自动控制在岩盐水溶开采中的应用.pdf

f ； ， 1 中国井矿盐 1 9 9 8年第 5期 总第 1 4 1期 1 3 现代先进的计算机技术 ， 已在我 国古老的岩盐水溶 开采中广泛应用。 I ． ．． 关 键 词 型竖 竺 应 用 韪塑 1 引言 3 参数控制方案 一 我 国是一 个 岩 盐 资 源十 分 丰富 的 国 家 ， 但由于钻井水溶 开采技术落后 ， 生 产 自动化 程度低 ． 卤井生 产参数控制手段落后 仅靠经 验进行人为调 节 ， 卤井处于 自然溶采状态， 落 腔 发展 失控 ， 顶l板 过早 暴露 而垮塌 ． 卤井 事 故频繁 ， 故平均单井产量低 ． 卤井生产安全期 短 一而 国外 同行业 已经 由定性 分析 与运 用经 验调 测控 制 发展 到定 量 分 析 与 微 机 自控 水 平 ， 差距在 2 0年以上。为 l『改变这种技术落 后 的现状 ， 作 为 全 国最大 的 井 矿盐 矿 山 企业 的长山盐矿 ， 率先进行 j ． 岩盐水溶 开采工艺 参数的监测与控制的研究． 并将研究成果成 功地 应用 于矿 区两 个井 组 ． 取 得 了可观 的效 益与效果 ， 使我 国岩盐水溶开采的 自动化水 平迈 上 r- 一 个新 台阶 工艺参数 岩盐水溶开采的工艺参数主要指 卤井 安全运行紧密相关的 出卤成量 C 、 进 出 水流量 Q 、 压力 P 、 温度 T 等。其中倍受 厂 矿 关注的是出卤咸量 ， 它直接反映着产 品 卤水 质量， 关 系着产品市场占有率与标 方卤水的效 益。再 者是产量 取决 于出卤流 量 与生产时间 ， 它决定着企业的生产规模与 产值 。出卤成量 、 流量与其他参数一起 ， 综合 影响着生产 卤井的安全运行。所 以， 对工艺 参数控制得好与否 ． 决定着卤井是否安全 ， 生 产运行是否正常 ， 产品是否优质 。 卤井单产是 占能 高 产 、 稳 产 在一定条件下 ． 出卤咸 量和压力随出卤 流量呈逆 向变化 但非直线型 ， 溶腔 压力随 注水流量呈正向变化 亦非线性关系 根据 这一特点 ， 采 用国内先进的电动闸板式 自动 调节 阀 ， 通过 调 节 出 卤流量 来 控 制 出卤 成 量 与压 力 并 保 持 出 卤管 柱 的稳 定 性 ； 通 过 调 节注水流 量来控 制影响 卤井 安全 的压力 参 数 ， 以保证溶 腔和卤井 的安全 这样就将 生 产参数的控制简化成 了对生产卤井的进出水 流量的控制。其控制系统见图 1 4 控制过程 原理 简介 根据岩盐开采生产参数研究的成果， 将适 合卤井各阶段生产的最佳参数 ， 以上下限形式 设置于工控机中。工控机将在相应阶段 自动 采集到的各个参数与设置参数进行比较， 并直 观显示在终端上或打印成表。若实际参数超 出 无论超高或低 ， 工控机便会 自动报警。并 根据比较结果输出相应控制信号， 控镧调节参 数 ， 使卤井按优化设计的参数运行 ， 处于受控 溶采状态。其控制主过程见图 2 。 在该主过程作用 的同时 ． 采用 了电动调 节阀的开度随时 以恒流远传方式． 反馈回伺 服放大器的内闭环和生产 参数 ， 随时由检测 装置将参数值 以恒流方式 ， 远传 回工控机的 外闭环的双 闭环 自动控制 系统 ， 从而提高 了 系统的可靠性 ． 保证 卤井按优化设计 的参 数安全稳定 的运行。 另外 ， 该系统还采取了防止危及卤井安 r 、 夕 侈 一 用㈣ 应 柿 的 ⋯ 中㈣ 采 矿 开 雌 溶 岩 在 制 控 一 动 自 维普资讯 上 位 机 中国井矿盐 1 9 9 s 幸第 5 期f 总第 1 4 1 期 囤 1 控崩 系统原理框囤 围 2 控 嗣的主过程框图 全的附加控制措施 第一， 电动调节阀的控制备 实现了卤井生 产参数 的在线 实时检测与控 有手动控制功能， 以便在工控机或伺服放大器 制 ， 使卤井处于受控溶采的最佳工况 。 发生异常时， 参数不致失控。第二 ， 利用电动调 3 0 3 --3 0 4井组应用该套控制 系统后． 卤 节阀的开度反馈信号， 控制一阀门开度指示表 井实现了长期稳成稳产 ， 生产效益有所提高 。 来直观反映电动阕的开度， 以便随时监视电动 统计到 1 9 9 7年底 ， 已安 全运行 2 2 培3个月， 阕的动态情况。这就使得该系统更加完善。 比试验采 区现有卤井平均首次事故发生期 6 5 应用结果 长山盐矿 自 1 9 9 4年 以来 ． 先后将 S巾 和 I P 、 工控 机 、 多功能控制器 、 带 伺服放大 器的 自动 闸板式 电动调 节 阀及浓 度 、 流量 、 压 力、 温度 等参数， 自动检测仪器装 置在 矿区 l 3 一 l 4 0井 组 、 3 O 3 3 0 4井 组 进 行 了应 用 ， 井将 整 套 控 制 系统 安 装 于 矿 三 采 卤 车间 3 ， _ _ 3 0 4拌组整体运行 。整个 控制系统现 已安全稳定运行两年多， 监测与控制效果好， 个月 延长了 2 _ 8倍 ； 井组年 产量 8 ． 5 8 1 1万 t ， 单井能力 4 ． 2 9万 t ／ a 井 ， 为全 国之冠， 比 全国矿 山平均先进水平 2 。 6 7万 t ／ a 井， 提高 了6 O ， 7 ％； 卤水浓度在 3 0 0 g ／ L～3 0 5 g ／ L之 间， 为安全浓度值 ； 新增产量 7 ． 8 3 5 3 t 卤折 盐 。因卤井安全期延长一倍以上， 减少 r修 井次数． 从而节约了修井费 1 2 0万元 ， 并节约 因修井而造成的枵染赔偿费 3 O万元 。 收稿 日期 1 9 9 8 ． 6 ． 2 维普资讯