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UW500集散控制系统在制糖行业中的应用
摘 要：本文主要以缅甸某公司7000吨/日甘蔗制糖及自备电厂项目为例，首先对甘蔗制糖的工艺进行了简单的概述，然后对各个工段进行深入分析，结合自动化控制需求，编写控制策略，突破控制难点，最后对发电过程的控制进行了详细描述。该项目投运后运行良好，为客户提高了经济效益。
一、概 述
食糖是天然甜味剂，是人们日常生活中的必需品，同时也是饮料、糖果、制药等含糖食品中不可或缺的原料。杭州优稳作为国内领先的自动化设备供应商，能够很好的满足甘蔗制糖行业各个工段的监控要求，有效提高制糖企业的生产效率与竞争力。下面以缅甸某公司7000吨/日甘蔗制糖及自备电厂项目为例，对UW500 DCS在制糖行业的实际应用进行介绍。
二、工艺简介
总体来看，甘蔗制糖的基本步骤分为：原料→提汁→澄清→蒸发→煮糖与结晶→分蜜→干燥→筛分→包装→贮藏。
三、制糖控制方案
3.1 提 汁
从甘蔗中提取蔗汁主要有压榨法与渗出法两种：
1） 压榨法
在压榨法提汁生产过程中，为了实现蔗料的平衡输送和均衡压榨，需要自动调节的项目包括：
输蔗带速度调节
根据第1座高位槽的料位高度，自动调节三级输蔗带速度，杜绝空槽或涨槽的现象。各台输蔗带的速度将按随动的原理协调调节，保持进蔗量的均衡。
压榨机转数自动调节
压榨机列的自动调节是靠保持各高位槽稳定料位来实现，第1座压榨机根据榨量要求保持某一固定转速，由三级带的调速维持高位槽的料位稳定，保证均衡进榨。2－6座压榨机是靠自身的瞬时调速来稳定各自高位槽的料位，从而保证通过各榨机的蔗层厚度均匀，达到高榨、高抽出、低负荷的目的。
渗透水比例调节
根据压榨量及合理的渗透比，调节清水泵出口阀门开度，调节清水流量，使渗透水保持在最佳值。清水箱、混汁箱水位调节分别以调节热水阀的开度，保持清水箱水位；调节混汁泵出口流量来保持混汁箱的液位。
清水箱水温自动调节
调节进入清水箱的冷水阀门开度，调节清水箱内水温，基本保持要求的温度。
混合汁液位－流量控制
自动根据汁池的液位变化自动调节流量，以保证汁池的液位不至于满溢或抽空。
连锁保护系统
各级输蔗带、齿耙机、榨机列连锁关停，保证任何一台设备在任何情况下停机时，前面的齿耙机和输蔗带立即随停。
2）渗出法
渗出汁pH值的控制
在渗出过程中，为了防止糖分的转化，一般要把渗出汁的pH值调整在6.0～6.5范围。系统根据输蔗机的蔗量负荷比例控制加灰量，以维持渗出汁的pH值在合适范围。
渗出汁温度控制
通过调节蒸汽阀门实现对渗出汁温度的控制。
渗透水量控制
依据输蔗量，按比例对渗透水注加量的阀门进行调节。
3.2 澄 清
预加灰控制系统
pH值控制：即按预灰桶出口糖汁的pH值控制加灰量。
预灰比值调节系统：按糖汁流量控制加入石灰乳量。
主加灰自动控制系统
配比自动控制：将预灰过程同主灰过程放在一起考虑，即设计一套公用的配比调节系统。
石灰乳浓度的测量。
蔗汁加热中和控制系统
蔗汁加热的温度控制：通过调节蒸汽阀门开度控制加热量。
蔗汁的pH值控制：通过控制加入糖汁中的二氧化硫气体量（或磷酸量）或者控制加入糖汁中的石灰乳量来达到调节糖汁pH值的目的。中和过程纯度提高率、色值和过程速度三目标的最优化控制。
一碳饱充
I罐按比例控制，II罐按pH值控制。
II罐出口糖汁pH值控制。
pH值串级调节系统：I罐按pH值控制，并且I罐出口的pH值作为副参数、II罐出口pH值作为主参数，串级调节二氧化碳阀门开度，使II罐出口糖汁碱度满足工艺要求。
二碳饱充
以二碳罐糖汁出口pH值控制饱充过程。
考虑钙盐含量的pH控制系统。
饱充罐入口、出口糖汁pH值串级调节。
根据糖汁的电导率控制二碳饱充过程。
3.3 蒸 发
热水平衡箱液位控制
糖浆平衡箱液位控制
稀汁罐液位控制
三效汁汽压力控制，四、五效汁汽压力及真空控制
进蒸发罐稀汁流量控制
一、二、三、四、五效蒸发罐液位控制
五效糖浆浓度控制
蒸发时间控制
3.4 煮 炼
真空度、蒸汽压力、入料浓度和温度协调稳定控制
糖膏的对流控制
过饱和度的控制
入料温度的控制
入料浓度控制
卸糖浓度控制
3.5 干 燥
热空气温度控制系统
干燥器内压力自动控制系统
干燥控制系统
四、自备电厂控制方案
循环流化床锅炉的控制软件
主蒸汽母管压力控制软件
建立智能化的负荷分配系统；
以主蒸汽压力稳定为核心，调节燃料量和风量；
床温主要依靠煤量和风量来调节；
主蒸汽压力的偏差对调节回路加以修正。
床层温度控制软件
床层压力控制软件
主汽压力控制软件
一次风量控制软件
CFB锅炉一次风至少发挥了4个方面的作用：
（1）流化状态的建立取决于一次风量；
（2）床温的高低受到一次风量变化的明显影响；
（3）床料在密相区内实现良好的流态化燃烧取决于一次风量；
（4）床压的高低受到一次风量一定程度的影响。
UWNTEK系统对于一次风控制的解决方案是:
（1）根据负荷指令来确保一次风量和给煤量匹配，并且实现双交叉燃烧控制，即加负荷时先加风后加煤，减负荷时先减煤后减风。
（2）采用专家智能控制系统软件小范围内调节床温（一般为风量的0-5%范围内），既确保锅炉稳定燃烧，又确保床温控制在850-950℃范围内。
二次风量控制软件
二次风要确保从密相区逸出的可燃物在稀相区（悬浮段）得到进一步的富氧燃烧。
UWNTEK系统对二次风控制的解决方案是：
（1） 确保烟气含氧量在3-5%范围内；
（2） 包括一、二次风在内的总风量应当和料量匹配，同时满足负荷指令的要求。并且要求二次风以实现双交叉控制：实现加负荷时先加风后加料，减负荷时先减料后减风。
播煤风风量控制软件
炉膛压力控制软件
石灰石流量控制软件
启动点火控制软件
目前，大多数CFB锅炉采用了先进的床下点火技术：
在左右一次风室各设置一支油枪；通常设置冷却风来把油枪出口温度控制在850°C以下；为了安全，应当设置点火油枪的火焰监视系统。
UWNTEK 系统对CFB锅炉点火控制的解决方案是：
在保证炉膛负压为50—100pa的条件下，启动一次风机，由 UWNTEK 系统控制一次风门开度使得床料逐步流化。然后按照预定的点火温升曲线，投油燃烧。当炉膛温度超过500-550°C以上时,可以投料燃烧。
汽包水位控制软件
主蒸汽温度控制软件
实施先进的“信息化带动工业化”战略，“全厂一体化”解决方案：
模拟量控制系统（MCS）的控制软件
顺序控制系统（SCS）的控制软件
数据采集系统（DAS）的控制软件
炉膛安全监视系统（FSSS）的控制软件
汽机数字式电液调节系统（DEH）的控制软件
汽机保护系统（ETS）的控制软件
电气控制系统（ECS）的控制软件
五 、结束语
浙大优稳UW500 DCS系统采用最新的工业IT技术，以贴近行业用户的系统优化设计和聚焦行业需求的增值服务，具有高度的可靠性、稳定性、安全性、开放性，十分适合于甘蔗制糖的监视与控制，此项目成功投运，并得到用户的认可。
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