正常流量kg/h 公称通径mm 25 事故开 关特性 13 1112-FV-10501 顶部导向型单座调节阀 套筒导向型双座调节阀 高性能蝶阀 套筒导向型双座调节阀 顶部导向型单座调节阀 套筒导向型双座调节阀 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调节阀 套筒导向型双座调节阀 顶部导向型单座调节阀 顶部导向型单座调等百分比 补充甲醇进C101 甲醇 1.45/0.8 40/80 300 FO 14 1112-FV-10502 15 1112-FV-10601 16 1112-FV-10602 等百分比 近似等百分比 等百分比 E105管程入口 E103管程出口 催化蒸馏塔顶回流返C101 萃取水泵出口 1.0MPa蒸汽 循环水 C4、甲醇 1/0.95 0.4/0.38 1.28/1.13 250/300 31/80 48/80 8988 583891 34864 200 300 100 FC FO FO 17 1112-FV-10702 等百分比 萃取水 1.09/0.99 70/90 5003 40 FC 18 1112-FV-10801 等百分比 E110管程入口 1.0MPa蒸汽 1/0.95 250/300 2762 100 FC 19 1112-FV-10901 等百分比 甲醇回流至C103 甲醇 0.61/0.56 40/80 4188 40 FO 20 1112-FV-11101 等百分比 P107出口 C4、甲醇 0.56/0.51 40/80 5000 40 FC 21 1112-LV-10201 等百分比 甲醇自罐区来 甲醇 0.3/0.1 40/80 4934 40 FC 22 1112-LV-10501 等百分比 MTBE产品出装置 C4甲醇混合物进E104 C102底出口 循环甲醇至D102 MTBE产品 0.6/0.5 40/80 13866 50 FC 23 1112-LV-10601 等百分比 C4、甲醇 1.28/1.13 48/80 34864 100 FC 24 1112-LV-10701 25 1112-LV-10901 等百分比 等百分比 甲醇水 甲醇
0.7/0.6 0.61/0.2 40/80 40/80 5538 465 50 25 FC FC