关于仪表实习的报告

关于仪表实习的报告

　　一、大庆中蓝化建有限公司简介

　　公司简介：

　　大庆中蓝化建有限公司注册于2005年，注册资金650万元，是原黑龙江石油化工厂（现大庆中蓝石化有限公司）主辅分离辅业改制后成立的，具有国家三级建筑资质，大庆市建筑业协会会员单位，大庆油田公司入网企业，通过“ISO9001：2000质量管理体系”认证。公司成立前后一直服务于年产值50亿元的大庆中蓝石化有限公司，在电气、仪表、动静设备保运、设备检修、压力容器制造、机电设备安装等方面具有丰富的施工经验和雄厚的技术实力，公司发展前景良好。一直以来，公司坚持以人为本，重视人才，为人才发展创造良好的条件。

　　二、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

　　（二）DCS系统结构

　　ＤＣＳ在我国炼油厂应用已有１５年历史，有２０多家炼油企业安装使用了不同型号的ＤＣＳ，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ＤＣＳ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ＤＣＳ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。

　　#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。

　　（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２５０～２７０万吨的常减压装置，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３０℃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１１０℃，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２２０℃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２９０℃左右，分路送入常压加热炉并加热到３７０℃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。

　　常压塔底重油用泵送至常压加热炉，加热到３９０℃，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２５０万吨的常减压装置，一般有１３０～１５０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０．７ＭＰａ蒸汽的分程控制减压炉０．７ＭＰａ蒸汽的压力是通过补充１．１ＭＰａ蒸汽或向０．４ＭＰａ乏气管网排气来调节。用ＤＣＳ控制０．７ＭＰａ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。０．７ＭＰａ蒸汽压力检测信号送入功能块调节器，调节器输出４～１２ｍＡ段去调节１．１ＭＰａ蒸汽入管网调节阀，输出１２～２０ｍＡ段去调节０．４ＭＰａ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０．７ＭＰａ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ＤＣＳ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

　　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ＰＩＤ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ＤＣＳ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（９０％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

　　１．ＤＣＳ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ＤＣＳ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ＤＣＳ，还包括了一次信息采集和执行机构。

　　ＤＣＳ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ＰＩＤ，用于使被控变量维持在设定点。