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SUPCONDCS系统在丙烷生产上的应用

发布时间:2020-06-30 19:28:18 阅读: 来源:冲床厂家

我厂丙烷脱沥青装置年加工量为 18 万吨,装置存在工艺路线比较复杂,控制点多,高温高压,生产环境差等诸多特点,特别是大规模连续性生产,对人工操作提出了很高的要求,如果温度,流量,压力等控制不好,都会造成产品质量和收率的下降,倘若出现操作失误,必然带来巨大的损失。还有许多油品和溶剂都会因控制不当或操作不妥而排放到污水中,这不仅造成了成本的浪费,而且也造成了环境的污染,致使企业生产质量不稳、收率不高、污染比较严重、劳动强度大、成本居高不下等等,这会严重制约我厂生存发展空间和削弱市场竞争的能力。为了有效解决这些问题,厂引进了一套国内比较先进的计算机集散控制系统,我车间针对工艺装置的需要,对这套系统进行了开发应用。JX-300 X 系统简介JX-300 X 系统是浙大中控自动化公司设计的一代全数字化的集散控制系统,整体结构图如下,它主要有以下几个特点:信号调节智能化:采用智能化信号调节技术,通过软件组态就能实现不同类型的信号调节,并且具有自诊断、自检查、自修理功能,无须进行人工高校,使用方便,精度高,稳定性好。系统规模大小相宜:可满足最多 128/站个回路,384 个个人工智能/站点模入点到 2024/站个虚似开关量等。真正实现危险性分散:分散程度大,模拟量输入输出卡每卡 2-4 点,开关量每卡 4 点,系统危险性进一步分散。冗余配置更为灵活:任何卡件均可选择冗余或不冗余。卡件种类较少:常用 IO 卡件只有 5 种,备品备件数量大为减少,便于维护和修理。自治性、实时性强:所有卡件均为智能化设计,不仅有利于减轻主机负担,增加实时性,而且有利于提高系统各卡件的独立性和可靠性。通信网络开放,速度高:各个操作站与管理网采用以太网相连,波特率为 10Mbps, 100 百万位元/秒,1 Gbps 等。实时多任务操作系统:所有软件基于 Windows98/新台币平台开发,操作方便,界面友好,画面美观。工艺情况简介我厂丙烷脱沥青装置是以常减压装置的减压渣油为原料,以高纯度的丙烷为溶剂,生产优质微晶蜡原料—轻脱沥青油,同时为催化裂化装置提供低金属的优质催化料—重脱沥青油,以及重质燃料油及道路沥青的调合—半沥青。所以,在我厂的众多生产装置中,丙烷脱沥青装置占有很重要的位置,为了使其在生产中能顺利及时的生产出合格的各项产品,本装置在工艺方面采用了先进的混合—沉降,超临界回收溶剂工艺,而在过程控制方面采用了先进的直流控制系统。主要仪表控制回路实现:根据工艺流程, IO 点数和现场要求,系统共有 8 幅流程图,其中高压及燃料炉部分最为重要,下面以燃烧炉流程图为例举例说明串级控制的实现: 燃烧炉有两个串级控制回路:PIC3101 与 TRC2107 串级和 PIC2118 与 TIC2145 串级,分别控制轻脱油加热炉和沥青溶液加热炉,控制回路方案如图:当生产过程处在稳定工况时,被加热物料的流量、压力和温度保持不变,炉出口温度和炉膛温度均处于相对平衡状态,调节阀也保持一定的开度,此时炉出口保持在给定值上。当扰动或工艺波动时,破坏了平衡工况时,串级控制系统便开始了其控制过程,通过简单的 CSC 模块编程就可以实现复杂的串级控制过程。加热炉模块组态图如下:控制系统的实现系统共配备了 1 个控制站, 2 个操作站。控制采用冗余方式,提高了系统的可靠性。控制站负责数据的采集和处理,并进行控制算法的运算输出,操作站负责提供人机操作界面,同时也作为工程师站进行组态。系统输入输出点数如下:1、模拟量输入:温度 63 点标准信号 4-20mV95点2、模拟量输出:标准信号 4-20 mA46 点3、软件开发: 利用 JX-300 X 提供的资料,开发了友好,易用的全汉字界面,包括工艺流程图,控制分组图,趋势曲线图,参数修改图等页面,容易掌握和操作。利用系统提供的自定义语言程序来实现某些复杂的控制方案。应用中的一些问题解决办法1、操作优化问题:提高精度及稳定性:对某些流量 (如原料气、燃料油、蒸汽等) 、液位、压力等进行温度、压力、密度、组分补偿,提高了测量信号的灵敏度。同时采用限制变化率的滤波方法,消除测量信号中的幅度大,频率高的噪声,例如对炉膛负压等作滤波处理后,测量信号的平稳性得到极大的改善。2、提高调节阀的非线性:有一部分具有非线性工作特性的调节阀,有时会成为控制系统不稳定的因素之一,而使用系统的处理,可对其进行有效的补偿。另外,也通过找出阀门开度与阀门增益之间的关系,再依据此关系自动可改变比例带,使控制回路总增益保持一定,从而提高系统的稳定性。应用效果从 SUPCON JX-300 丙烷装置生产过程集散控制系统应用以来,取得了比较好的应用效果。1、控制效果好,完全适应和满足生产工艺的要求。2、整个生产过程的自动化控制率达 99% 以上,大大降低了操作工的劳动强度,改善了工作环境。3、系统可靠性较高,降低了仪表维护强度,而且由于系统卡件的通用性,降低了备品备件的库存量和资金占用,降低了生产成本。4、系统提供了通讯接口,通过调制器与远程网关计算机连接,可并入全厂管理网,为日后实现全厂安全生产过程监控网提供了条件。5、常规仪表相比:丙烷装置共有 43 个控制回路,其中包括 9 个串级回路,按照常规仪表造价,约合人民币 50 万元,而采用浙大中控直流费用为 41.8 万元,节约人民币近 9 万元;6、人力资源方面:直流实现了过程控制的自动化,使原来多人操作常规仪表变为少数几个人的完全控制,工艺与仪表维护人员所需人数约减少了 5 人,按每人收入 1.8-2 万元计算,每年可节省人工成本 9-10 万元;7、直流还具有良好的性价比,它功能齐全,技术先进,安全可靠性高,系统的平时无故障时间达到 1.0E+05 天.平时修复时间为 1.0E-02 天,这就为我厂节约了大量的维护资金,如果按故障率 2% 计算 (常规仪表),直流每年可节约近 5 万元。

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