維綸廠原液溫水槽液位控制系統改進

蔣景榴

（福建晶華生物科技有限公司，福建 福州 35000）

聚乙烯醇原液的制作是維綸紡絲生產頭道工序，其質量的好壞直接影響到維綸紡絲的生產，而原液溫水槽的保溫水溫度則是原液正常生產的保障。溫水槽的保溫水主要供給給原液配制、輸送過程的管道夾套以及脫泡桶夾套、紡絲調壓槽夾套，目的是保持原液在生產、輸送、脫泡、紡絲等環節的溫度不低于溫度96.5 ℃，因此保溫水溫度高低直接影響到原液的溫度。保溫水的溫度過低會造成原液的溫度偏低，導致原液的粘度增大、輸送困難，從而影響產能，嚴重的會造成原液結皮，甚至造成輸送管道堵塞。

對于使用年限較長的老舊設備，通常都會存在生產過程原液溫度波動較大的現象，有時低至70 ℃，從而影響生產的正常。另一方面，針對老企業、老設備的改造，企業必須本著投資少，改造過程簡單、對生產影響少的原則。

針對所提出的問題，本文通過簡易、低成本的儀表控制系統的改造，使老舊設備溫水槽溫度控制達到生產要求。

1 原因分析

溫水槽控制系統由溫度控制系統和液位控制系統2部分組成。

⑴溫水槽保溫水通過蒸汽加熱，以達到規定的溫度。

其控制系統由PT100熱電阻傳感器、數字溫度控制儀、電—氣轉換器、調節閥組成。系統本身是一個閉環調節，當溫度高于（或低于）設定值（目標值）時，調節器通過PID運算，輸出對應的電流給電—氣轉換器，轉換器轉換后的通過氣信號改變調節閥的開度（小或大），使得溫水槽的溫度維持在工藝要求的設定值（98±1）℃。

經分析，設備原設計假設溫水槽的保溫水是循環使用，保溫水送出和返回的量相同，液位基本不變化，在循環的過程中只有少量的溫度損失，因此原設計調節閥口徑只有DN32，用來維持保溫水溫度。由于設備老化等原因會造成回水溫度大幅下降，而此時即便調節閥開度100%即全部打開進蒸汽，也無法快速使水溫升到設定值，所以調節閥口徑偏小是造成水溫偏低的原因之一。

⑵溫水槽的液位控制系統是由液位變送器、氣動條形指示調節儀及繼電器、電磁閥和調節閥組成。控制框圖、繼電器回路圖見圖1。

從控制框圖可以看出，該系統是二位式調節，液位正常時調節閥是不動作。

當液位低于氣動條形指示儀下限時，LL觸點閉合，中間繼電器KA1得電，KA1-1自鎖，KA1-2閉合，電磁閥SV得電，儀表氣源通過SV進入調節閥，使調節閥全開，這時軟水快速進入溫水槽，使溫水槽的液位迅速上升；當液位到達上限時，LH斷開，中間繼電器失電，KA1-1、KA1-2斷開，SV失電，調節閥膜頭中的空氣從電磁閥排出，調節閥全關，溫水槽不進水；當液位低于上限時，LH觸點雖然閉合，但LL觸點斷開，繼電器KA1還是無法得電，此時溫水槽不進水。

目前原液設備使用年限已久，部分夾套管道腐蝕穿孔、保溫水泄漏等原因，使得保溫水的液位常常低于下限，此時進水調節閥全開，保溫槽大量進常溫軟水。保溫槽因外部原因低于液位下限時的進水，由于此時調節閥全開使進水過程時間短、水量大，造成保溫水溫度迅速下降，雖然這時蒸汽調節閥全開，但仍然無法使溫度在短時間內穩定在工藝要求的目標值上。

2 對策和措施

2.1 方法一，直接針對溫度控制系統進行改造，但這種改造要更換大調節閥及部分管道口徑，因此存在資金投入比較大，改造周期也相對較長的缺點，所以這種改造方法不是最佳方案，故而被我們放棄。

2.2 方法二，是通過對液位控制系統改造達到目的，這種方法優點是資金投入少，能夠快速改造，具體方法介紹如下：

圖1 原液位控制方框圖和繼電器回路圖

圖2 改造后控制框圖、繼電器回路圖

⑴我們在原液位變送器的邊上裝上一臺氣動就地調節器，調節器的輸出送到電磁閥，電磁閥受溫度下限控制。控制框圖、繼電器回路圖見圖2。

⑵當液位低于目標值時，氣動調節器PI運算結果送給電磁閥，此時如果溫度高于96.5℃時，TL閉合，KA1得電，KA1-1閉合，SV得電，氣動調節器的PI運算輸出通過電磁閥SV進入調節閥，使調節閥動作進水。相反如果溫度低于96.5 ℃，就是氣動調節器的輸出再大也無法進入溫水槽。

3 成果

通過安裝調試后運行，該控制方案完全可滿足控制要求，到目前為止，該系統運行正常，確保溫水槽保溫水的溫度，消除了溫水槽溫度波動對維綸紡絲生產影響。