精馏塔的故障诊断方案设计

精馏塔的故障诊断方案设计精馏塔的故障诊断方案设计 1 引言引言 精馏塔在石油化工行业中占有很重要的地位 是化工企业 和炼油企业生产过程中应用极为广泛的传质传热设备 其目的 是将混合物中的各组分分离 达到规定的纯度 精馏过程的实 质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度 即在同一温度下 各组分的饱和蒸汽压不同这一性质 使液相中的轻组分转移到 汽相中 而汽相中的重组分转移到液相中 从而达到分离的目 的 因此精馏装置操作的好坏直接关系到石油化工企业的经济 效益 精馏塔的故障诊断成为化工生产的重要环节 由于影响精 馏塔生产操作和产品质量因素很多 关系特别复杂 这就影响 了石油化工企业的安全生产 近年来随着计算机和人工智能 神经网络技术的发展及精馏过程的理论 例如塔的工艺计算 塔 板力学计算以及塔的附属设备的计算等 日趋成熟 如何将计算 机和精馏过程的理论有机结合应用到精馏塔的故障诊断中去 是炼油企业关注的问题之一 正因为如此 国内外对精馏过程 的故障诊断进行了广泛的研究 多数采用了建立数学模型的方 法 本文详细地讨论了精馏塔的故障诊断的设计方案 2 精馏塔故障诊断的方案设计精馏塔故障诊断的方案设计 2 1 建立精馏塔故障诊断专家系统 该方法主要包括四个部分 故障输入 基于解释学习模型 定量深层知识库和结果输出到领域知识库 首先输入一个故障 然后调用定量深层知识库 启动基于解释学习模型的学习模型 获得一条学习 该描述直接用于故障诊断 最后将该描述存到 领域知识库 其中定量深层知识库需要不断地更新 补充新的 故障诊断方法 2 2 诊断步骤 2 2 1 建立设备档案 无论任何设备都存在潜在的故障 而设备的使用过程就是 一个由潜在故障向功能故障转化的过程 其故障发展曲线如图 3 所示 为了对精馏塔进行经济而有效的维护 有必要建立设 备档案 对精馏塔运行状况跟踪记录 了解精馏塔各部件的历 史记录隋况及其运行状态 从而采用定期检测及相应的故障诊 断方法 在精馏塔发生功能故障之前检测出其潜在的故障 避 免功能故障的发生 2 2 2 确定检测方法 其主要故障有塔板效率低 塔底温度低 回流温度高和液 泛等 针对以上故障 应用 7 射线现场扫描检测技术 可以诊 断和消除故障 优化操作条件和延长操作周期等 并且为炼油 和化工企业指导生产提供重要数据或科学依据 2 2 3 确定精馏塔检测周期及维修时间 对精馏塔各个部件的监测周期的确定要依赖于精馏塔本身 的寿命 在这里取精馏塔的平均极限寿命为 t 则检测周期 tc t nd 其中 nd 为离散度系数 nd 的确定取决于设备运行 的环境状况 精馏塔的维修时间要视检测后的精馏塔状况来确 定 在这里规定精馏塔的最大运行状态为精馏塔在发生故障前 各参数能够达到的最大值 当其中的一个或几个参数超过该值 时 即认为精馏塔已经达到极限寿命 需要修理 2 2 4 建立性能预测及档案管理 在精馏塔每次进行检测之后 要对检测的情况作档案记录 同时确定设备的可用度 即设备的剩余寿命 以及下次检测的时间 所以必须进行性能预测 设备性能预测的数字建模如下 设 x x1 x2 x 是长度为 n 反映精馏塔 n 个时刻运行 状态的时间系列 x 为描述机械设备运行状态的某一特征参数 xirn i 1 n 现要预报 k 步以后的机械设备的运行状态 即 求出 xn k 将第 n k 个时刻的状态 xn k 与前 n 个状态间的内 在联系用函数关系 f 表示 xn k f xl x2 x 1 则精馏塔的寿命预测可表示为通过建立数学模型找出 f 使得任给 0 有 ff x 一 ff x xn kxxn k 2 中 f x xn k 实际状态值 ff x xn k 预测模型值 档案管理系统包括精馏塔整体状态 精馏塔各组件性能以 及经济技术评价 其系统流程如图 4 所示 3 结论结论 随着现代科技的迅速发展 现代化的故障诊断系统不断完 善 如人工智能 神经