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UW500集散控制系统正在油页岩炼油历程中的运用

行业计划

近年来跟着石油资源的有限性、供应和需求的失衡,和国际油价的连续高涨,列国皆正在主动追求替换的能源资本,作为介于煤炭和石油之间储量伟大的固体化石燃料——油母页岩,可正在650℃阁下干馏后制取人造石油——页岩油。页岩油性能优胜、用处普遍,可作为石油加工及化工消费的质料,也可凭据需求和谐消费船用燃料油。

 

1  工艺简介

页岩炼油工艺重要由质料净化及出渣单位、干馏单位、油收受接管单位、脱硫单位、成品油储运体系等构成(如图1、图2所示)。

油页岩来自露天矿6~50mm的制品矿,经皮带运输机收至制品矿储仓,再经仓底皮带经由过程转运站净化后输送至干馏炉上部料仓,经由过程上料装配送入干馏炉停止干馏。干馏处置惩罚后油品收集至制品油库贮存、装车及内销,油页岩干馏渣经炉底皮带输送至排渣场。

 

1  页岩炼油(齐轮回)工艺

2  油收受接管工艺

2  系统配置

DCS卖力完成炼油历程的数据采集、历程掌握、平安报警、平安联锁泊车等义务。经由过程公道的工段分别,设置响应的控制站去完成上述功用。别的,全厂设置中心调度室,经由过程计算机网络将各装配控制室的控制系统衔接起来,将各装配控制室的主要信息收至中心调度室。正在中心调度室能够对全厂消费装配停止看管和调理。各装配控制室能够经由过程通信网络挪用别的装配控制室的信息,实现信息资源同享和全场一体化管理。同时,经由过程中心调度室的上位计算机,能够实现全厂优化掌握。

UW500集散控制系统接纳三层网络构造,分别是管理网络MNet、体系网络SNet、掌握网络CNet。CNet衔接各个功用模件;SNet接纳产业以太网,可衔接多套控制站,或多台操纵站/工程师站,并经由过程MNet可衔接MES/ERP(如图3所示)。

 

3  UW500集散控制系统网络结构图

 

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3.1  干馏炉的掌握

本工艺干馏炉内无内燃装配,无氛围进入,干馏所需热量悉数由轮回瓦斯供应。经预热干馏的油页岩从上部进入干馏炉。干馏炉内设有取油页岩颗粒巨细相适应的布料花墙和布气构造。700℃热轮回瓦斯平衡一连送入干馏炉中部。干馏完的半焦排入水封的半焦池,冷却至80℃用刮板排出炉中。干馏炉内最高温度掌握正在550℃以下,既包管了油页岩的完整干馏,又制止了过热、结焦等题目的发作[4]。干馏炉上面缓冲仓,接纳单闸板放料,作为油页岩的枯燥室。一来削减入炉页岩水份,减轻收受接管体系负荷;二来进步了干馏炉效力。

UW500是基于多范畴工程工具模子的掌握工程设计开辟平台(如图4所示),经由过程竖立典范控制工程模型库(静静态模子取工艺数据)、掌握方法库(装备掌握及历程优化算法取运转参数)、显现界面库(显现取操纵面板),逐级构建根蒂根基元件、单位装备、行业设备的多范畴形貌模型库,以重用的体式格局“搭建”设备模子,以重构的形式“构建”运转顺序,经由过程对笼统、伶仃、松懈的数据(常数、参数、变量等)、函数(盘算、语义等)、图形(线条、多边形、色块等)停止多范畴同一建模,构建起严密联系关系并具有物理意义的工程工具模子、工程掌握战略、显现操纵面板,实现掌握工程设计编程的形象直观取高效稳固。

 

4  工程工具模子

正在本项目中,干馏炉被笼统为一种工程工具模子,干馏炉的画面、操纵面板、算法、相干工艺的历史数据纪录天然的互相联系关系。关于每一个干馏炉某段工夫的消费结果能够被体系凭据组态好的判定算法大概工资去评判。干馏炉的掌握进修算法会根据干馏炉模子的工艺历史数据主动逐渐调治当前的工艺参数,去得到最好的工况。

经由过程一周的调试,算法投到主动后,20台干馏炉运转状况安稳,油收率为90%以上[5]。智能的干馏炉模子正在集群状况下(20台干馏炉之间互相进修)会有更快的反应速度和更好掌握结果。经由现实考证的干馏炉模子能够正在今后的项目里重复使用。

 

3.2 加热炉的掌握

格子砖式加热炉外形为竖立圆筒型,炉内以耐火砖墙支解为蓄热室和燃烧室两局部,蓄热室占全炉截面积的70%。燃烧室下部有干馏气熄灭器,熄灭干馏气和氛围正在此处混淆后喷入燃烧室熄灭以加热格子砖。

起首将熄灭干馏气和氛围正在炉内熄灭,热烟气经由过程蓄热室,将格子砖加热到肯定温度,然后割断熄灭干馏气和氛围,通入冷轮回干馏气,使之取格子砖换热构成热轮回干馏气,作为增补热源进入干馏炉。当轮回干馏气温度下落一定程度后,割断轮回干馏气,再通入熄灭干馏气和氛围,从新熄灭以加热格子砖。云云轮回加热、换热,一小时停止一次切换,到达为干馏炉供应热轮回干馏气的目标。一组干馏炉装备三台加热炉,接纳两烧一送台供热机制,实现一连操纵。

格子砖式加热炉接纳UW500顺控图逻辑(如图5所示),全程自动化掌握,供应干馏炉的热干馏气温度掌握正在650℃±5℃区间,热效率可达70%以上。

5  加热炉逆控逻辑

 

3.3  油收受接管单位温度掌握

干馏气自集合管进气液分离器,停止气液星散。气液星散后干馏气进入旋喷塔用冷轮回池去的热轮回洗涤火喷淋降温、除尘;冷却后的干馏气进间冷器继承冷却,然后被电捕油器进一步脱出页岩油雾。气液分离器中的冷凝液进入热轮回池,正在水池内油水分层。热轮回池、热轮回池中页岩油到页岩油池后经中央油泵抽送至立式油水星散槽进一步星散油水,星散后页岩油自流到页岩油中央罐,用油泵送到制品油罐贮存。正在油收受接管流程里,要害是控制住各个要害工艺位置的温度[6],如表所示。

 

 

 

1 温度掌握点

 

UW500供应PID参数自整定功用,正在显现画面上,对每个历程参数皆供应一个调解窗口,该窗口显现每块仪表的所有信息,关于掌握回路,可显现历程变量(PV)、输出值(MV)、设定值(SV)、运转体式格局、下低限值、报警状况、工程单元、调治参数和相干数据和取PID有关的参数值,每参数调解画面均有及时趋向画面,用户能够正在该画面上仿真PID参数,轻易用户对PID参数的调解。

UW500供应的PID参数自整定功用,削减了操纵量,很好的包管了通例掌握的掌握结果。

 

3.4  油品储运自动化

油品储运体系分管理体系和监控体系两局部。

管理体系包孕提货单管理、义务单管理、操纵数据处理、权限管理、报表管理等功用。它由服务器端和客户端构成,提货单数据由它下载给监控体系,并从监控体系读取终究数据并存入数据库中。它可供应SAP/ERP接口,相干提货单信息能够间接经由过程SAP/ERP传给管理体系服务器[7]

监控体系重要供应种种装车历程中的看管、掌握功用。正在操纵站上可对全部汽车的定量装车的工艺参数和现场泵、流量计、阀、液位开关、装车鹤位等装备状况停止数据采集、处置惩罚、存储执行及时看管和掌握,监控体系同时也能够经由过程尺度的通信和谈与其它子系统集成,如称重体系、读卡器、批控仪(数据交流单位)和ESD等子系统。监控体系供应友爱,天真的人机交互界面。

油品储运自动化解决方案实现了各功课子系统之间的信息交流和数据同享,实现了业务管理的自动化,为生产管理供应了有用的手艺保障。

 

4.  运转结果

 优稳公司设想的DCS体系正在页岩油炼制历程中胜利实行运用,已实现齐流程、

一连平安稳固运转,掌握结果以下:

1) 制订的掌握计划相符工艺的掌握要求,联合历程优化、先辈掌握等掌握战略,进步了质料的利用率,并使油品的回收率到达了90%以上,靠近世界先进水平;

2) 轮回硫化床汽锅中的温度掌握正在650±5℃之间,热效率达70%,负荷转变顺应能力强,掌握精度下;

3) 基于多范畴工程工具模子的掌握工程设计开辟平台为用户节约90%的工作量;

4) 人机交互界面友爱,易学、易懂、易上手;

5) 主动珍爱联锁系统安全牢靠;

 

5. 工程截图

 

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