化工反应釜的温度控制研究进展

化工反应釜的温度控制研究进展

李用甫

滨海海滨投资开发有限公司  224500

摘要：化工行业的不断进步与发展，逐渐对生产安全性提出了高标准和高要求。反应釜属于化工生产阶段的重要设备类型，对最终的化工生产质量起到了一定的决定性作用。在应用反应釜时，需要从多个角度加强控制，以便维护优良的生产环境条件。将反应釜的温度系统控制作为本文的探讨重点，在全面落实监控作业时，运用人机界面对反应釜温度合理调试，使其与工艺要求相符合，以供参考。

关键词：化工生产；反应釜温度；控制设计；维护措施

 1.反应釜结构和实践应用过程

作为化工生产换热过程中的关键装置，反应釜一般采用蒸汽、导热油、热水等作为原料，并通过其内部的热交换设备，与原料直接进行热交换。此时，反应釜内部的物料温度随之提高。在反应釜温度测量工作中，一般要设置合适的测温范围，在进入反应釜导热介质管线的调节阀的时候，选择热电阻或者热电偶一起构成控制回路，方便进行温度调节作业[1]。

以常规类型的反应釜温控方式，为例仅凭借简易的pid单回路设置即可完成调节操作。其中，该回路中包括以下四个部分。即，被控对象、变送装置检测、控制装置、执行调节机构等。反应釜属于主要的被控对象，在检测变送装置中，以热电偶或者热电阻为主，通常需要运用调节阀执行调节作业。例如，以热水为传热媒质，在反应器温度未达到设定值时，打开热水入口调节阀，以实现热水与原料的充分交换。在达到设定的温度条件后，关闭热水进水调节阀，以保证材料的温度能够保持不变，并将其维持在设定值附近，并且整个反应釜的温控过程都是自动化的。

2.化工反应釜的温度控制设计路径

2.1完善软件配置设计

在反应釜温度控制过程中，通过打造完善的温控系统，可以作用于合成釜、配料釜等多个环节，获得良好的工艺温度控制效果，从压力、反馈液位、流量等三个测点入手做好数据实时监测工作。在软件的配置过程中，对相关技术人员提出明确要求，使其自觉将S7-300作为系统的支撑条件。与此同时，在软件系统中，还需要做好如下几个方面的设计。即，配备软件主界面、符号编程器、程序编辑器、硬件诊断功能等等。

根据梯形图语言、指令表语言和功能块图，通过全面做好编程分析等工作，加强对化工生产过程中的数据管理，满足后续的数据应用需求。在打造通信环境时，坚持统一化、完善性的基本原则，在连接各网络环境时，利用可编程序逻辑控制器来操作。

在人机操作界面平台接收反馈信息时，以报警、通信、编程等基本信息为主，能够形成对反应釜设备的有效管理。通过完善WINCC监控软件设计，在化工生产过程中为用户提供便利，形成对反应釜温度的有效管控，并且能够实时获取现场控制画面。在反应釜的加热阶段，随着温度的不断调整，可以利用人机界面进行操作，使实际温度条件符合生产工艺需求。

2.2做好人机操作界面设计

一方面，为保证用户操作的便利性，在处理反应釜温度控制系统时，应注重对Windows2007系统的应用，将其作为人机控制系统在设计中的核心组成部分，所配备的计算机数量通常为2台以上，以便提高温控作业的整体效果，作用于整个化工生产现场，辅助实时监控工作有序开展。采用人机界面监控画面的形式，及时反馈化工生产设备在运行时的参数，在做好反应釜温控工作的同时获得最佳成效。

另一方面，在设计人机操作界面时，应对酯化缩聚画面进行完善，并保障总图画面的清晰性，使操作界面中具有良好的反馈功能，达到实时控制温度的目的，优化反应釜温度控制整体效果。通过人机操作界面，可以在观察设备的运行曲线画面时，采用有效方式及时调整温度，能够做到合理规避不安全事故因素[2]。

2.3健全硬件配置设计

在设计系统的硬件配置时，需要对相关技术人员提出明确要求，将化工生产需求作为重要依据，合理划分反应釜温度控制系统中的不同模块。如，输入模块、输出模块、数字量模块、通讯模块等等。在模块设计过程中，应注重对硬件控制系统的灵活调配。

 3.基于系统维护优化化工反应釜温控效果的措施

3.1维护传动装置

在反应釜中，所用的搅拌器对转速有一定的要求，按照减速器的整体运动过程，保证电动机的使用可以满足搅拌的需要。采用垂直安装，在减速器安装完毕后，要同时做好润滑工作，保证减速器在良好的工作条件下，避免出现振动问题。同时，应确定不存在泄露的情况，能够持续处于正常的运行状态之下[3]。

为此，应做好日常维护控制工作，并引起化工生产人员的高度重视。在减速器的试车过程中，随着温度的不断升高，一旦超过既定标准要求时，主要是由于轴弯曲变形因素所导致。或者，在轴套与轴配合过紧时，难以形成对填料或密封圈的有效控制，导致轴承出现了磨损或者松动的情况。因此，应从上述几个方面的因素着手加强维护，及时对不良振动现象做出调整。

3.2改进控制方法

结合化工生产的实际情况，在反应釜温度控制过程中，通常会采用常规的pid控制方法，虽然在操作时的原理比较简单，但能够形成良好的稳定性，有效维持控制系统的可靠性，可以为参数调整环节提供便利。以反应釜的炉温控制时间为例，在运用常规的pid控制方法时，能够保障动态特性控制的有效性。在化工生产过程中，对于控制速度和控制精度，并未提出较高的要求，运用常规类型的pid控制方法，则可以获得不错的效果。

需要注意的是，在运用常规pid控制器时，需要基于精确的数学模型，才能够发挥该类控制器的功能。但在反应釜的应用过程中，但其生成机制较为复杂，且参数多变，容易受外部扰动影响，难以保证数学模型的准确性。因此，调节系统的参数是比较困难的。

因此，需要注意 pid控制器的优化，当采用 RBF神经网络 pid控制方法时，能够实现对反应釜 pid控制的整体优化和逐步改进。在构造 pid控制系统的时候，可以达到稳定操作的目的，虽然需要的时间比较少，且超调量同样较小，但却能够保证炉温控制的精准程度，促进生产效率的全面提升。通过在线对pid参数整定，使参数能够与控制系统的变化趋势形成快速适应，以维持系统的稳定运行状态[4]。

3.3搅拌器的维护

搅拌器是反应釜中非常重要的一个部件，在正常运转的时候，要着重加强对摆动量的控制，将搅拌器的摆动量保持在一个合理的范围内。如果搅拌机有一个不能倒置的条件，需要与反应釜中的各个管道保持一定的距离。如，蛇管、压料管、温度计套管等等，可以有效避免各设施之间碰撞问题的产生。

在定期组织检查工作开展时，主要是针对搅拌器的裂纹、腐蚀以及变形等方面的问题发生可能性，获得全面、真实的检查结果，以便实施维护工作。例如，在检查中间轴承或底轴瓦的搅拌装置时，重点是检查底轴瓦或轴承的间隙。至于中间支承，在检验时，要保证内层的润滑油没有任何物质。此外，在检查螺钉时，必须确定螺钉是否有松动，否则螺钉会使反应器发生振动。

 结束语：在化工生产过程中，反应釜的应用具有十分重要的作用，对于最终生产作业的实施效果，通常会受到反应釜运行效果和自身性能产生的影响。因此，应注重对反应釜的严格管控。在应用模糊pid控制方法时，通过对温控措施的不断改进和优化，在全面做好日常维护工作的同时，维持反应釜的高性能状态。在保障反应釜温度条件适宜的情况下，能够获得良好的化工生产效果。

参考文献：

 [1]冯智勇.一种化工生产用温控反应釜:,CN108636320A[P].

[2]刘磊.化工反应釜温度控制系统的研究与设计[D].辽宁科技大学.