【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，一旦發(fā)生事故，能夠方便而且又及時(shí)地緊急處理。 （ 4）控制方案的評(píng)價(jià)，要看有無顯著的經(jīng)濟(jì)效果。自動(dòng)化本身不是目的，而是一種技術(shù)手段，自動(dòng)化是為了提高生產(chǎn)，降低成本，確保安全的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)濟(jì)效果的分析通常包括自動(dòng)化投資、增產(chǎn)的產(chǎn)量和產(chǎn)值、勞動(dòng)力的節(jié)約、成本的降低、自動(dòng)化的總收益與投回收 項(xiàng)目。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 10 塔頂影響因素 塔頂真空度影響因素 1）抽真空蒸汽壓力變化：蒸汽壓力增大時(shí)，真空度上升，反之真空度下 降。 2）噴淋、軟化水壓力及溫度變化：噴淋大、壓力高或水溫低，空冷器冷卻 效果增強(qiáng)，真空度上升，反之，真空度下降。 3）塔頂溫度變化：塔頂溫度高，塔頂負(fù)荷大，不利于提高真空度；塔頂溫 度低， 塔頂負(fù)荷低， 有利于提高真空度。 但如果塔頂溫度低，使塔頂負(fù)荷過小， 易產(chǎn)生增壓器倒汽現(xiàn)象，而使整個(gè)操作發(fā)生異常。 4）塔頂回流量變化：塔頂回流量減小，則塔頂負(fù)荷增大，真空度下降。 塔頂溫 度影響因素 1）塔頂回流量：塔頂回流量過小，會(huì)造成塔頂溫度升高，反之溫度降低。 2）塔頂真空度：真空度低，減壓塔汽化量小，塔頂溫度低；反之溫度上升。 3）進(jìn)料量及進(jìn)料性質(zhì)：進(jìn)料量增大或性質(zhì)變輕，塔頂負(fù)荷增大，塔頂溫度 高，反之溫度低。 4）減爐出口溫度：減爐出口溫度高，則塔頂負(fù)荷大，塔頂溫度上升，反之 塔頂溫度下降。 1）減爐進(jìn)料量及性質(zhì)：進(jìn)料量大，減渣油量大；反之，渣油量小。常底油 性質(zhì)變輕，汽化率增大，則渣油量減小。反之，渣油量增多。 2）減爐出口溫度：溫度 升高，渣油量小。反之，渣油量增多。 3）塔真空度：真空度減小，拔出率下降，渣油量大。 4）測(cè)線量變化：測(cè)線液面正常控制時(shí)，測(cè)線量的變化對(duì)塔底液面影響不大， 但當(dāng)減三、四集油箱滿而溢流時(shí)，測(cè)線量減少，渣油量上升。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 11 減壓系統(tǒng)主要生產(chǎn)裂化原料，對(duì)餾分要求不高，主要要求是在保證餾出油殘 碳合格的前提下提高拔出率，減少渣油量。因此提高減壓塔汽化段真空度，提高 拔出率是其主要控制目標(biāo)。 綜合上節(jié)影響條件，減壓塔常用控制方案如圖 21 ： 圖 21減壓塔 控制回路方框圖 Gd2 Gd2 GTM GQ T F G GP2 GP1 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 12 加熱爐的基本控制 加熱爐進(jìn)料一般分為幾個(gè)支路。常規(guī)的控制方法是：在各支路上安裝各自的流量變送器和控制閥，而用爐出口總管溫度來調(diào)節(jié)爐用燃料量。這樣的調(diào)節(jié)方法根本沒有考慮支管溫度均衡的控制，支管溫度均衡的控制由操作工憑經(jīng)驗(yàn)根據(jù)分支溫差來調(diào)節(jié)分支流量差。這種人為操作顯然無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的均衡控制，往往是各支管流量較均衡，而分支溫度有相當(dāng)大的差異，某一爐管因局部過熱而結(jié)焦的可能性很大。為了改善和克服這種情況，需要采用支路均衡控制方法。近年來出 現(xiàn)的差動(dòng)式平衡控制、解藕控制以及多變量預(yù)測(cè)控制等方法能夠收取一定的效果。其中差動(dòng)式方法不僅效果不錯(cuò)，而且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行有一定的優(yōu)勢(shì)。另外，針對(duì)系統(tǒng)的非線性、強(qiáng)耦合特性，模糊控制等智能控制方法也能實(shí)現(xiàn)較好的控制。 加熱爐出口總管溫度是加熱爐環(huán)節(jié)最為重要的參數(shù)，出口溫度的穩(wěn)定對(duì)于后續(xù)工藝的生產(chǎn)穩(wěn)定、操作平穩(wěn)甚至提高收率至關(guān)重要。最簡(jiǎn)單的控制方法就是采用單回路的反饋控制。單回路反饋控制簡(jiǎn)單實(shí)用，有它的使用價(jià)值。但該方法沒有考慮燃料量變化的影響，所以出口溫度不容易穩(wěn)定，在一定程度上也會(huì)造成燃料的浪 費(fèi)。在簡(jiǎn)單反饋控制方案的基礎(chǔ)上，加入燃料量控制回路，就可以構(gòu)成加熱爐的串級(jí)控制系統(tǒng)。這種控制方案也比較簡(jiǎn)單，效果比簡(jiǎn)單控制的效果要好一些，但因?yàn)闆]有考慮原油進(jìn)料量的波動(dòng)，所以出口溫度仍不容易穩(wěn)定，另外沒有考慮空氣量與燃料量之間的配比控制，燃燒也不能達(dá)到較為理想的狀態(tài)，這也是出口總管溫度不容易穩(wěn)定的一個(gè)原因。 串級(jí)控制系統(tǒng)也可以引入爐膛溫度的控制回路來構(gòu)成：出口溫度控制器的輸出作為爐膛溫度的設(shè)定值，爐膛溫度控制器的輸出作為燃料量的給定值，燃料量控制器再去控制調(diào)節(jié)閥。這種串級(jí)控制利用爐膛溫度的重要信息，有利于克 服某些裝置燃料壓力的波動(dòng)，但反過來對(duì)爐膛溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性要求較高。 在串級(jí)控制的基礎(chǔ)上，再引入原油進(jìn)料前饋，可以構(gòu)成靜態(tài)前饋控制或動(dòng)態(tài)前饋控制。采用原油進(jìn)料前饋控制后，在原油進(jìn)料流量有變化時(shí)，控制系統(tǒng)能很快使燃料流量發(fā)生相應(yīng)的變化，從而得到補(bǔ)償，使進(jìn)料流量波動(dòng)對(duì)出口溫度的影響較小。國(guó)內(nèi)大多數(shù)的煉油廠目前均采用以上幾種方法進(jìn)行出口總管溫度控制，其中簡(jiǎn)單的串級(jí)控制應(yīng)用較多，控制多采用經(jīng)典的 PID 控制器。實(shí)際 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 13 上，由于系統(tǒng)的大時(shí)延、非線性以及時(shí)變特性， PID 控制很難取得理想的控制效果，采用先進(jìn)控制如目前在工業(yè)過程中 應(yīng)用最廣泛的預(yù)測(cè)控制成為改善控制品質(zhì)的必要手段。 加熱爐燃燒控制的任務(wù)是提高加熱爐的熱效率，以達(dá)到節(jié)能增效的目的。由于加熱爐是蒸餾裝置中耗能最大的環(huán)節(jié)，能耗占整個(gè)裝置的 70%以上，因此加熱爐熱效率的提高對(duì)于整個(gè)蒸餾裝置的節(jié)能具有決定性的意義。常規(guī)的控制系統(tǒng)中，加熱爐出口溫度、爐膛負(fù)壓、煙氣氧含量等變量是獨(dú)立的、互不關(guān)聯(lián)的，而實(shí)際上各變量之間相互影響。一般可以采用前饋加反饋的控制方法。一般情況下，采用燃燒優(yōu)化控制后能顯著的提高加熱爐的熱效率。 控制任務(wù)概述： 2. 控制爐膛 壓力在規(guī)定的范圍內(nèi) 3. 控制煙氣含氧量在設(shè)定值附近波動(dòng) 其中：保持出口溫度是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量合格；后兩個(gè)控制任務(wù)是為了保證加熱爐的安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行，當(dāng)加熱爐運(yùn)行平穩(wěn)后，也有利于產(chǎn)品質(zhì)量的保證。 加熱爐爐膛壓力是實(shí)現(xiàn)加熱爐自動(dòng)控制的一個(gè)重要的參數(shù)。爐膛壓力過高時(shí)，爐膛向外噴火，不僅使大量有效熱量散失，增加爐子的燃料消耗，而且也易燒壞爐子的鋼結(jié)構(gòu)，降低爐子的使用壽命，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致勞動(dòng)環(huán)境的惡化，危及操作人員的安全；爐壓過低時(shí)，會(huì)吸入大量的冷風(fēng)，漏風(fēng)熱損失和排煙熱損失加大，引風(fēng)機(jī)電耗增加。因此，必須將爐壓控 制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在加熱爐最佳燃燒控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，爐膛壓力控制是可以通過控制引風(fēng)機(jī)變頻器開度來實(shí)現(xiàn)，爐壓的檢測(cè)采用微差壓變送器。煙氣含氧量的大小能反映出加熱爐的燃燒情況，含氧量不足時(shí)，燃料燃燒不充分，造成大量的化學(xué)能損失，并且煙氣中含有大量的 CO，對(duì)環(huán)境造成了危害；含氧量過大時(shí)，過剩空氣過多，煙氣要帶走大量的熱量，造成排煙熱損失，并且空氣中的 N2在高溫下與 O2 發(fā)生化學(xué)反映生成 NOX，也對(duì)環(huán)境造成污染。因此控制煙氣含氧量不僅可以提高加熱爐的熱效率，更有環(huán)保作用 。 加熱爐燃燒控制 加熱爐燃燒控制 的任務(wù)是提高加熱爐的熱效率，以達(dá)到節(jié)能增效的目的。由于加熱爐是蒸餾裝置中耗能最大的環(huán)節(jié)，能耗占整個(gè)裝置的 70%以上，因此 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 14 加熱爐熱效率的提高對(duì)于整個(gè)蒸餾裝置的節(jié)能具有決定性的意義。常規(guī)的控制系統(tǒng)中，加熱爐出口溫度、爐膛負(fù)壓、煙氣氧含量等變量是獨(dú)立的、互不關(guān)聯(lián)的，而實(shí)際上各變量之間相互影響。一般可以采用前饋加反饋的控制方法。如：反饋調(diào)節(jié)對(duì)象選擇加熱爐的熱效率或煙氣氧含量，執(zhí)行手段采用調(diào)節(jié)控制量；在燃燒控制的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步實(shí)施燃燒優(yōu)化，即采用高級(jí)優(yōu)化策略通過煙氣氧含量或熱效率反饋尋求最佳的過?？諝庀禂?shù)。一般情況下 ，采用燃燒優(yōu)化控制后能顯著的提高加熱爐的熱效率。 控制任務(wù)概述： 2. 控制爐膛壓力在規(guī)定的范圍內(nèi) 3. 控制煙氣含氧量在設(shè)定值附近波動(dòng) 其中：保持出口溫度是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量合格；后兩個(gè)控制任務(wù)是為了保證加熱爐的安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行，當(dāng)加熱爐運(yùn)行平穩(wěn)后，也有利于產(chǎn)品質(zhì)量的保證。 加熱爐爐膛壓力是實(shí)現(xiàn)加熱爐自動(dòng)控制的一個(gè)重要的參數(shù)。爐膛壓力過高時(shí)，爐膛向外噴火，不僅使大量有效熱量散失，增加爐子的燃料消耗，而且也易燒壞爐子的鋼結(jié)構(gòu)，降低爐子的使用壽命，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致勞動(dòng)環(huán)境的惡 化，危及操作人員的安全；爐壓過低時(shí)，會(huì)吸入大量的冷風(fēng)，漏風(fēng)熱損失和排煙熱損失加大，引風(fēng)機(jī)電耗增加。因此，必須將爐壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在加熱爐最佳燃燒控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，爐膛壓力控制是可以通過控制引風(fēng)機(jī)變頻器開度來實(shí)現(xiàn)，爐壓的檢測(cè)采用微差壓變送器。煙氣含氧量的大小能反映出加熱爐的燃燒情況，含氧量不足時(shí)，燃料燃燒不充分，造成大量的化學(xué)能損失，并且煙氣中含有大量的 CO，對(duì)環(huán)境造成了危害；含氧量過大時(shí)，過?？諝膺^多，煙氣要帶走大量的熱量，造成排煙熱損失，并且空氣中的 N2在高溫下與 O2 發(fā)生化學(xué)反映生成 NOX，也對(duì)環(huán) 境造成污染。因此控制煙氣含氧量不僅可以提高加熱爐的熱效率，更有環(huán)保作用。 爐膛壓力控制方案：爐膛壓力主要與進(jìn)風(fēng)量和引風(fēng)量直接相關(guān)，同時(shí)也受到加熱爐燃燒狀況以及燃料油、燃料氣比例的影響，不同的燃料下，燃燒后的產(chǎn)物會(huì)不同，對(duì)爐膛壓力的影響也就不一樣，但這些影響因素處于次要地位可以不加考慮，采用單變量控制加上送風(fēng)量前饋調(diào)引風(fēng)來進(jìn)行控制，控制圖如圖 。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 15 圖 爐膛壓力控制系統(tǒng)框圖 為了避免風(fēng)機(jī)變頻器動(dòng)作過大，需要對(duì)控制量進(jìn)行如下限制： (1)引風(fēng)機(jī)負(fù)荷不可擴(kuò) 大，限制引風(fēng)機(jī)變頻器的開度 (2)由于變頻器有保護(hù)電路，如果一次動(dòng)作過大，會(huì)導(dǎo)致斷電保護(hù)，因此限制變頻器開度的每次變化量。 煙氣含氧量控制方案：煙氣含氧量是標(biāo)志燃燒狀況的重要參數(shù)。爐膛溫度、燃料量（主要是燃料油量和燃料氣量），甚至燃燒油與燃料氣的比例對(duì)煙氣含氧量有直接的影響，控制圖如圖 所示，該控制方案根據(jù)燃料量的變化對(duì)進(jìn)風(fēng)量做補(bǔ)償，能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)因負(fù)荷突然變化而引起的燃料變化，不會(huì)出現(xiàn)燃料因負(fù)荷突變而變化燃燒狀況卻因進(jìn)風(fēng)量反應(yīng)過慢而惡化的現(xiàn)象。與引風(fēng)機(jī)變頻器類似，對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)的變頻器的動(dòng)作也有如下限制 ： (1)鼓風(fēng)機(jī)的負(fù)荷不可過大，限制鼓風(fēng)機(jī)變頻器的開度。 (2)限制變頻器開度的每次變化量。 圖 煙氣含氧量控制系統(tǒng)框圖 加熱爐的單回路控制方案 加熱爐的最主要控制指標(biāo)往往是工藝介質(zhì)的出口溫度。對(duì)于不少加熱爐來說，溫度控制指標(biāo)要求相當(dāng)嚴(yán)格，例如允許波動(dòng)范圍為177。（ 1～ 2）℃。影響路出口溫度的擾動(dòng)因素有：工藝介質(zhì)進(jìn)料的流量、溫度、組分，燃料方面有燃料油的壓力、成分、燃料油的霧化情況，空氣過量情況，噴嘴的阻力，煙囪抽力等。在這些擾動(dòng)因素中有的是可控的，有的是不可控的。問了保證爐出口穩(wěn)定，對(duì)擾動(dòng)應(yīng)采取必要的措施。圖 13 為某一燃油加熱爐控制系統(tǒng)示意圖，其主要的控制系統(tǒng)是以爐出口溫度為控制變量、燃料油流量為操縱變量組成的單回路控制系統(tǒng)。其他輔助控制系統(tǒng)有： (1)進(jìn)入加熱爐工藝介質(zhì)的流量控制系統(tǒng)，如圖 FC控制系統(tǒng)。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 16 (2)燃料油總壓控制，總壓控制一般調(diào)回油量，如入 P1C控制系統(tǒng)。 圖 13 加熱爐控制系統(tǒng)示意圖 采用霧化蒸汽壓力控制系統(tǒng)后，在燃料壓力變化不大的情況下是可以滿足霧化要求的，目前煉廠中大多數(shù)采用這種方案。假如燃料油壓力變化較大時(shí)，單采用霧化蒸汽壓力控制就不能保 證燃料油得到良好的霧化，可以根據(jù)燃料油閥后壓力與霧化蒸汽壓力之差來調(diào)節(jié)霧化蒸汽，還可以采用燃料油閥后壓力與霧化蒸汽壓力比值控制。但只能保持近似的流量