炼油仪表基础知识

石油炼制过程基本流程催化裂化、催化重整、加氢精制、加氢裂化、产品精制（加氢脱硫氮氧、调2 石脑油冷却水馏出液原料11蒸汽釜残液连续精馏装置流程1.精馏塔2.再沸器3.冷凝器4.回流液泵常减压原油预处理减压原油预处理蒸馏5石油的裂化催化剂铂铼重整装置工艺原理流程8深度的裂化深度的裂化C8H18加化压C4H10+C4H8C4H10加化压C2H4+C2催化剂石油炼制工业再国民经济中的地位一制氢一制氢石油炼制主要设备罐n温度检测仪表n压力检测仪表n物位检测仪表n轴系仪表双金属温度计的感温双金属元件的形状有平面螺旋型和直线螺旋型两大类，其测温范围大致为-80℃—600℃,精度等级通常为1.5级左右。双金属温度计抗振性好，读数方便，但精度不太高，只能用做一般的工业热电偶是工业和武备试验中温度测量应用最多的器件，它的特点是测温范围宽、测量精度高、性能稳定、结构简单，且动态响应较好；输出直接为电信号，可以远传，便于集中检测和自动控制。tAV锥流量计是一种差压型的流量当介质接近锥体时，其压力为P1,在介质通过锥体的节流区时，速度会增加压力会降低为P2，P1和P2都通过锥形流量计的取压口引到后接差压变送器上。流速发生变化时，锥形流量计的两个取压口之间的差压值会增大或缩的节流面积除以管道内径的截面积楔形流量计楔形流量计的基本流量方程式来程），通过楔块产生差压，该差压正比于质量或体积流量。用不同的高度H与管道内径ID的比（楔比H/ID）来确定不同的流量测量范围，楔形流量计可以应用于最困难的流量测量，并保证精确??均速管是基于皮托管测速原理上发展起来的，其测量原理是将整个圆截面分成多个单元面积相等的圆环（中间为圆）。均速管的检测杆是一根中空的金属管，迎流面钻有多组总压孔，它们分别处于各单元面积的中央，分别反映了各单元面积内的流速大小，由于各总压孔是相通的，各点在传感器的背面中间设有一个检测孔，代表整个截面的静压，经静压引出管传至低压取压口。高低压取压口测得的差压平方根与截面的平均流速成正比，从而得流量计和托巴管流量计）属于差压式流量计。是采用皮托管测量原理测量挡体上游的动压力与下游的静压力之间形成的压差，从而达到测量流量的目的。测量管道直径在DN20到DN12000之间。阿牛巴流量计主要用于工业过程中各种能源具有较高的稳定性和重复性。阿牛巴流量计设计理论符合伯努力方程原理，并威力巴流量计威力巴流量计采用了空气动力学原理的工程结构设计，当流体流过探头时，在其前部产生一个高压分布区，高压分布区的压力略高于管道的静压。根据伯努利方程原理，流体流过探头时速度加快，在探头后部产生流体从探头流过后在探头后部产生部分真空，并在探头的两侧出现旋涡。均速流量探头的截面形状、表面粗糙低压信号的稳定和准确对均速探头的精度和性能起决定性作用。威力巴均速流量探头能精确地检测到由流体的低压区有按一定准则排布的多对取压孔，使准确测平均超声波流量计的工作原理超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间t1会短些，而逆流传输时间t2会长些。T1T1C－U ~ ~ 2根据超声波检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声根据超声波检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声44在流动的流体中放置一根其轴线与流向垂直的非流线型柱形体(如三角柱、圆柱等)，称之为漩涡发生体。当流会在漩涡发生体下游产生如图所示不对称但有规律的交替漩涡列，这就速成正比，即与体积流量Q成正比而与压力、温度、密度等参流量计是由计量箱和装在计量箱内的一对椭圆齿轮，与上下盖板构成一个密封的初月形空腔（由于齿轮的转动，所以不是绝对密封的）作为一次排量的计算单位。当被测液体经管道进入流量计时，由于进出口处产生的压力差推动一对齿轮连续旋转，不断地把经初月形空腔计量后的液体输送到出口处，椭圆齿轮的转数与每次排量四倍的乘积即为被测液体流量的总量。流量计主要是由壳体、计数器、椭圆齿轮和联轴器（分磁性联轴腰轮流量计腰轮流量计又称罗茨流量计，其工作原理与椭圆齿轮流量计相同。腰轮流量计的转子是一对不带齿的腰形轮，在转动过程依靠套在壳体外的与腰轮同轴上的啮合齿轮来刮板式流量计转子在流量计进、出口差压作用下转动，每当相邻两刮板进入计量区时均伸出至壳体内壁且只随转子旋转而不滑动，形成具有固定容积的测量室，当离开计量区时，刮板缩入槽内，流体从出口排出，同时后一刮板又与其另一相邻刮板形成测量室。转子旋转一周，排出4份固定体积的流体，由转子的转数就可以求得被测流体的流量。平行U形管检测器(左右两侧)FtωOFnO科里奥利质量流量传感器①应变片式压力传感器②压电式压力传感器③压阻式压力传感器④电容式压力传感器⑤集成式压力传感器——利用静压原理来测量P1=PA+hρgH=LH=L−H0雷达式液位计示意图微波脉冲法原理示意图21I=I=I0e−μH但由于放射线对人体有害，使用nf——频率值(Hz)；N——被测轴的转速(r／min)。执行机构↑↑↑↑↑↑↑↑↑简单控制系统是由一个控制器、一个变送器(测量仪表)、一个执行器(控制阀)和一个被控对象所组成的控制系统。也称为单回路控制系统。!!↓集散系统DCS发展历程n70年初，开始使用直接数字控制（DDC由一台过程控制计算机DCS如何构成统 操作管理系统n负责操作、管理的设备：操作站、上位机、通讯站、n操作站（工程师站）是DCS的人-机接口，它有丰富的外设和友好的人-机界面。n操作站功能：操作员功能、工程师功能、通讯功能和高级语言编程功能等。n操作站组成：计算机主机、显示器、键盘（专用或PC标准键盘）、网卡、打印机等组成。第四代DCS操作站普遍采用PC机来取代专用的操作站，操作系统采用Windows系统。计算机技术于一体的计算机，实现顺控和批量控制及通讯功能。控制站通过采集现场信号和通过操作站发出的指令进行各种运算，并将计种信号输入/输出卡（即I/O卡）及其端子板、连接电缆等组成。通讯总线n作用：实现各个设备的数据交换，它将控制站、操作站等DCS的计算机设备连接成一个完整的系统。n组成：局域网通信总线、控制通信总线、远程I/O总线n通信介质：同轴电缆（50欧姆、75欧姆）、光纤或双n通信网络结构：总线型、环型、树型和星型，如Honeywell和Yokogawa的DCS采用总线型。n通讯协议：IEEE802通讯协议（IEEE802.2、IEEE802.4）nDCS以令牌传输方式按设备地址进行巡回通讯。DCS的特点nDCS系统都是由操作管理系统、过程控制站、数据通信nDCS系统都采用分级递阶分布式结构，控制、危险分n集散系统的处理器、内部总线、电源、控制用输入/输出卡件等采用冗余配置，从根本上提高了系统长期连续传感器A/D执行机构传感器A/D执行机构工业计算机结构n卡笼式n层叠式n基座式现场控制站的结构Zone2Zone1安全区域危险区域 HONEYWELL控制站APMM(MODEM调制解调器I/OLINK电缆、FTA电缆HONEYWELL控制站nHPMM(通讯/控制处理器卡、)冗余电缆、I/OLINK电CS3000控制站n用于本地IO的现场控制站：KFCSn用于远程IO的现场控制站：LFCSn现场控制单元（FCUCPU（有的FCU带两个CPU）、通信卡（Vnet卡和内部总线卡）、电源单元、电池单元Unit、节点卡n内部总线：ESB，ER，RIO及连接器n电源：100-120VAC或200-240VAC、备用电源双列接线端子，易于安可选冗余，最大增加系独特的散热管理，增加现场总线接口模件DCS回路构成图HPMM控制器HPMM控制器模拟输入卡输入端子板AI现场接线箱现场变送器PT100HPMMFTA+1212FTA电缆–PT100PIC100控制点HPMM控制器输出模拟输出卡现场调节阀PV100HPMMAO端子板输入端子板AI现场接线箱现场变送器PT100HPMMFTA+1212FTA电缆–PT100PIC100控制点HPMM控制器输出模拟输出卡现场调节阀PV100HPMMAO端子板FTA+3434FTA电缆–PV100机柜间端子排机柜间端子排现场接线箱大规模拓扑网 nFTE网络包括冗余的交换机和电缆.n拓扑:双重并行树形网络在顶部接在一起.nFTE节点同时连到两个树网中.n普通以太网节点(非FTE)只连在一个树网里.FTEEthernetFTEFTEEthernetFTEnFTE网络包括冗余的交换机和电缆.FTEEthernetFTEFTEEthernetFTEnFTE网络包括冗余的交换机和电缆.FTEEthernetFTEFTEEthernetFTEnFTE网络包括冗余的交换机和电缆.FTEEthernetFTEFTEEthernetFTEnFTE网络包括冗余的交换机和电缆.A-AFTEEthernetFTEFTEEthernetFTEnFTE网络包括冗余的交换机和电缆.FTEEthernetFTEFTEEthernetFTEnFTE网络包括冗余的交换机和电缆.FTEEthernetFTEFTEEthernetFTEnFTE网络包括冗余的交换机和电缆.FTEEthernetFTEFTEEthernetFTEECS-700工厂集中控制工厂DCS集中控制DCS远程控制站ControlBuildern提供过程控制组态及维护工具n控制模块n顺序控制模块n逻辑控制n提供全局过程数据维护n所有系统节点使用统一数据库系统n控制器和人机接口共用一个数据库n灵活可组态的执行时间:DCS集成——ExperionPKS架构BusinessFLEXBusinessFLEXWeb浏览器eServer防火墙工厂信息网络防火墙工厂信息网络AssetManagerAssetManagerExperion操作站高级应用网络高级应用网络Experion服务器Experion服务器ACEExperion操作站含ASM操作工效率方案LocalControlNetworkSafetyManagerIntelaTracPKSMobilePKSLocalControlNetworkSafetyManagerIntelaTracPKSMobilePKS/过程控制网络第三厂方设备集成功能轮替操作站操作站•调制解调器•微波•令牌网•租用线/拨号•卫星•ControlNet•其它!Network第三厂方集成•数百种设备的专门接口:•RTUs(BristolBabcock,DNP3,Etc.)•Modbus(ASCII,RTU,TCP/IP,+)•SafetyController/FSC•HoneywellTDC2000,S9000,LCS620,DPR,UDC,7800•AllenBradleyPLCs•OPCClient•MooreAPACS•等等!网-流程网-流程图操作-仪表面板操作-趋势画面-报警监视Port:3389Port:3389VVnet/IPHISTS具有与传统的HIS同样的能力.分布式