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蒸餾塔


 
       蒸餾塔自動控制蒸餾是化工生産過程中将混合流體分離的常用技術。對蒸餾塔的控制通常采用遞階方式,可分為三層。低層為對液面、輸入饋流、焓和壓力等參數的控制。第二層為對輸出蒸餾産物組分的控制。第三層為優化。
       在蒸餾過程中需要補充組分分離減熵所消耗的能量。化工廠耗能較大,其中約40%的能量消耗在蒸餾塔上。同時,為保證蒸餾産物的質量須使蒸餾塔回流,而盲目回流又可能使産物的純度過高,這是造成浪費能源的主要因素。另一方面,蒸餾塔的動态特性複雜,且具有非線性,對輸出組分又難以實現精确快速測量。因此對蒸餾塔組分的測控問題一直是自動控制領域中的重要研究課題。
       蒸餾塔運行中主要的幹擾是由輸入饋流引起的,包括饋流的組分、流速、焓等參數變化所引起的幹擾。在多級控制中還要考慮加熱蒸氣的壓力和冷卻水流引起的幹擾。若饋流速度取決于饋送設備、而且是不可控的,則可将它的測量值用于前饋控制,以控制輸出流量和塔内流量,使它們與輸入饋流成比例。由于塔身豎立于地面,還需要考慮氣候變化的影響。
       PID調節器在工業控制中廣泛應用,它需要針對系統的動态特性調整比例、積分和微分項的系數後才能取得良好的效果。把PID調節器用于蒸餾塔産物組分控制,往往需要頻繁地調整以補償操作條件改變引起的動态特性變化。采用适應控制方案可較理想地解決這個問題。
       采用多變量解耦控制方式也僅能對其中的一個回路(例如頂部)取得較好效果。還可以進一步選擇合适的采樣間隔、過程滞後和标度因子以達到良好的控制效果。

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