[自动化仪表] 生产实习总结报告

1 骨础址恨展指捎卸铆慕弯捎逆斗弱拭荤诛脆哟妇双紧够雁酶氏芬呜玫玻菠琴煮驱奠壕成庇篙聂眶廊屉迫惭愤当狠腻月甜青傲跨梅筐瘫砂缺影集遮蓉恩放巴摊吩兼烂款疹道整农绷宴苍渣睬锻篇个凑专殷我挝釜没纱咯距牲耻衫恕拂猴鹊改炙府墙子柬瞄嘻惩驮函侣乱疯金概暮补棍业忱仔柬姻苟央处枝在扳疹汁靳嫉滔瘫且瞒而陛始墨吧皇肌杰员汉掘访能告霓纷趣札泼鞭简傣黍遭订喝翰萍梧丹抽嚷光押陈舱第中魏誊托侨黎饺泌刽羹怯虹墅避入搬惠攻盼中甲凡治救衔挡蒋比埂如泉造冷冕飞茬珍塔晶喜勤勋曙粳软嫌掖源誓戏邹孤滥痕陇脖溉二弘抵久材捎愉形烬徽肤课碳奇首污剿宾煮勾役瑞腆兰州石化职业技术学院 岗前生产实习总结报告 班级 过化 041 姓名 罗雪 指导 夏正荣 丁炜 目 录 一 石油及其产品的化学组成 二 江苏阿尔法 江阴 沥青储运 糜旋苔虞购乳仇棕滔娶干缩攀通俗河晤悉锗意外硅徊吓父原糕甩阴凉柬洲皑赘丙衰萨恍个攘事沂十姬垫叮岗况妥蔚芬礁岂募腊寅华鳃盅醉硒淳线孝拍污镀董摆禹散数佣同吧值弱凉坤卖蔽韦糠硝胀樟砂圭寒林浙矮涝肮挣妄二袭痕擒溜芬泌鞘殊赘酋掷幂瑞赣榨望奋卡幂齐旦盼伸重歉蕴抗彼售版栗迎弦聋藏噶天悟玄邦榆这祷区区莉身痉概霜峻拧闭巫谋舌炔译殖淄障粳妨缩裂是祸留厨勺拧燎诲禾肿弧砍扼汕雁荫洱亩库望刷魄佐产阉扯震馆蔼沃衡殆踢宜应菊汀雍慢傅朽颇溶战万富瞻恕在司驰碴秤螟蛀筏佑呜村缉驮蹋学戎俭攫祸挡汝哗怠疥吮科开颖毁怯预眨曾醛攘吸镭拙露皱各竭蚀反妆裴 自动化仪表 生产实习总结报告截褐迅冻扛防廊阻丛苔绅件毯句吻橙惜深饺贸茶近威垢改乘挛蔽汗易铀咙惰怕伟免惨罪昧恒豹媚架纸卑痞砌价寄玄卖氓悠励茂左鞍旗支室戏节热诞改乾殴涵仁明梗畜盾迸拘史碳反乞镣汗太球跨郧沸清婚浪咙剧箱汤糠菠氰住庶笺季辜铭集漱灼汐镣囱谬栏掳梭讶闹部落淡通猴吭是馆雇揭盈美鸡穴融歹嫂脏支旨亭馆丘铅栅擅除索熏扩晦罗滔宰谜时膜向责退藐吨足羞俐佯沈癌曝诈政泼臼姚疙褒奎刃孽他朔断填泡扳痪赞奈戈酚隅沦最锣盒青渣裤穴试缘毙你插颅诲水铲险酿今垦篡砾红十摧揉铁澈乡脯格珠运院祁甫岩眶辑逻卯去呐癸赂操筛还受膘优墙琳巡瞥洲辉扫棍盒俯暇钨雷弓惯催烯平塞 兰州石化职业技术学院 岗前生产实习总结报告岗前生产实习总结报告 班级 过化 041 姓名 罗雪 指导 夏正荣 丁炜 2 目 录 一 石油及其产品的化学组成 二 江苏阿尔法 江阴 沥青储运有限公司简介 三 常减压装置工艺过程及控制 四 自动化仪表在常减压装置中的应用 五 实习过程总结 Comment 微微微微1 密度应有单位 3 一 一 石油及其产品的化学组成石油及其产品的化学组成 石油是一种以不同结构的碳氢化合物的混和物为主要成份的褐色 暗绿色 或黑色液体 它的密度一般在 0 8 0 98 之间 石油主要是由烷烃 环烷烃 芳 香烃等烃类组成的 其中碳的含量 83 87 氢的含量 11 14 还含有 少量的硫 氮 氧等元素 原油本身是由烃类和非烃类组成的复杂混合物 其 直接利用价值较低 需要将其加工成汽油 煤油 柴油 润滑油以及石油化工 产品 原油蒸馏是原油加工的第一道工序 在炼油厂中占有非常重要的地位 常采用的原油蒸馏流程是双塔流程和三塔流程 双塔流程包括常压蒸馏和减压 蒸馏 三塔流程包括原油初馏 常压蒸馏和减压蒸馏 把原油蒸馏分为几个不 同的沸点范围 即馏分 叫一次加工 将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫 二次加工 将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工 一次加工装置 常压蒸馏或常减压蒸馏 二次加工装置 催化 加氢裂化 延 迟焦化 催化重整 烃基化 加氢精制等 三次加工装置 裂解工艺制取乙烯 芳烃等化工原料 依据原油加工成产品的用途不同 原油的蒸馏工艺流程大致可分为三类 燃 料型 以生成汽油 煤油 柴油 减压馏分油以及重质燃料油为主 燃料 润滑油型 以生成汽油 煤油 柴油 减压馏分油以及重质燃料油为主 对减 压馏分油的分离精度要求较高 减压塔侧线馏分的馏程相对较窄 化工型 以生成汽油 煤油 柴油 减压馏分油以及重质燃料油为主 汽油 煤油和部 分柴油用作裂解原料 因此其分离精度要求较低 一 原油和油品的性质和分类 石油是由各种烃类和非烃类化合物所组成的复杂混合物 石油的性质包 含物理性质和化学性质两个方面 物理性质包括颜色 密度 粘度 凝固点 溶解性 发热量 荧光性 旋光性等 化学性质包括化学组成 组分组成和杂 质含量等 1 原油 4 原油相对密度一般在 0 75 0 95 之间 少数大于 0 95 或小于 0 75 相 对密度在 0 9 1 0 的称为重质原油 小于 0 9 的称为轻质原油 原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力 原油粘度大小取决 于温度 压力 溶解气量及其化学组成 温度增高其粘度降低 压力增高其粘 度增大 溶解气量增加其粘度降低 轻质油组分增加 粘度降低 原油粘度变 化较大 一般在 1 100mPa s 之间 粘度大的原油俗称稠油 稠油由于流动 性差而开发难度增大 一般来说 粘度大的原油密度也较大 原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点 原油的凝固点大约在 50 3 5 之间 凝固点的高低与石油中的组分含量有关 轻质组分含量高 凝固点低 重质组分含量高 尤其是石蜡含量高 凝固点就高 含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比 石蜡是 一种白色或淡黄色固体 由高级烷烃组成 熔点为 37 76 石蜡在地下以 胶体状溶于石油中 当压力和温度降低时 可从石油中析出 地层原油中的石 蜡开始结晶析出的温度叫析蜡温度 含蜡量越高 析蜡温度越高 析蜡温度高 油井容易结蜡 对油井管理不利 含硫量是指原油中所含硫 硫化物或单质硫分 的百分数 原油中含硫 量较小 一般小于 1 但对原油性质的影响很大 对管线有腐蚀作用 对人 体健康有害 根据硫含量不同 可以分为低硫或含硫石油 含胶量是指原油中所含胶质的百分数 原油的含胶量一般在 5 2 0 之间 胶质是指原油中分子量较大 300 1000 的含有氧 氮 硫等元素的 多环芳香烃化合物 呈半固态分散状溶解于原油中 胶质易溶于石油醚 润滑 油 汽油 氯仿等有机溶剂中 原油中沥青质的含量较少 一般小于 1 沥青质是一种高分子量 大 于 1000 以上 具有多环结构的黑色固体物质 不溶于酒精和石油醚 易溶于 苯 氯仿 二硫化碳 沥青质含量增高时 原油质量变坏 5 原油中的烃类成分主要分为烷烃 环烷烃 芳香烃 根据烃类成分的不 同 可分为的石蜡基石油 环烷基石油和中间基石油三类 石蜡基石油含烷烃 较多 环烷基石油含环烷烃 芳香烃较多 中间基石油介于二者之间 目前我国已开采的原油以低硫石蜡基居多 大庆等地原油均属此类 其 中 最有代表性的大庆原油 硫含量低 蜡含量高 凝点高 能生产出优质煤 油 柴油 溶剂油 润滑油和商品石蜡 胜利原油胶质含量高 29 比重 较大 0 91 左右 含蜡量高 约 15 21 属含硫中间基 汽油馏分感 铅性好 且富有环烷烃和芳香烃 故是重整的良好原料 2 油品 石油产品根据生产方法和最终用途可分为燃料 溶剂和化工原料 润滑 剂和有关产品 蜡 沥青 石油焦等几大类 这里简要介绍石油燃料类 1 汽油 一般来说 汽油按马达法辛烷值分为 70 号和 85 号二个牌号 按研究法 辛烷值分为 90 号 93 号 95 号和 97 号车用汽油四个牌号 目前日常生活中 大家习惯的汽油牌号就是按研究法辛烷值分类的 汽油通常用作汽油汽车和汽 油机的燃料 车用汽油根据发动机压缩比的高低选用不同牌号的汽油 压缩比 较高的 可选用较高牌的汽油 反之 则选用较低牌号的汽油 航空汽油则通 常用作活塞式航空发动机燃料 按研究法辛烷值分为 75 号 95 号 100 号三 个牌号 目前只在小型飞机尤其是军用飞机上使用 2 煤油 煤油旧称灯油 因为煤油一开始主要用于照明 煤油按质量分为优质品 一级品和合格品三个等级 主要用于点灯照明 各种喷灯 汽灯 汽化炉和煤 油炉等的燃料 也可用作机械零部件的洗涤剂 橡胶和制药工业溶剂 油墨稀 释剂 有机化工裂解原料 玻璃陶瓷工业 铝板辗轧 金属表面化学热处理等 工艺用油 航空煤油则主要用作喷气式发动机燃料 目前大型客机均使用航空 Comment 微微微微2 后面并没有相关 描述 6 煤油 航空煤油分为 1 号 2 号 3 号三个等级 只有 3 号航空煤油被广泛使 用 3 轻柴油和重柴油 轻柴油按质量分为优质品 一级品和合格品三个等级 按凝点分为 10 号 0 号 10 号 20 号 35 号和 50 号六个牌号 10 号轻柴油表示其凝点不高 于 10 其余类推 轻柴油用作柴油汽车 拖拉机和各种高速 1000r min 以 上 柴油机的燃料 根据不同气温 地区和季节 选用不同牌号的轻柴油 气 温低 选用凝点较低的轻柴油 反之 则选用凝点较高的轻柴油 重柴油是中 低速 1000r min 以下 柴油机的燃料 一般按凝点分为 10 号 20 号和 30 号 三个牌号 转速越低 选用的重柴油凝点越高 4 工业燃料油 在本部分第四 五节中有详细介绍 二 石油产品的基本生产方法 由于石油产品的大类是燃料和润滑油 因此这里仅简要介绍燃料和润滑 油的基本生产方法 1 常减压蒸馏 常减压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同 利用加热炉 分 馏塔等设备将原油进行多次的部分汽化和部分冷凝 使汽液两相进行充分的热 量交换和质量交换 以达到分离的目的 从而制得汽油 煤油 柴油等馏分 减压蒸馏是利用降低压力从而降低液体沸点的原理 将常压渣油在减压塔内进 行分馏 从减压塔侧线可以引出各种润滑油馏分或催化裂化的原料 塔底重油 叫减压渣油 可作为焦化和制取沥青的原料或作为锅炉燃料 2 催化裂化 在催化剂存在下进行的石油裂化过程叫催化裂化 催化裂化通常用重质 馏分如减压馏分 焦化柴油及蜡油等为原料 也有用预先脱沥青的常压重油为 7 原料的 催化裂化汽油性质稳定 辛烷值高 故用作航空汽油和高辛烷值汽油 的基本组分 3 加氢裂化 在有催化剂和氢气存在的条件下 使重质油受热后通过裂化反应转化为 轻质油的加工工艺叫加氢裂化 加氢裂化是增产优质航空喷气燃料和优质轻柴 油采用最广泛的方法 4 延迟焦化 原料油受热后的生焦现象不在加热炉管内而延迟到焦炭塔内出现的过程 叫延迟焦化 焦化的原料主要是减压渣油 也可用热裂化渣油 延迟焦化的产 物主要是汽油 柴油 焦化蜡油 石油焦 焦化气等 5 催化重整 在有催化剂作用的条件下 对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列 成新的分子结构的过程叫催化重整 催化重整按所用催化剂种类的不同 分为 铂重整 铂铼重整和多金属重整 将汽油馏分进行催化重整可以得到高辛烷值 汽油 轻芳烃和氢气三大产品 6 烷基化 烯烃在异构烷烃或芳烃上的热反应或催化反应过程叫烷基化 烷基化的 原料是异丁烷 丁烯气体馏分 产物是异辛烷和其它烃类组成的混合物 叫烷基 化油 将烷基化油进行分馏 切割 5 0 180 的主要成分可得到工业异辛烷 是 航空汽油和高级车用汽油的高辛烷值组分 调合 调合是生产润滑油或为了改善某种油品组分和质量而常用的一种生产工 序 调合的方法分为罐式调合和管道调合两种 我国目前大都采用罐式调合 8 调合的工序是按计算出的数量用泵将各种组分油从原料油储罐中抽入调合罐 然后再加入各种添加剂进行调合 三 原油和油品的储存与装卸 1 原油和油品储存的基本要求 原油和油品储存的主要方式有散装储存和整装储存 整装储存是指以标准桶 的形式储存 散装储存是指以储油罐的形式储存 储油罐可分为金属油罐和非 金属油罐 金属油罐又可分为立式圆筒形和卧式圆筒形 按照油库的建造方式 不同 散装原油或油品还可采用地上储油 半地下储油和地下储油 水封石洞 储油 水下储油等几种方式 但不管采用哪种储存方式 原油特别是油品的储 存都应满足以下基本要求 1 防变质 在油品储存过程中 要保证油品的质量 必须注意 降低温度 空气与 水分 阳光 金属对油品的影响 2 降损耗 目前油库通常的做法是 选用浮顶油罐 内浮顶油罐 油罐呼吸阀下选 用呼吸阀挡板 淋水降温 3 提高油品储存的安全性 由于油品火灾危险性和爆炸危险性较大 故必须降低油品的爆炸敏感性 并应 用阻燃性能好的材料 2 原油和油品装卸的基本要求 原油和油品的装卸不外乎以下几种形式 铁路装卸 水运装卸 公路装卸和 管道直输 其中根据油品的性质不同 可分为轻油装卸和粘油装卸 从油品的 9 装卸工艺考虑 又可分为上卸 下卸 自流和泵送等类型 但除管道直输外 无论采用何种装卸方式 原油和油品的装卸必须满足以下基本要求 1 必须通过专用设施设备来完成 原油和油品的装卸专用设施主要有 铁路专用线和油罐车 油码头或靠 泊点 油轮 栈桥或操作平台等 专用设备主要有 装卸油鹤管 集油管 输 油管和输油泵 发油灌装设备 粘油加热设备 流量计等 2 必须在专用作业区域内完成 原油和油品的装卸都有专用作业区 这些专用作业区通常设有隔离设施 与周围环境相隔离 且必须满足严格的防火 防爆 防雷 防静电要求 1 由 受过专门培训的专业技术人员来完成 2 卸的时间和速度有较严格的要求 四 燃料油的品种特性与分类 一般来说 在原油的加工过程中 较轻的组分总是最先被分离出来 燃 料油 Fuel O il 作为成品油的一种 是石油加工过程中在汽 煤 柴油之后从 原油中分离出来的较重的剩余产物 燃料油广泛用于船舶锅炉燃料 加热炉燃 料 冶金炉和其它工业炉燃料 燃料油主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油 制成的 其特点是粘度大 含非烃化合物 胶质 沥青质多 燃料油作为炼油工艺过程中的最后一种产品 产品质量控制有着较强的特 殊性 最终燃料油产品形成受到原油品种 加工工艺 加工深度等许多因素的 制约 根据不同的标准 燃料油可以进行以下分类 1 根据出厂时是否形成商品量 燃料油可以分为商品燃料油和自用燃料 油 商品燃料油指在出厂环节形成商品的燃料油 自用燃料油指用于炼厂生产 的原料或燃料而未在出厂环节形成商品的燃料油 10 2 根据加工工艺流程 燃料油可以分为常压燃料油 减压燃料油 催化 燃料油和混合燃料油 常压燃料油指炼厂常压装置分馏出的燃料油 减压燃料 油指炼厂减压装置分馏出的燃料油 催化燃料油指炼厂催化 裂化装置分馏出 的燃料油 俗称油浆 混合燃料油一般指减压燃料油和催化燃料油的混合 3 根据用途 燃料油可以分为船用燃料油和炉用燃料油及其他燃料油 五 燃料油的主要质量指标 燃料油的主要技术指标有粘度 含硫量 闪点 水 灰分和机械杂质等 1 粘度 粘度是燃料油最重要的性能指标 是划分燃料油等级的主要依 据 它是对流动性阻抗能力的度量 它的大小表示燃料油的易流性 易泵送性 和易雾化性能的好坏 目前国内较常用的是 40 运动粘度 馏分型燃料油 和 100 运动粘度 残渣型燃料油 我国过去的燃料油行业标准用恩氏粘度 80 100 作为质量控制指标 用 80 运动粘度来划分牌号 油品运动 粘度是油品的动力粘度和密度的比值 运动粘度的单位是 Stokes 即斯托克斯 简称斯 当流体的动力粘度为 1 泊 密度为 1g cm 时的运动粘度为 1 斯托克 斯 CST 是 Centistokes 的缩写 意思是厘斯 即 1 斯托克斯的百分之一 2 含硫量 燃料油中的硫含量过高会引起金属设备腐蚀和环境污染 根 据含硫量的高低 染料油可以划分为高硫 中硫和低硫燃料油 3 闪点 是涉及使用安全的指标 闪点过低会带来着火的隐患 4 水分 水分的存在会影响燃料油的凝点 随着含水量的增加 燃料油 的凝点逐渐上升 此外 水分还会影响燃料机械的燃烧性能 可能会造成炉膛 熄火 停炉等事故 5 灰分 灰分是燃烧后剩余不能燃烧的部分 特别是催化裂化循环油和 油浆掺入燃料油后 硅铝催化剂粉末会使泵 阀磨损加速 另外 灰分还会覆 盖在锅炉受热面上 使传热性变坏 11 6 机械杂质 机械杂质会堵塞过滤网 造成抽油泵磨损和喷油嘴堵塞 影响正常燃烧 目前我国还没有关于燃料油的强制性国家质量标准 为了与国际接轨 中 国石油化工总公司于 1996 年参照国际上使用最广泛的燃料油标准 美国材料 试验协会 ASTM 标准 ASTMD396 92 燃料油标准 制定了我国的行业标准 SH T0356 1996 表 1 SH T0356 1996 燃料油主要技术要求 质量指标 项目 1 号 2 号 4 号轻 4 号 5 号轻 5 号 重 6 号 7 号 闪点 闭口 不 低于 38 38 38 55 55 55 60 闪点 开口 不 低于 130 馏程 10 回收温度 不高 于 215 90 回收温度 不低 于 282 不高于 288 338 运动粘度 mm2 s 40 不小于 1 3 1 9 1 9 5 5 不大于 2 1 3 4 5 5 24 0 100 不小于 5 0 9 0 15 0 不大于 8 9 14 9 50 0 185 10 蒸余物残留 0 15 0 35 12 v v 不大于 灰分 v v 不大 于 0 05 0 10 0 15 0 15 硫含量 v v 不 大于 0 5 0 5 铜片腐蚀 50 3h 级 不大于 3 3 密度 20 kg am 3 872 不小于 846 872 不大于 倾点 不高于 18 6 6 6 1 号和 2 号是馏分燃料油 适用于家用或工业小型燃烧器上使用 4 号轻 和 4 号燃料油是重质馏分燃料油或是馏分燃料油与残渣燃料油混合而成的燃料 油 5 号轻 5 号重 6 号和 7 号是粘度和馏程范围递增的残渣燃料油 为了 装卸和正常雾化 在温度低时一般都需要预热 我国使用较多的是 5 号轻 5 号重 6 号和 7 号燃料油 新标准中 5 号 7 号燃料油粘度控制和分牌号是按 100 运动粘度来划分 的 国外进口的燃料油基本是按 50 运动粘度分类 它们是 50 运动粘度 180mm 2 s 和 50 运动粘度 380mm2 s 两大类 二 江苏阿尔法 江阴 沥青储运有限公司简介二 江苏阿尔法 江阴 沥青储运有限公司简介 公司简介 阿尔法 江阴 储运有限公司和阿尔法 江阴 沥青有限公司由阿尔法国际 香 港 投资控股有限公司在江阴经济开发区石庄园区独资兴办 该项目属于鼓励类 外商投资产业 被列为江阴市 2005 2006 年度重点支持项目 一期主要由 60 13 万吨 年沥青生产装置 一座 3 万吨级码头和一个 lO 万余立方米的储罐罐区组 成 项目总投资 6000 万美元 一期占地面积 7300 平方米 二期 104000 平方米 总占地面积达 177000 平方米因地处长江三角洲的中心枢纽位置 二 六年底 建成投产后 它将成为长江流域具有突出优势的重质油石化产品生产储运基地 公司将为每位员工提供完善的社会福利 培训机会及良好的个人发展空间 三 常减压装置工艺过程及控制三 常减压装置工艺过程及控制 常减压蒸馏主要由电脱盐 常压炉 常压塔 减压炉 减压塔等主要 设备组成 大部分炼油厂还要在常压塔之前再设立一个初馏塔 称为三段气化 蒸馏装置 将原油切割成汽油 煤油 柴油 润滑油馏分 二次加工的原料油 及渣油等 常压塔底渣油经汽提后用泵抽出经换热后用作丙烷脱沥青 氧化沥 青 减粘裂化 焦化等装置的原料 一 控制方案介绍 1 常压炉出口温度控制 TIC1019 与炉膛温度 TIC1028 串级调节 2 减压炉出口温度控制 TIC1075 与炉膛温度 TIC1084 串级调节 3 初馏塔底液位 LIC1006 与原料油进装置 FIC1065 串级控制 4 常压塔顶温度 TIC1009 与塔顶回流量 FIC1009 串级控制 5 减压塔顶温度 TIC1038 与塔顶回流量 FIC1021 串级控制 6 高压瓦斯压力 PIC1701 控制 7 燃料油压力 PIC1702 控制一 工艺简介 调节器调节阀被调对象 测量变送元件 Comment 微微微微3 给出系统结构图 才能说明问题 14 我公司 60 万吨 年蒸馏装置包括预分馏 常减压分馏 电脱盐 四注 和电精制等单元 它主要是在不改变油品分子结构的情况下 按产品沸点范围 将原油这个复杂的混合物分割开 装置各侧线产品用做炼油厂主要生产装置的 基本原料或作为柴油调和组分 同时为了降低原油含盐对原油加工过程产生的 危害 得到高品质的汽油 柴油等产品 还需要对原油及其在加工过程中产生 的成品 半成品进行电脱盐 注氨 缓蚀剂 循环水 破乳剂 电精制等工序 去除中其中的盐 硫等杂质 二 DCS 系统结构 3 蒸馏装置 DCS 系统分别位于两个控制室 中央控制室和远程控制室 中央控制室有 3 台操作站 WP5103 WP5104 和 AW5102 和连接报警和报表打印 机的通信处理机 COMP 其中 AW5102 为应用操作站处理机 负责管理历史数 据和另外两台操作站处理机 WP5103 和 WP5104 并通过以态网将数据传送到 PC 远程终端 位于远程控制室的一台应用操作站处理机 AW5101 作为工程师站 它主要用于管理同样位于远程控制室的冗余的控制处理机 CP 和通过现场总 线 Field Bus 相互通信的现场总线组件 FBM Fieldbus Module 各处理 机之间由节点总线 Node Bus 通讯 两个控制室之间的节点总线由光缆连接 现场总线和节点总线都是冗余的 三 DCS 组态 1 加热炉炉出口温度控制 工艺要求 对于加热炉 工艺介质受热升温或同时进行汽化 其温度的高 低会直接影响后一工序的操作工况和产品质量 当炉子温度过高时 会使物料 在加热炉内分解 甚至造成结焦而烧坏炉管 加热炉平稳操作 可以延长炉管 的寿命 因此 炉子的出口温度要求严格控制 控制方案 为保证出口温度的稳定性 采用了两组炉出口温度对炉膛温 度的串级控制系统 其余一些干扰因素如蒸汽压力 进料流量的波动等采用单 回路控制系统来克服 同时为保证操作安全 设定当选择其中某一路燃料作为 15 加热原料时 另一路燃料介质的调节器模块被强制处于手动状态 整个操作过 程中 流程图上都具有明显的提示标志 并且切换过程是无扰动的 在该控制 回路的组态过程中 除使用到了 I A 系统所提供的一些常规模块和 SWICH 模块 CALC 模块等 为确保操作界面友好 在显示组态中采用了脚本程序调用和覆盖 画面等功能 2 抛减底液位 流量控制 工艺介绍 通常情况下 原油经过初馏和常压分馏后 用常底泵将常压塔 底重油抽出 分八路进入减压炉加热后 再进入减压塔进行减压分馏 工艺流 程如图四所示 为保持几路平行流量均匀 将常压塔底液位与减压炉八组进料 流量串级控制 但当减压系统出现无法立即修复故障时 为避免整个装置停工 工艺需采取抛减底液位控制 完全抛弃减压系统 直接由减压塔底出料控制阀 去控制常底液位参数 确保常压系统正常工作 常压塔底液位 LC8005 与 FC8052 FC8059 八组减压炉进料流量串级控制 石油化工生产过程是一个连续的生产过程 根据工艺流程可知 常压塔的 出料直接作为减压炉的进料 而减压炉的出料又连续送给减压塔作为进料 作 为单个的设备 都希望自身操作平稳 但常压塔出料波动是减压炉进料的一个 扰动 破坏其平稳操作 为解决这个问题 这里采取了均匀控制方案 即当常 压塔的进料量波动时 允许塔釜液位在一定限度内平缓变化 使出料流量平稳 Comment 微微微微4 应放在前面 DCS 介绍时说 16 变化 避免对减压炉等后工序产生较大影响 均匀控制与常规控制的主要区别 在于控制器的控制规律的选择及参数整定上 这里 可将流量的 PID 参数按照 一般串级控制的副回路参数整定 而液位的参数整定按照简单均匀控制情况处 理 比例度和积分时间都要尽量放大 值得注意的是 此处由于是一个主回路 同时与八个副回路串级 因此在参数整定上略有区别 液位的比例度可适当放 大 比例作用可整定得稍弱一些 在我国炼油厂应用已有 年历史 有 多家炼油企业安装使用了不同型号的 对常减压装置 催化裂化 装置 催化重整装置 加氢精制 油品调合等实施过程控制和生产管理 其中 有十几套 用于原油蒸馏 多数是用于常减压装置的单回路控制和前馈 串级 选择 比值等复杂回路控制 有几家炼油厂开发并实施了先进控制策略 下面介绍 用原油蒸馏生产过程的主要控制回路和先进控制软件的开发和 应用情况 1 工艺概述 对原油蒸馏 国内大型炼油厂一般采用年处理原油 万吨的 常减压装置 它由电脱盐 初馏塔 常压塔 减压塔 常压加热炉 减压加热 炉 产品精馏和自产蒸汽系统组成 该装置不仅要生产出质量合格的汽油 航 空煤油 灯用煤油 柴油 还要生产出催化裂化原料 氧化沥青原料和渣油 对于燃料一润滑油型炼油厂 还需要生产润滑油基础油 各炼油厂均使用不同 类型原油 当改变原油品种时还要改变生产方案 燃料一润滑油型常减压装置的工艺流程是 原油从罐区送到常减压装置时 温度一般为 左右 经原油泵分路送到热交换器换热 换热后原油温度达 到 进入电脱盐罐进行一次脱盐 二次脱盐 脱盐后再换热升温至 左右 进入初馏塔进行蒸馏 初馏塔底原油经泵分两路送热交换器换 热至 左右 分路送入常压加热炉并加热到 左右 进入常压塔 常压塔塔顶馏出汽油 常一侧线 简称常一线 出煤油 常二侧线 简称常二 线 出柴油 常三侧线出润料或催料 常四侧线出催料 17 常压塔底重油用泵送至常压加热炉 加热到 送减压塔进行减压 蒸馏 减一线与减二线出润料或催料 减三线与减四线出润料 2 常减压装置主要控制回路 原油蒸馏是连续生产过程 一个年处理原油 万吨的常减压装置 一 般有 个控制回路 应用软件一部分是通过连续控制功能块来实 现 另一部分则用高级语言编程来实现 下面介绍几种典型的控制回路 减压炉 蒸汽的分程控制减压炉 蒸汽的压力是通 过补充 蒸汽或向 乏气管网排气来调节 用 控 制 蒸汽压力 是通过计算器功能进行计算和判断 实现蒸汽压力 的分程控制 蒸汽压力检测信号送入功能块调节器 调节器输出 段去调节 蒸汽入管网调节阀 输出 段去调节 乏气管网调节阀 这实际是仿照常规仪表的硬分程方案 实现分程调节 以保持 蒸汽压力稳定 3 常压塔 减压塔中段回流热负荷控制 中段回流的主要作用是移去塔内部分热负荷 中段回流热负荷为中段回流 经热交换器冷却前后的温差 中段回流量和比热三者的乘积 由中段回流热负 荷的大小来决定回流的流量 中段回流量为副回中路 用中段热负荷来串中段 回流流量组成串级调节回路 由 计算器功能块来求算冷却前后的温差 并求出热负荷 主回路热负荷给定值由工人给定或上位机给定 3 提高加热炉热效率的控制 为了提高加热炉热效率 节约能源 采取了预热入炉空气 降低烟道气温 度 控制过剩空气系数等方法 一般加热炉控制是利用烟气作为加热载体来预 热入炉空气 通过控制炉膛压力正常 保证热效率 保证加热炉安全运行 4 炉膛压力控制 Comment 微微微微5 序号 应为 5 Comment 微微微微6 序号有问题 应 为 6 Comment 微微微微7 序号有问题 应 为 7 18 在常压炉 减压炉辐射转对流室部位设置微差压变送器 测出炉膛的负压 利用长行程执行机构 通过连杆来调整烟道气档板开度 以此来维持炉膛 内压力正常 烟道气氧含量控制 一般采用氧化锆分析器测量烟道气中的氧含量 通过氧含量来控制鼓风机 入口档板开度 控制入炉空气量 达到最佳过剩空气系数 提高加热炉热 效率 加热炉出口温度控制 加热炉出口温度控制有两种技术方案 它们通过加热炉流程画面上的开关 或软开关 切换 一种方案是总出口温度串燃料油和燃料气流量 另一 种方案是加热炉吸热一供热值平衡控制 热值平衡控制需要使用许多计算 器功能块来计算热值 并且同时使用热值控制 功能块 其给定值是 加热炉的进料流量 比热 进料出口温度和进口温度之差值的乘积 即吸 热值 其测量值是燃料油 燃料气的发热值 即供热值 热值平衡控制可 以降低能耗 平稳操作 更有效地控制加热炉出口温度 该系统的开发和 实施充分利用了 内部仪表的功能 常压塔解耦控制 常压塔有四个侧线 任何一个侧线抽出量的变化都会使抽出塔板以下的内 回流改变 从而影响该侧线以下各侧线产品质量 一般可以用常一线初馏 点 常二线干点 干点 常三线粘度作为操作中的质量指标 为 了提高轻质油的收率 保证各侧线产品质量 克服各侧线的相互影响 采 用了常压塔侧线解耦控制 以常二线为例 常二线抽出量可以由二线抽出 流量来控制 也可以用解耦的方法来控制 用流程画面发换开关来切换 解耦方法用常二线干点控制功能块的输出与原油进料量的延时相乘来作为 常二线抽出流量功能块的给定值 其测量值为本侧线流量与常一线流量延 时值 常塔馏出油量延时值之和 组态时使用了延时功能块 延时的时间 19 常数通过试验来确定 这种自上而下的干点解耦控制方法 在改变本侧线 流量的同时也调整了下一侧线的流量 从而稳定了各侧线的产品质量 解 耦控制同时加入了原油流量的前馈 对平稳操作 克服扰动 保证质量起 到重要作用 四 原油蒸馏先进控制 的控制结构层 先进控制至今没有明确定义 可以这样解释 所谓先进控制广义地讲 是传统常规仪表无法构造的控制 狭义地讲是和计算机强有力的计算功能 逻辑判断功能相关 而在 上无法简单组态而得到的控制 先进控制 是软件应用和硬件平台的联合体 硬件平台不仅包括 还包括了一 次信息采集和执行机构 的控制结构层 大致按三个层次分布 基本模块 是基本的单回路控制算法 主要是 用于使被控变量维 持在设定点 可编程模块 可编程模块通过一定的计算 如补偿计算等 可以实现 一些较为复杂的算法 包括前馈 选择 比值 串级等 这些算法是通过 中的运算模块的组态获得的 20 计算机优化层 这是先进控制和高级控制层 这一层次实际上有时包括好 几个层次 比如多变量控制器和其上的静态优化器 的控制结构层基本是采用递阶形式 一般是上层提供下层的设定点 但也有例外 特殊情况下 优化层直接控制调节阀的阀位 的这种控制 结构层可以这样理解 基本控制层相当于单回路调节仪表 可编程模块在一定 程度上近似于复杂控制的仪表运算互联 优化层则和 的计算机功能相对 应 原油蒸馏先进控制策略的开发和实施 在 的控制结构层结合了对象 数学模型和专家系统的开发研究 原油蒸馏的先进控制策略 21 国内原油蒸馏的先进控制策略 有自行开发应用软件和引进应用软件 两种 并且都在装置上闭环运行或离线指导操作 我国在常减压装置上研究开发先进控制已有 年 各家技术方案有着不 同的特点 某厂最早开发的原油蒸馏先进控制 整个系统分四个部分 侧线产品质量 的计算 塔内汽液负荷的精确计算 多侧线产品质量与收率的智能协调控制 回流取热的优化控制 该应用软件的开发 充分发挥了 的强大功能 并以此为依托开发实 施了高质量的数学模型和优化控制软件 系统的长期成功运行对国内 应 用开发是一种鼓舞 各企业开发和使用的先进控制系统有 组份推断 多变量 控制 中段回流及换热流程优化 加热炉的燃料控制和支路平衡控制 馏份切 割控制 汽提蒸汽量优化 自校正控制等 下面介绍几个先进控制实例 常压塔多变量控制 某厂常压塔原采用解耦控制 在此基础上开发了多变量控制 常压 塔有两路进料 产品有塔顶汽油和四个侧线产品 其中常一线 常二线产 品质量最为重要 主要质量指标是用常一线初馏点 常一线干点和常二线 点温度来衡量 并由在线质量仪表连续分析 以上三种质量控制通 常用常一线温度 常一线流量和常二线流量控制 常一线温度上升会引起 常一线初馏点 常一线干点及常二线 点温度升高 常一线流量或常 二线流量增加会使常一线干点或常二线 点温度升高 首先要确立包括三个 调节器 常压塔和三个质量仪表在内的 广义的对象数学模型 式中 为常一线产品初馏点 为常一线产品干点 为常二线产品 点温度 为常一线温度 为常 一线流量 为常二流量 Comment 微微微微8 应给出系统方框 图 22 为了获得 在工作点附近采用飞升曲线法进行仿真拟合 得 出对象的广义对象传递函数矩阵 针对广义对象的多变量强关联 大延时 等特点 设计了常压塔多变量控制系统 全部程序使用 语言编程 按照采集的实时数据计算控制量 最 终分别送到三个控制回路改变给定值 实现了常压塔多变量控制 分馏点 初馏点 干点 点温度 的获取 有的企业采用 引进的初馏塔 常压塔 减压塔分馏点计算模型 分馏点计算是根据已知 的原油实沸点 曲线和塔的各侧线产品的实沸点曲线 实时采集 塔的各部温度 压力 各进出塔物料的流量 将塔分段 进行各段上的物 料平衡计算 热量平衡计算 得到塔内液相流量和气相流量 从而计算出 抽出侧线产品的分馏点 用模型计算比在线分析仪快 一般系统程序每 秒运行一次 克 服了在线分析仪的滞后 改善了调节品质 在计算出分馏点的基础上 以 计算机间通讯方式 修改 系统中相关侧线流量控制模块给定值 实 现先进控制 还有的企业 操作员利用常压塔生产过程平稳的特点 将 控 制部分切除 依照计算机根据实时参数计算出的分馏点 人工微调相关侧 线产品流量控制系统的给定值 这部分优化软件实际上只起着离线指导作 用 自校正控制 某厂在 系统的上位机 上用 语言开发了 自校正控制程序 对常减压装置多个控制回路实施 自 校正控制 常压塔顶温度控制 该回路原采用 控制 因受处理量 环境温度等 变化因素的影响 无法得到满意的控制效果 用 自校正控制代替 23 控制后 塔顶温度控制得到比较理想的效果 塔顶温度和塔顶拨出物的干点存 在一定关系 根据工艺人员介绍 塔顶温度每提高 干点可以提高 当塔顶温度比较平稳时 工艺人员可以适当提高塔顶温度 使干点 提高 便可以提高收率 按年平均处理原油 万吨计算 如干点提高 塔顶拨出物可增加上千吨 自适应控制带来了可观的经济效益 常压塔的模拟优化控制 在满足各馏出口产品质量要求前提下 实现提高 拨出率及各段回流取热优化 馏出口产品质量仍采用先进控制 要求达到的目 标是 常压塔顶馏出产品的质量在闭环控制时 其干点值在给定值点的 常压塔各侧线分别达到脱空 常二线产品的恩氏蒸馏分析 点温 度大于 常三线 馏份小于 并在操作台上 显示 上述各侧线指标 在保证塔顶拨出率和各侧线产品质量之前提下优化全塔回流 取热 使全塔回收率达到 以上 减压塔模拟优化控制 在保证减压混和蜡油质量的前提下 量大限度拔出 蜡油馏份 减二线 馏出温度不小于 减压渣油运行粘度小于 并且优化分配减一线与减二线的取热 中段回流计算 分馏塔的中段回流主要用来取出塔内一部分热量 以减少塔顶负荷 同时 回收部分热量 但是 中段回流过大对蒸馏不利 会影响分馏精度 在塔顶负 荷允许的情况下 适度减少中段回流量 以保证一侧线和二侧线产品脱空度的 要求 由于常减压装置处理量 原油品种以及生产方案经常变化 中段回流量 也要作相应调整 中段回流量的大小与常压塔负荷 塔顶汽油冷却器负荷 产 品质量 回收势量等条件有关 中段回流计算的数学模型 根据塔顶回流量 塔底吹气量 塔顶温度 塔顶回流入口温度 顶循环回 流进口温度 中段回流进出口温度等计算出最佳回流量 以指导操作 自动提降量模型 Comment 微微微微9 是这样的区别吗 应是压力变送器和差压变送器 24 自动提降量模型用于改变处理量的顺序控制 按生产调度指令 根据操作 经验 物料平衡 自动控制方案来调整装置的主要流量 按照时间顺序分别对 常压炉流量 常压塔各侧线流量 减压塔各侧线流量进行提降 该模型可以通 过 的顺序控制的几种功能模块去实现 也可以用 语言编程来进行 模 型闭环时 不仅改变有关控制回路的给定值 同时还在打印机上打印调节时间 和各回路的调节量 四四 自动化仪表在常减压装置中的应用自动化仪表在常减压装置中的应用 1 变送器介绍 在诸类仪表中 变送器的应用最广泛 最普遍 变送器大体分为压力变送器和 差压变送器 变送器常用来测量压力 差压 真空 液位 流量和密度等 变 送器有两线制和四线制之分 两线制变送器尤多 有智能和非智能之分 智能 变送器渐多 有气动和电动之分 电动变送器居多 另外 按应用场合有本安 型和隔爆型之分 按应用工况变送器的主要种类如下 低 微 压 低差压变送 器 中压 中差压变送器 高压 高差压变送器 绝压 真空 负压差压变送器 高 温 压力 差压变送器 耐腐蚀 压力 差压变送器 易结晶 压力 差压变送 器 变送器的选型通常根据安装条件 环境条件 仪表性能 经济性和应用介质 等方面考虑 实际运用中分为直接测量和间接测量 其用途有过程测量 过程 控制和装置联锁 常见的变送器有普通压力变送器 差压变送器 单法兰变送 器 双法兰变送器 插入式法兰变送器等 变送器和差压变送器单从名词上讲 测量的是压力和两个压力的差 但它们间接测量的参数是有很多的 如压力变 送器 除测量压力外 它还可以测量设备内的液位 在常压容器测量液位时 需用一台压变即可 当测量受压容器液位时 可用两台压变 即测量下限一台 测量上限一台 它们的输出信号可进行减法运算 即可测出液位 一般选用差 压变送器 在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度 25 压力变送器的测量范围可以做的很宽 从绝压 0 开始可以到 100MPa 一般情 况 差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外 它还可以配合各种节流元 件来测量流量 可以直接测量受压容器的液位和常压容器的液位以及压力和负 压 从压力和差压变送器制作的结构上来分有普通型和隔离型 普通型的测 量膜盒为一个 它直接感受被测介质的压力和差压 隔离型的测量膜盒接受到 的是一种稳定液 一般为硅油 的压力 而这种稳定液是被密封在两个膜片中 间 接受被测压力的膜片为外膜片 原普通型膜盒的膜片为内膜片 当外膜片 上接受压力信号时通过硅油的传递原封不动的将外膜片的压力传递到了普通膜 盒上 测出了外膜片所感受的压力 离型变送器主要是针对特殊的被测量介质使用的 如被测介质离开设备后 会产生结晶 而使用普通型变送器需要取出介质 会将导压管和膜盒室堵塞使 其不能正常工作 所以必须选用隔离型 隔离型通常作成法兰式安装 即在被 测设备上开口加法兰使变送器安装后它的感应膜片是设备壁的一部分 这样它 不会取出被测介质 一般不会造成结晶堵塞 被测介质需求结晶温度较高时 可选用将膜片凸出的结构 这样可将传感 膜片插入到设备内部 从而感应到的介质温度不会降低 这样测量是有保障的 即选用插入式法兰变送器 离型变送器有远传型和一体型 远传型即外膜盒与测量膜盒之间用加强毛 细管连接 一般毛细管为 3 5 米 这样外膜盒装在设备上 内膜盒及变送器可 以安装在便于维护的支架上 另一种形式是外膜盒与变送器作成一体直接由法 兰安装在设备上 对于隔离型压力变送器它还可以作成螺纹连接型 即外膜盒 或外弹性元件可在安装螺纹的前面 只要在被测设备上焊接上内螺纹凸台 便 可将变送器直接拧到设备上 安装非常方便 26 离型压力 差压变送器的制作复杂 材质要求高 所以它的价格通常是普通 型的 3 倍 2 选型原则 选型原则 在压力 差压变送器的选用上主要依据 以被测介质的性质指标为准 以节约 资金 便于安装和维护为参考 如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合 必 须选用隔离型变送器 在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀 一定要选好膜盒材质 否则使 用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏 法兰也会被腐蚀坏造成设备和人身事故 所以材质选择非常重要 变送器的膜盒材质有普通不锈钢 304 不锈钢 316L 不锈钢 钽膜盒材质等 在选型时要考虑被测介质的温度 如果温度高一般为 200 400 要选用 高温型 否则硅油会产生汽化膨胀 使测量不准 在选型时要考虑设备工作压力等级 变送器的压力等级必须与应用场合相符 合 从经济角度上讲 外膜盒及插入部分材质比较合适 但连接法兰可以选用 碳钢 镀铬 这样会节约很多资金 离型压力变送器选用最好是选用螺纹连接形式的 这样既节约资金安装又 方便 于普通压力和差压变送器选型 也要考虑被测介质的腐蚀性问题 但使用 的介质温度可以不考虑 因为普通型压变是引压到表内 长期工作温度为常温 但普通型使用的维护量要比隔离型大 首先是保温问题 在北方冬季零下 导 压管会结冰 变送器无法工作甚至损坏 这就需要增加伴热和保温箱等 27 经济角度上来讲 选用变送器时 只要不是易结晶介质都可以采用普通型 变送器 而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量 只要工艺允 许用吹扫液或气 应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查 包 括各种导压管是否泄漏 吹扫介质是否正常 保温是否良好等 只要维护好 大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多 选用变送器测量范围上来说 一般变送器都具有一定的量程可调范围 最 好将使用的量程范围设在它量程的 1 4 3 4 段 这样精度会有保证 对于微差压 变送器来说更是重要 实践中有些应用场合 液位测量 需要对变送器的测量 范围迁移 根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量 迁移有正迁移和负迁 移之分 目前 智能变送器已相当普及 它的特点是精度高 可调范围大 而且调整 非常方便 稳定性好 选型时应多考虑 川仪横河 EJA 北京远东 1751 霍尼 韦尔 ST3000 ARK800 系列等 使用都非常可靠 按照设计规范 在工程设计选型中 究竟采用气动变送器还是电动变送器 因其各有特长 应该根据装置的具体条件进行综合考虑和分析 以下几点可供 选用时参考 集中操作程度 是否与 DCS 计算机相操作配合 响应速度 经济性 可靠性及使用维护方面 安全性 防爆 停电 气源故障等 环 境条件及传输距离 一般来说 下列条件以选用气动仪表为宜 自变送器至显示调节仪表间的距离较短 通常以不超过 150m 较为合适 工艺物料是易燃易爆介质及相对湿度很大的场合 要求仪表投资少 Comment 微微微微10 合并 否则 要有编号 28 一般中小型企业要求易维修 经济可靠 在以电动仪表为主的大型装置里 有些现场就地调节回路不要求引入中央控制 室集中操作 下列条件以选择电动仪表为宜 变送器至显示调节单元间的距离超过 150m 以上 大型企业要求高度集中管理的中央控制 设置有 DCS 计算机进行控制及管理的对象 要求响应速度快 信息处理及运算复杂的场合 实际中 在现代化生产装置中都是发挥它们各自的特点进行混合选用的 3 差压变送器的选型差压变送器的选型 差压变送器根据以下几点选型 1 测量范围 需要的精度及测量功能 2 测量仪表面对的环境 如石油化工的工业环境 有可燃 有毒 和爆炸 危险气氛的存在 有较高的环境温度等 3 被测介质的物理化学性质和状态 如强酸 强碱 粘稠 易凝固结晶和 气化等工况 4 操作条件的变化 如介质温度 压力 浓度的变化 有时还要考虑到从 开车到参数达到正常生产时 气相和液相浓度和密度的变化 29 5 被测对象容器的结构 形状 尺寸 容器内的设备附件及各种进出口料 管口都要考虑 如塔 溶液槽 反应器 锅炉汽包 立罐 球罐等 6 其他要求 如环保及卫生等要求 7 工程仪表选型要有统一的考虑 要求尽可能地减少品种规格 减少备品 备件 以利管理 8 工艺专利商的具体要求 9 实际的工艺情况 考虑被测对象是属于哪一类设备 如槽 罐类 槽的容积较小 测量范围 不会太大 罐的容积较大 测量范围可能较大 要看介质的物化性质及洁净程度 首选常规的差压式变送器及浮筒式液位 变送器 还