项目案例 | 杭州仪控产品在热裂解制乙烯项目的应用
为降低客户在热裂解反应过程中存在的安全风险，实现更精制的控制，避免事故发生，杭州仪控采用多系统串并联联锁保护方案及专门控制器予以应对。
项目背景
乙烯工业是石油工业的核心，在国民经济中占有重要的地位，世界上已经将乙烯产品作为衡量一个国家石油化工生产水平的重要标志之一。
乙烯是制造塑料，合成纤维的重要材料；也被作为石油企业分析仪器的标准气体；同样是合成医药和高新材料的重要材料；还被利用作为植物的催熟剂，被广泛应用在工业、医药、材料、农业等各个领域。
热裂解制乙烯项目中，石油系烃类原料的热裂解反应存在较高风险，需要精准控制以确保安全。
项目难点
本项目主要针对石油系烃类原料在高温高压的裂解炉内，发生碳链断裂或脱氢反应，生成烯烃物及其他物质的过程。热裂解反应是国家重点监管危险化工工艺，在高温高压的裂解炉中，反应物一旦发生泄露，极易引起火灾，所以必须精制控制裂解炉的温度和负压，同时进料的速度也会影响到裂解炉的压力和温度，所以同时要控制进料的速度。
同时，系统需要良好的安全保护联锁控制系统，需要在工况异常的情况下，迅速、正确的响应，避免事故的发生。
仪控方案
针对热裂解生产的特性，杭州仪控开发了三个控制器进行应对：
1）炉膛负压控制器：针对裂解炉的特点，杭州仪控采用了经过优化的带前馈的PID控制器，以炉膛压力为设定值，采用了变增益的控制策略，大偏差采用大增益控制，小偏差采用小增益控制，避免了调节机构的频繁动作，稳定了系统；同时利用送风量作为控制器的前馈，使引风量随着送风量改变，使炉膛压力的波动最小化。
2）原料流量控制器：热解炉在温度运行时总流量是不变的，主要体现在各组原料的波动偏差较大，针对这一特点，杭州仪控采用了“总控+分布式控制”的策略，不单单控制原料的总流量，而是精确的控制各组流量，然后根据各组流量的偏差，再对总流量进行校正的策略，从而降低了原料流量对系统的影响。
3）温度控制器：利用杭州仪控自研的超驰控制器，对各组间的温度取平均值，并对侧部和底部的温度进行适当的配置，并利用仪控自己研发的焓差计算器，对控制系统进行补偿，从而使温度控制系统更加稳定，避免了系统的波动，让反应在最佳的工况下进行，从而达到了节能降耗的效果。
在系统安全方面，杭州仪控采用多系统串并联联锁保护方案，利用我司自行研发的控制系统的快速响应功能，对紧急冷却系统和紧急切断系统，通过与原料流量、热解炉温度、炉膛压力等重要信号测点直接联锁，在系统故障时，在毫秒级别内，快速切断原料供应，启动冷却装置，保证安全。
杭州仪控F700 DCS系统在热裂解制乙烯行业的成功应用，体现了其拥有先进、全面的控制功能，足以满足各种不同的控制需求，这既为现代工业自动化国产化的进程添砖加瓦，也体现了仪控人不断专研创新的大国工匠态度。
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