22原油减压蒸馏装置设计_毕业论文设计(编辑修改稿)

22原油减压蒸馏装置设计_毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

措施，一旦发生事故，能够方便而且又及时地紧急处理。 （ 4）控制方案的评价，要看有无显著的经济效果。 自动化本身不是目的，而是一种技术手段，自动化是为了提高生产，降低成本，确保安全的减轻劳动强度。 经济效果的分析通常包括自动化投资、增产的产量和产值、劳动力的节约、成本的降低、自动化的总收益与投回收 项目。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 10 塔顶影响因素 塔顶真空度影响因素 1）抽真空蒸汽压力变化：蒸汽压力增大时，真空度上升，反之真空度下 降。 2）喷淋、软化水压力及温度变化：喷淋大、压力高或水温低，空冷器冷却 效果增强，真空度上升，反之，真空度下降。 3）塔顶温度变化：塔顶温度高，塔顶负荷大，不利于提高真空度；塔顶温 度低， 塔顶负荷低， 有利于提高真空度。 但如果塔顶温度低，使塔顶负荷过小， 易产生增压器倒汽现象，而使整个操作发生异常。 4）塔顶回流量变化：塔顶回流量减小，则塔顶负荷增大，真空度下降。 塔顶温 度影响因素 1）塔顶回流量：塔顶回流量过小，会造成塔顶温度升高，反之温度降低。 2）塔顶真空度：真空度低，减压塔汽化量小，塔顶温度低；反之温度上升。 3）进料量及进料性质：进料量增大或性质变轻，塔顶负荷增大，塔顶温度 高，反之温度低。 4）减炉出口温度：减炉出口温度高，则塔顶负荷大，塔顶温度上升，反之 塔顶温度下降。 1）减炉进料量及性质：进料量大，减渣油量大；反之，渣油量小。 常底油 性质变轻，汽化率增大，则渣油量减小。 反之，渣油量增多。 2）减炉出口温度：温度 升高，渣油量小。 反之，渣油量增多。 3）塔真空度：真空度减小，拔出率下降，渣油量大。 4）测线量变化：测线液面正常控制时，测线量的变化对塔底液面影响不大， 但当减三、四集油箱满而溢流时，测线量减少，渣油量上升。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 11 减压系统主要生产裂化原料，对馏分要求不高，主要要求是在保证馏出油残 碳合格的前提下提高拔出率，减少渣油量。 因此提高减压塔汽化段真空度，提高 拔出率是其主要控制目标。 综合上节影响条件，减压塔常用控制方案如图 21 ： 图 21 减压塔 控制回路方框图 Gd2 Gd2 GTM GQ T F G GP2 GP1 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 12 加热炉的基本控制 加热炉进料一般分为几个支路。 常规的控制方法是：在各支路上安装各自的流量变送器和控制阀，而用炉出口总管温度来调节炉用燃料量。 这样的调节方法根本没有考虑支管温度均衡的控制，支管温度均衡的控制由操作工凭经验根据分支温差来调节分支流量差。 这种人为操作显然无法实现稳定的均衡控制，往往是各支管流量较均衡，而分支温度有相当大的差异，某一炉管因局部过热而结焦的可能性很大。 为了改善和克服这种情况，需要采用支路均衡控制方法。 近年来出 现的差动式平衡控制、解藕控制以及多变量预测控制等方法能够收取一定的效果。 其中差动式方法不仅效果不错，而且实现简单，操作简便，对于长期运行有一定的优势。 另外，针对系统的非线性、强耦合特性，模糊控制等智能控制方法也能实现较好的控制。 加热炉出口总管温度是加热炉环节最为重要的参数，出口温度的稳定对于后续工艺的生产稳定、操作平稳甚至提高收率至关重要。 最简单的控制方法就是采用单回路的反馈控制。 单回路反馈控制简单实用，有它的使用价值。 但该方法没有考虑燃料量变化的影响，所以出口温度不容易稳定，在一定程度上也会造成燃料的浪 费。 在简单反馈控制方案的基础上，加入燃料量控制回路，就可以构成加热炉的串级控制系统。 这种控制方案也比较简单，效果比简单控制的效果要好一些，但因为没有考虑原油进料量的波动，所以出口温度仍不容易稳定，另外没有考虑空气量与燃料量之间的配比控制，燃烧也不能达到较为理想的状态，这也是出口总管温度不容易稳定的一个原因。 串级控制系统也可以引入炉膛温度的控制回路来构成：出口温度控制器的输出作为炉膛温度的设定值，炉膛温度控制器的输出作为燃料量的给定值，燃料量控制器再去控制调节阀。 这种串级控制利用炉膛温度的重要信息，有利于克 服某些装置燃料压力的波动，但反过来对炉膛温度测量的准确性要求较高。 在串级控制的基础上，再引入原油进料前馈，可以构成静态前馈控制或动态前馈控制。 采用原油进料前馈控制后，在原油进料流量有变化时，控制系统能很快使燃料流量发生相应的变化，从而得到补偿，使进料流量波动对出口温度的影响较小。 国内大多数的炼油厂目前均采用以上几种方法进行出口总管温度控制，其中简单的串级控制应用较多，控制多采用经典的 PID 控制器。 实际 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 13 上，由于系统的大时延、非线性以及时变特性， PID 控制很难取得理想的控制效果，采用先进控制如目前在工业过程中 应用最广泛的预测控制成为改善控制品质的必要手段。 加热炉燃烧控制的任务是提高加热炉的热效率，以达到节能增效的目的。 由于加热炉是蒸馏装置中耗能最大的环节，能耗占整个装置的 70%以上，因此加热炉热效率的提高对于整个蒸馏装置的节能具有决定性的意义。 常规的控制系统中，加热炉出口温度、炉膛负压、烟气氧含量等变量是独立的、互不关联的，而实际上各变量之间相互影响。 一般可以采用前馈加反馈的控制方法。 一般情况下，采用燃烧优化控制后能显著的提高加热炉的热效率。 控制任务概述： 2. 控制炉膛 压力在规定的范围内 3. 控制烟气含氧量在设定值附近波动 其中：保持出口温度是为了保证产品的质量合格；后两个控制任务是为了保证加热炉的安全、平稳、高效运行，当加热炉运行平稳后，也有利于产品质量的保证。 加热炉炉膛压力是实现加热炉自动控制的一个重要的参数。 炉膛压力过高时，炉膛向外喷火，不仅使大量有效热量散失，增加炉子的燃料消耗，而且也易烧坏炉子的钢结构，降低炉子的使用寿命，同时还会导致劳动环境的恶化，危及操作人员的安全；炉压过低时，会吸入大量的冷风，漏风热损失和排烟热损失加大，引风机电耗增加。 因此，必须将炉压控 制在规定的范围内，在加热炉最佳燃烧控制系统的基础上，炉膛压力控制是可以通过控制引风机变频器开度来实现，炉压的检测采用微差压变送器。 烟气含氧量的大小能反映出加热炉的燃烧情况，含氧量不足时，燃料燃烧不充分，造成大量的化学能损失，并且烟气中含有大量的 CO，对环境造成了危害；含氧量过大时，过剩空气过多，烟气要带走大量的热量，造成排烟热损失，并且空气中的 N2在高温下与 O2 发生化学反映生成 NOX，也对环境造成污染。 因此控制烟气含氧量不仅可以提高加热炉的热效率，更有环保作用。 加热炉燃烧控制 加热炉燃烧控制 的任务是提高加热炉的热效率，以达到节能增效的目的。 由于加热炉是蒸馏装置中耗能最大的环节，能耗占整个装置的 70%以上，因此 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 14 加热炉热效率的提高对于整个蒸馏装置的节能具有决定性的意义。 常规的控制系统中，加热炉出口温度、炉膛负压、烟气氧含量等变量是独立的、互不关联的，而实际上各变量之间相互影响。 一般可以采用前馈加反馈的控制方法。 如：反馈调节对象选择加热炉的热效率或烟气氧含量，执行手段采用调节控制量；在燃烧控制的基础上可进一步实施燃烧优化，即采用高级优化策略通过烟气氧含量或热效率反馈寻求最佳的过剩空气系数。 一般情况下 ，采用燃烧优化控制后能显著的提高加热炉的热效率。 控制任务概述： 2. 控制炉膛压力在规定的范围内 3. 控制烟气含氧量在设定值附近波动 其中：保持出口温度是为了保证产品的质量合格；后两个控制任务是为了保证加热炉的安全、平稳、高效运行，当加热炉运行平稳后，也有利于产品质量的保证。 加热炉炉膛压力是实现加热炉自动控制的一个重要的参数。 炉膛压力过高时，炉膛向外喷火，不仅使大量有效热量散失，增加炉子的燃料消耗，而且也易烧坏炉子的钢结构，降低炉子的使用寿命，同时还会导致劳动环境的恶 化，危及操作人员的安全；炉压过低时，会吸入大量的冷风，漏风热损失和排烟热损失加大，引风机电耗增加。 因此，必须将炉压控制在规定的范围内，在加热炉最佳燃烧控制系统的基础上，炉膛压力控制是可以通过控制引风机变频器开度来实现，炉压的检测采用微差压变送器。 烟气含氧量的大小能反映出加热炉的燃烧情况，含氧量不足时，燃料燃烧不充分，造成大量的化学能损失，并且烟气中含有大量的 CO，对环境造成了危害；含氧量过大时，过剩空气过多，烟气要带走大量的热量，造成排烟热损失，并且空气中的 N2在高温下与 O2 发生化学反映生成 NOX，也对环 境造成污染。 因此控制烟气含氧量不仅可以提高加热炉的热效率，更有环保作用。 炉膛压力控制方案：炉膛压力主要与进风量和引风量直接相关，同时也受到加热炉燃烧状况以及燃料油、燃料气比例的影响，不同的燃料下，燃烧后的产物会不同，对炉膛压力的影响也就不一样，但这些影响因素处于次要地位可以不加考虑，采用单变量控制加上送风量前馈调引风来进行控制，控制图如图。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 15 图 炉膛压力控制系统框图 为了避免风机变频器动作过大，需要对控制量进行如下限制： (1)引风机负荷不可扩 大，限制引风机变频器的开度 (2)由于变频器有保护电路，如果一次动作过大，会导致断电保护，因此限制变频器开度的每次变化量。 烟气含氧量控制方案：烟气含氧量是标志燃烧状况的重要参数。 炉膛温度、燃料量（主要是燃料油量和燃料气量），甚至燃烧油与燃料气的比例对烟气含氧量有直接的影响，控制图如图 所示，该控制方案根据燃料量的变化对进风量做补偿，能够快速响应系统因负荷突然变化而引起的燃料变化，不会出现燃料因负荷突变而变化燃烧状况却因进风量反应过慢而恶化的现象。 与引风机变频器类似，对于鼓风机的变频器的动作也有如下限制 ： (1)鼓风机的负荷不可过大，限制鼓风机变频器的开度。 (2)限制变频器开度的每次变化量。 图 烟气含氧量控制系统框图 加热炉的单回路控制方案 加热炉的最主要控制指标往往是工艺介质的出口温度。 对于不少加热炉来说，温度控制指标要求相当严格，例如允许波动范围为177。 （ 1～ 2）℃。 影响路出口温度的扰动因素有：工艺介质进料的流量、温度、组分，燃料方面有燃料油的压力、成分、燃料油的雾化情况，空气过量情况，喷嘴的阻力，烟囱抽力等。 在这些扰动因素中有的是可控的，有的是不可控的。 问了保证炉出口稳定，对扰动应采取必要的措施。 图 13 为某一燃油加热炉控制系统示意图，其主要的控制系统是以炉出口温度为控制变量、燃料油流量为操纵变量组成的单回路控制系统。 其他辅助控制系统有： (1)进入加热炉工艺介质的流量控制系统，如图 FC 控制系统。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 16 (2)燃料油总压控制，总压控制一般调回油量，如入 P1C控制系统。 图 13 加热炉控制系统示意图 采用雾化蒸汽压力控制系统后，在燃料压力变化不大的情况下是可以满足雾化要求的，目前炼厂中大多数采用这种方案。 假如燃料油压力变化较大时，单采用雾化蒸汽压力控制就不能保 证燃料油得到良好的雾化，可以根据燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来调节雾化蒸汽，还可以采用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力比值控制。 但只能保持近似。