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隨著社會的飛速發展，市場對化工制品需求量與日俱增，積極應用自動化儀表對化工生產過程開展自動化控制已成為大勢所趨，這也是化工企業提升化工生產水平及能力、提高市場競爭力的重要途徑。硫酸廠是化工行業的重要構成之一，優化硫酸廠化工生產自動化控制，不僅可以為硫酸廠及相關行業的長遠發展奠定基礎，還能降低硫酸廠化工生產過程中產生污染物量，從而減少對環境造成的污染。

1化工生產控制自動化儀表概述

化工生產自動化是指應用現代化自動化設備來替代大部分人工操作，通過在自動化設備中設置化工生產所需的各項工藝參數，來自動檢測、調節、優化控制管理化工生產過程。在化工生產自動化過程中，工作人員的參與度較低，化工生產設備會根據指令要求完成相應操作。自動化儀表是化工生產控制自動化的自動化設備，由多種自動化元件精密設計加工而成，種類很多，具備控制、測量、顯示、記錄等功能［1］。在化工生產過程中應用自動化儀表可以控制相應組件完成相應操作，還能記錄化工生產過程的數據，通過實時數據對生產程序進行實時調節，不僅可以提高化工生產精度與效率，還能降低化工生產過程中產生的化學產品對工作人員造成的傷害。此外，在化工生產過程中應用自動化儀表，能對整個化工生產過程進行記錄和監控，發揮危害報警功能，在降低化工企業損失的同時保障工作人員人身安全。化工生產控制自動化儀表已逐步成為化工生產中的核心產品，科學加以應用對促進化工企業實現長遠發展具有重要意義。

2化工生產控制自動化儀表分類

隨著自動化技術的發展，自動化儀表在化工領域的應用也越來越廣泛，種類也越來越多，從自動化儀表測試對象來看主要可以分為壓力儀表、溫度儀表、流量儀表、物位儀表等。

2.1壓力儀表

壓力是化工生產中的關鍵要素，很多化學反應的發生都需要一定的壓力條件，而壓力的大小不僅決定了化學反應的效率，還會關乎生產安全性，壓力儀表逐漸應用于化工生產中。它通過導壓管道連接壓力計來測量生產過程中各階段產生壓力，并將采集到的壓力數據通過壓力傳感器傳送到芯片進行數據處理，根據實際情況開展加壓或者減壓操作，進而為化學生產過程中的化學反應創造最合適的壓力條件。目前，壓力儀器主要包含壓力傳感器、變送器、特種壓力儀表等，主要應用于高溫介質、腐蝕介質及脈動介質等領域［2］。

2.2溫度儀表

在化工生產過程中，很多環節都需要對溫度進行控制，而溫度儀表正是用于測量溫度，并對生產環節中產生的溫度進行實時監控，以確保生產過程中溫度的科學性與合理性。一般而言，化工生產控制自動化應用的溫度儀表可以測量-200~1800℃的溫度范疇。從工作原理來劃分，溫度儀表可以分為熱電阻、熱電偶兩種模式，隨著科學技術的發展，目前得到廣泛應用的溫度儀表是高集成度智能溫控系統，它以電腦控制芯片為處理器，可以對輸入的熱電阻、熱電隅進行分析，并做出相應的溫度控制指令與監控。

2.3流量儀表

流量儀表是化工生產控制自動化儀表中測量范圍最廣的，也是應用最為廣泛的，主要分為體積流量測量和質量流量測量兩種。在化工生產過程中，流量儀表主要用于測算單位時間內流經有效截面流體的體積或質量，以控制和調節化工生產中的流量。在具體操作中，進行體積流量測量時主要采用容積法與速度法，在流體質量測量時常采用推導法和直接法［3］。

2.4物位儀表

物位儀表主要用于準確測量并監控設備內材料的體積與質量，以確保原料或產品所處的液面位置在安全可控的范圍內，進而保障生產過程的安全性。此外，物位儀表還能通過對內材料體積與質量的持續監控，來及時發現可能因操作不當導致液面位置超出范圍的出現，并通過及時提醒與報警功能來發揮風險預警功能，為工作人員及時采取補救措施創造條件。

3化工生產控制自動化儀表的優勢

程序芯片是化工生產自動化的運作核心，為避免程序芯片在化工生產過程中受到外界環境干擾，可依托自動化儀表的應用優勢來提升化工生產控制的科學性。3.1可編程優勢在化工生產控制中應用自動化儀表，既可借助操作軟件來控制裝配的硬件構件，也可通過軟件編程來遠程控制自動化儀表。而且為更好地發揮節約時效性作用，還可通過應用接口芯片來實現對化工生產的自動化控制。3.2計算優勢微型CPU在自動化儀表中的應用賦予了自動化儀表公式運算能力，因此可以為自動化儀表設置化工安全、高效生產所需的初始值及范疇，為安全生產與精準生產提供數據依據。可以為自動化儀表對化學生產過程中的提供化工數據。在實際生產過程，自動化儀表通過對生產流程的計算，并將測量數據與初始值進行對比，并通過控制與協調相應組件來確保數據維持在初始值范疇內，進而持續為化學生產過程提供最佳條件。

3.3記憶優勢

與傳統化工儀表相比，自動化儀表安裝了高處理能力存儲器，可以同時記憶多項操作狀態，可以有效避免因單一記憶模式無法連續存儲而必須繁瑣根據生產需求變化進行儀表調整的弊端。而且，自動化儀表還會準確記錄工作人員的實際操作記錄與變化，并結合化工生產實際情況隨時調取相關生產數據，通過重現或讀取來重復以往的操作，從而在節省勞動力的同時大大提高了調控的及時性與科學性。

3.4數據處理優勢

在化工生產過程中會產生大量緊要數據，依托自動化儀表處理系統及相關軟件數據自動化處理優勢，可以大大提升數據的精準性以及自動化儀表控制的科學性。通過集中控制多項領域，為化工生產設備高效運行創造良好的工作環境，切實提升化工生產智能化程度，實現化工生產一體化操作［4］。

4硫酸廠化工生產控制自動化儀表應用策略

硫酸廠是我國化工產業不可缺少的一部分，承擔著向市場輸送工業濃硫酸、蓄電池硫酸、試劑硫酸、發煙硫酸等硫酸化工產品的使命。不同的硫酸廠有不同的硫酸產品生產重心，在制酸工藝、工序、技術重點上也有差異，文章探討的是采用銅冶煉煙氣制酸模式的硫酸廠化工生產控制自動化儀表應用。

4.1在制酸凈化過程中應用自動化儀表

在冶煉煙氣制酸過程中要對化工產品中的砷、硒等元素進行去除，需要用到冷卻塔、除霧器、除塵裝置等儀器，這些儀器之間的操作具有相互關聯性，某個環節出現錯誤都會影響制酸凈化的有效開展。在制酸凈化過程中需要多級動力波在冷卻塔內進行降溫，需要酸循環泵、溢流堰處水閥、動力波噴嘴閥門、水箱、風機等設備保持程序上的聯動。如果在一級動力波降溫階段沒有有效控制溢流堰處水閥就可能導致噴頭噴水量不夠，從而影響冷卻塔內壁酸膜的形成；而如果沒有及時形成酸膜，高溫煙氣會快速消融玻璃鋼材質屬性的動力波。因此為使制酸凈化過程中各項設備形成有效聯動，可以應用自動化儀表來增強儀器配合精度。將具有防腐蝕功能的電磁流量計安置在溢流堰入口處，對單位時間內流經有效截面流體流量持續進行計算和監控，通過連鎖程序和設備來自動化控制溢流堰處水閥、動力波噴嘴閥門，為降溫階段提供足夠的噴水量。值得注意的是在水閥材質、壓力變送機等設備的選擇時，應考量應用的實際環境，要增強其對酸性的抗腐蝕性。

4.2在制酸轉化過程中應用自動化儀表

制酸轉化是硫酸廠化工生產控制的關鍵環節，需要通過對溫度的控制來促進二氧化硫轉變為三氧化硫，會先后用到轉化器、換熱器、電加熱爐和三氧化硫冷卻器等生產設備。在制酸轉化工程中應用熱電偶自動化儀表，可以實時監控溫度，并通過對電加熱爐、冷卻風機、電動閥門的綜合控制和調解，來確保整個制酸轉化環節溫度的合理性。此外，考慮到實際制酸環節風機功率大、工作變化浮動大等因素，應該在出口處設置質量流量計來對風機開展自動化控制，并通過使用增加信號隔離器來降低高頻噪聲對流量計的干擾。

5硫酸廠化工生產控制自動化儀表應用常見問題與維修技巧

為充分發揮自動化儀表的優勢與功能，硫酸廠要加強對自動化儀表設備的檢修與維護，合理利用診斷系統開展自動化儀表的自檢與故障查驗，以切實降低設備維修成本，提升硫酸廠管理效率。

5.1流量儀表常見故障表現及解決方案

流量儀是硫酸廠化工生產控制中常用的自動化儀表，在使用過程中通常會出現以下3種常見的故障。其一，在一些生產環節，由于生產工藝的變化會導致流量儀、檢測儀出現數據峰值并觸發對遠程調節閥進行調節與控制。但如果流量值沒有結合工藝發展改變，長期處于恒定狀態，那么就可能是信號傳輸系統和檢測系統出現了故障。其二，如果手動控制調節閥都無法解決流量數據異常波動的情況，那就可能是生產工藝上出現了問題；如果手動控制調節閥后流量數據波動變小了，那么就可能是PID參數或者流量儀出現了故障。其三，流量檢測儀表數值顯示異常。在進行檢修時可以對比流量相關的儀表，觀察在相同流進或流出的介質重量和液位的變化量的情況下，是否有出現流量計顯示偏高或偏低的現象：如果是，那么就可能是流量表出現了故障；如果流量表與其他檢測儀表數值均為偏高或偏低，就要先檢查調節閥是否開度正常來判斷流量調節裝置是否有問題，如果調節閥開度正常就要重點檢測管道內是否存在結晶堵塞或者壓力過低的情況［5］。

5.2溫度儀表常見故障及解決方法

在硫酸廠化工生產過程中，受滯后性因素影響，溫度儀很少會出現大跨度突發性變動，譬如突然由最高降至最低等，如果出現這種狀況，那么就要重點檢修是不是熱電阻、熱電偶或者變送放大器發生了故障。如果生產工藝并沒有發生改變，但溫度儀參數變化過于遲緩，要也去檢查一下溫度儀表控制系統，確保其能夠正常運轉。一般而言，溫度控制儀的讀數變化頻次較低，如果出現較高的變化頻次，那么可能是PID設置參數不匹配，要及時予以調試。

5.3壓力控制儀表常見故障及解決方法

在硫酸廠化工生產過程中，通常需要應用壓力儀主來準確地檢測與調節生產環境中的壓力。如果生產工藝發生變化但壓力控制儀表并未發生同步變化，那么有可能是壓力控制系統出了問題，要檢修一下取壓點管線是否出現阻滯或者泄露。如果取壓點管線沒有問題，那就大概率是檢查測量系統發生了故障。

6結語

總而言之，科技的發展為各行各業帶來了發展機遇，硫酸廠應正確認識自動化儀表的應用對硫酸化工生產控制自動化的積極作用。結合自身發展需求予以靈活應用，以發揮自動化儀表可編程、記憶、計算及數據處理優勢，提升化工生產控制的精細化與精準化程度，在減少環境污染的同時向市場輸送高品質、高產量的硫酸化工產品，推動硫酸廠實現長久良性發展。

參考文獻

［1］王智強.化工生產控制過程中自動化儀表的應用分析［J］.建筑工程技術與設計，2017，（26）：2411.

［2］劉超，張愛軍，孔祥鑫.基于化工生產控制過程中自動化儀表的應用分析［J］.化工設計通訊，2018，44（4）：152.

［3］林貝納.化工自動化儀表在生產中的應用和管理［J］.山東工業技術，2017，（2）：21.

［4］王家亮.淺析化工自動化儀表在生產中的應用與管理［J］.科技與創新，2017，（22）：145.

［5］杜文春，劉巖.淺析自動化儀表常見的故障與維護的方法［J］.民營科技，2018，（10）：18.

作者:陳敏 單位:湖南化工設計院有限公司