關(guān)于儀表實習的報告

　　一、大慶中藍化建有限公司簡介

　　公司簡介：

　　大慶中藍化建有限公司注冊于2005年，注冊資金650萬元，是原黑龍江石油化工廠（現(xiàn)大慶中藍石化有限公司）主輔分離輔業(yè)改制后成立的，具有國家三級建筑資質(zhì)，大慶市建筑業(yè)協(xié)會會員單位，大慶油田公司入網(wǎng)企業(yè)，通過“ISO9001：2000質(zhì)量管理體系”認證。公司成立前后一直服務(wù)于年產(chǎn)值50億元的大慶中藍石化有限公司，在電氣、儀表、動靜設(shè)備保運、設(shè)備檢修、壓力容器制造、機電設(shè)備安裝等方面具有豐富的施工經(jīng)驗和雄厚的技術(shù)實力，公司發(fā)展前景良好。一直以來，公司堅持以人為本，重視人才，為人才發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

　　二、常減壓裝置工藝過程及控制

　　常減壓蒸餾主要由電脫鹽、常壓爐、常壓塔、減壓爐、減壓塔等主要設(shè)備組成，大部分煉油廠還要在常壓塔之前再設(shè)立一個初餾塔，稱為三段氣化蒸餾裝置，將原油切割成汽油、煤油、柴油、潤滑油餾分、二次加工的原料油及渣油等；常壓塔底渣油經(jīng)汽提后用泵抽出經(jīng)換熱后用作丙烷脫瀝青、氧化瀝青、減粘裂化、焦化等裝置的原料。

　　(一)控制方案介紹

　　1、常壓爐出口溫度控制TIC1019與爐膛溫度TIC1028串級調(diào)節(jié)

　　2、減壓爐出口溫度控制TIC1075與爐膛溫度TIC1084串級調(diào)節(jié)

　　3、初餾塔底液位LIC1006與原料油進裝置FIC1065串級控制

　　4、常壓塔頂溫度TIC1009與塔頂回流量FIC1009串級控制

　　5、減壓塔頂溫度TIC1038與塔頂回流量FIC1021串級控制

　　6、高壓瓦斯壓力PIC1701控制

　　7、燃料油壓力PIC1702控制一、工藝簡介

　　（二）DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　�。模茫釉谖覈鵁捰蛷S應(yīng)用已有１５年歷史，有２０多家煉油企業(yè)安裝使用了不同型號的ＤＣＳ，對常減壓裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、加氫精制、油品調(diào)合等實施過程控制和生產(chǎn)管理。其中有十幾套ＤＣＳ用于原油蒸餾，多數(shù)是用于常減壓裝置的單回路控制和前饋、串級、選擇、比值等復(fù)雜回路控制。有幾家煉油廠開發(fā)并實施了先進控制策略。下面介紹ＤＣＳ用原油蒸餾生產(chǎn)過程的主要控制回路和先進控制軟件的開發(fā)和應(yīng)用情況。

　　#3蒸餾裝置DCS系統(tǒng)分別位于兩個控制室，中央控制室和遠程控制室。中央控制室有3臺操作站（WP5103，WP5104和AW5102）和連接報警和報表打印機的通信處理機（COMP），其中AW5102為應(yīng)用操作站處理機，負責管理歷史數(shù)據(jù)

　　和另外兩臺操作站處理機WP5103和WP5104，并通過以態(tài)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到PC遠程終端。位于遠程控制室的一臺應(yīng)用操作站處理機（AW5101）作為工程師站，它主要用于管理同樣位于遠程控制室的冗余的控制處理機（CP）和通過現(xiàn)場總線（Field Bus）相互通信的現(xiàn)場總線組件FBM（Fieldbus Module）。各處理機之間由節(jié)點總線（Node Bus）通訊，兩個控制室之間的節(jié)點總線由光纜連接�，F(xiàn)場總線和節(jié)點總線都是冗余的。

　�。ㄈ�）DCS組態(tài)

　　1加熱爐爐出口溫度控制。

　　工藝要求：對于加熱爐，工藝介質(zhì)受熱升溫或同時進行汽化，其溫度的高低會直接影響后一工序的操作工況和產(chǎn)品質(zhì)量，當爐子溫度過高時，會使物料在加熱爐內(nèi)分解，甚至造成結(jié)焦而燒壞爐管，加熱爐平穩(wěn)操作，可以延長爐管的壽命。因此，爐子的出口溫度要求嚴格控制。

　　控制方案：為保證出口溫度的穩(wěn)定性，采用了兩組爐出口溫度對爐膛溫度的串級控制系統(tǒng)，其余一些干擾因素如蒸汽壓力、進料流量的波動等采用單回路控制系統(tǒng)來克服。同時為保證操作安全，設(shè)定當選擇其中某一路燃料作為加熱原料時，另一路燃料介質(zhì)的調(diào)節(jié)器模塊被強制處于手動狀態(tài)。整個操作過程中，流程圖上都具有明顯的提示標志，并且切換過程是無擾動的，在該控制回路的組態(tài)過程中，除使用到了I/A系統(tǒng)所提供的一些常規(guī)模塊和SWICH模塊，CALC模塊等，為確保操作界面友好，在顯示組態(tài)中采用了腳本程序調(diào)用和覆蓋畫面等功能。

　　2拋減底液位，流量控制

　　工藝介紹：通常情況下，原油經(jīng)過初餾和常壓分餾后，用常底泵將常壓塔底重油抽出，分八路進入減壓爐加熱后，再進入減壓塔進行減壓分餾。工藝流程如圖四所示。為保持幾路平行流量均勻，將常壓塔底液位與減壓爐八組進料流量串級控制。但當減壓系統(tǒng)出現(xiàn)無法立即修復(fù)故障時，為避免整個裝置停工，工藝需采取拋減底液位控制，完全拋棄減壓系統(tǒng)，直接由減壓塔底出料控制閥去控制常底液位參數(shù)，確保常壓系統(tǒng)正常工作。

　　常壓塔底液位LC8005與FC8052-FC8059八組減壓爐進料流量串級控制。

　　石油化工生產(chǎn)過程是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程，根據(jù)工藝流程可知，常壓塔的出料直接作為減壓爐的進料，而減壓爐的出料又連續(xù)送給減壓塔作為進料。作為單

　　個的設(shè)備，都希望自身操作平穩(wěn)，但常壓塔出料波動是減壓爐進料的一個擾動，破壞其平穩(wěn)操作。為解決這個問題，這里采取了均勻控制方案，即當常壓塔的進料量波動時，允許塔釜液位在一定限度內(nèi)平緩變化，使出料流量平穩(wěn)變化，避免對減壓爐等后工序產(chǎn)生較大影響。均勻控制與常規(guī)控制的主要區(qū)別在于控制器的控制規(guī)律的選擇及參數(shù)整定上。這里，可將流量的PID參數(shù)按照一般串級控制的副回路參數(shù)整定，而液位的參數(shù)整定按照簡單均勻控制情況處理，比例度和積分時間都要盡量放大。值得注意的是，此處由于是一個主回路同時與八個副回路串級，因此在參數(shù)整定上略有區(qū)別，液位的比例度可適當放大，比例作用可整定得稍弱一些。

　　（1）工藝概述

　　對原油蒸餾，國內(nèi)大型煉油廠一般采用年處理原油２５０～２７０萬噸的'常減壓裝置，它由電脫鹽、初餾塔、常壓塔、減壓塔、常壓加熱爐、減壓加熱爐、產(chǎn)品精餾和自產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)組成。該裝置不僅要生產(chǎn)出質(zhì)量合格的汽油、航空煤油、燈用煤油、柴油，還要生產(chǎn)出催化裂化原料、氧化瀝青原料和渣油；對于燃料一潤滑油型煉油廠，還需要生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油。各煉油廠均使用不同類型原油，當改變原油品種時還要改變生產(chǎn)方案。

　　燃料一潤滑油型常減壓裝置的工藝流程是：原油從罐區(qū)送到常減壓裝置時溫度一般為３０℃左右，經(jīng)原油泵分路送到熱交換器換熱，換熱后原油溫度達到１１０℃，進入電脫鹽罐進行一次脫鹽、二次脫鹽、脫鹽后再換熱升溫至２２０℃左右，進入初餾塔進行蒸餾。初餾塔底原油經(jīng)泵分兩路送熱交換器換熱至２９０℃左右，分路送入常壓加熱爐并加熱到３７０℃左右，進入常壓塔。常壓塔塔頂餾出汽油，常一側(cè)線（簡稱常一線）出煤油，常二側(cè)線（簡稱常二線）出柴油，常三側(cè)線出潤料或催料，常四側(cè)線出催料。

　　常壓塔底重油用泵送至常壓加熱爐，加熱到３９０℃，送減壓塔進行減壓蒸餾。減一線與減二線出潤料或催料，減三線與減四線出潤料。

　�。�2）常減壓裝置主要控制回路

　　原油蒸餾是連續(xù)生產(chǎn)過程，一個年處理原油２５０萬噸的常減壓裝置，一般有１３０～１５０個控制回路。應(yīng)用軟件一部分是通過連續(xù)控制功能塊來實現(xiàn)，另一部分則用高級語言編程來實現(xiàn)。下面介紹幾種典型的控制回路。

　　減壓爐０．７ＭＰａ蒸汽的分程控制減壓爐０．７ＭＰａ蒸汽的壓力是通過補充１．１ＭＰａ蒸汽或向０．４ＭＰａ乏氣管網(wǎng)排氣來調(diào)節(jié)。用ＤＣＳ控制０．７ＭＰａ蒸汽壓力，是通過計算器功能進行計算和判斷，實現(xiàn)蒸汽壓力的分程控制。０．７ＭＰａ蒸汽壓力檢測信號送入功能塊調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器輸出４～１２ｍＡ段去調(diào)節(jié)１．１ＭＰａ蒸汽入管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥，輸出１２～２０ｍＡ段去調(diào)節(jié)０．４ＭＰａ乏氣管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥。這實際是仿照常規(guī)儀表的硬分程方案實現(xiàn)分程調(diào)節(jié)，以保持０．７ＭＰａ蒸汽壓力穩(wěn)定。

　�。�3）常壓塔、減壓塔中段回流熱負荷控制

　　中段回流的主要作用是移去塔內(nèi)部分熱負荷。中段回流熱負荷為中段回流經(jīng)熱交換器冷卻前后的溫差、中段回流量和比熱三者的乘積。由中段回流熱負荷的大小來決定回流的流量。中段回流量為副回中路，用中段熱負荷來串中段回流流量組成串級調(diào)節(jié)回路。由ＤＣＳ計算器功能塊來求算冷卻前后的溫差，并求出熱負荷。主回路熱負荷給定值由工人給定或上位機給定。

　　3、提高加熱爐熱效率的控制

　　為了提高加熱爐熱效率，節(jié)約能源，采取了預(yù)熱入爐空氣、降低煙道氣溫度、控制過�？諝庀禂�(shù)等方法。一般加熱爐控制是利用煙氣作為加熱載體來預(yù)熱入爐空氣，通過控制爐膛壓力正常，保證熱效率，保證加熱爐安全運行。

　　4、爐膛壓力控制

　　在常壓爐、減壓爐輻射轉(zhuǎn)對流室部位設(shè)置微差壓變送器，測出爐膛的負壓，利用長行程執(zhí)行機構(gòu)，通過連桿來調(diào)整煙道氣檔板開度，以此來維持爐膛內(nèi)壓力正常。

　　煙道氣氧含量控制

　　一般采用氧化鋯分析器測量煙道氣中的氧含量，通過氧含量來控制鼓風機入口檔板開度，控制入爐空氣量，達到最佳過�？諝庀禂�(shù)，提高加熱爐熱效率。

　　加熱爐出口溫度控制

　　加熱爐出口溫度控制有兩種技術(shù)方案，它們通過加熱爐流程畫面上的開關(guān)（或軟開關(guān)）切換。一種方案是總出口溫度串燃料油和燃料氣流量，另一種方案是加熱爐吸熱一供熱值平衡控制。熱值平衡控制需要使用許多計算器功能塊來計算熱值，并且同時使用熱值控制ＰＩＤ功能塊。其給定值是加熱爐的進料流量、比熱、進料出口溫度和進口溫度之差值的乘積，即吸熱值。其測量值是燃料油、燃料氣的發(fā)熱值，即供熱值。熱值平衡控制可以降低能耗，平穩(wěn)操作，更有效地控制加熱爐出口溫度。該系統(tǒng)的開發(fā)和實施充分利用了ＤＣＳ內(nèi)部儀表的功能

　　常壓塔解耦控制

　　常壓塔有四個側(cè)線，任何一個側(cè)線抽出量的變化都會使抽出塔板以下的內(nèi)回流改變，從而影響該側(cè)線以下各側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量。一般可以用常一線初餾點、常二線干點（９０％干點）、常三線粘度作為操作中的質(zhì)量指標。為了提高輕質(zhì)油的收率，保證各側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量，克服各側(cè)線的相互影響，采用了常壓塔側(cè)線解耦控制。以常二線為例，常二線抽出量可以由二線抽出流量來控制，也可以用解耦的方法來控制，用流程畫面發(fā)換開關(guān)來切換。解耦方法用常二線干點控制功能塊的輸出與原油進料量的延時相乘來作為常二線抽出流量功能塊的給定值。其測量值為本側(cè)線流量與常一線流量延時值、常塔餾出油量延時值之和。組態(tài)時使用了延時功能塊，延時的時間常數(shù)通過試驗來確定。這種自上而下的干點解耦控制方法，在改變本側(cè)線流量的同時也調(diào)整了下一側(cè)線的流量，從而穩(wěn)定了各側(cè)線的產(chǎn)品質(zhì)量。解耦控制同時加入了原油流量的前饋，對平穩(wěn)操作，克服擾動，保證質(zhì)量起到重要作用。

　　（四）原油蒸餾先進控制

　�。保�ＤＣＳ的控制結(jié)構(gòu)層

　　先進控制至今沒有明確定義，可以這樣解釋，所謂先進控制廣義地講是傳統(tǒng)常規(guī)儀表無法構(gòu)造的控制，狹義地講是和計算機強有力的計算功能、邏輯判斷功能相關(guān)，而在ＤＣＳ上無法簡單組態(tài)而得到的控制。先進控制是軟件應(yīng)用和硬件平臺的聯(lián)合體，硬件平臺不僅包括ＤＣＳ，還包括了一次信息采集和執(zhí)行機構(gòu)。

　　ＤＣＳ的控制結(jié)構(gòu)層，大致按三個層次分布：

　　基本模塊：是基本的單回路控制算法，主要是ＰＩＤ，用于使被控變量維持在設(shè)定點。

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