延迟焦化自动给水及瓦斯预热控制系统 |
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申请号 | CN202310066647.3 | 申请日 | 2023-01-13 | 公开(公告)号 | CN116120944A | 公开(公告)日 | 2023-05-16 |
申请人 | 中国石油化工股份有限公司; 中国石化青岛炼油化工有限责任公司; | 发明人 | 张水令; 朱天福; 张欢; 张常兴; 刘彦昌; 匡荣祺; 潘玉涛; 杨军卫; 龙子钊; 王丙庆; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及 焦炭 塔操作自动化技术领域,具体涉及一种延迟焦化自动给 水 及瓦斯预热控制系统。本发明包括焦化装置的焦炭塔自动化操作,实现焦炭塔自动给水和自动瓦斯预热,自动给水及瓦斯预热控制系统内置有给水逻辑 块 、预热逻辑块和执行模块,其中:基于操作试验数据进行多操作条件分析,完善自动给水逻辑模块和预热逻辑模块,并为逻辑模块与执行模块编写报警与联 锁 模块,开发完整自动给水程序和预热程序并投入运行,根据运行数据对比,进行操作运行对比,完成课题结题工作。本发明实现焦化装置自动给水操作,通过小幅度、高频次调节,缩小操作差异,减少对焦炭塔的冲击;可自主调节,程序设置报警和联锁,增加了安全系数,降低人工操作强度。 | ||||||
权利要求 | 1.一种延迟焦化自动给水及瓦斯预热控制系统,其特征在于,包括焦化装置的焦炭塔自动化操作,实现焦炭塔自动给水和自动瓦斯预热,自动给水及瓦斯预热控制系统内置有给水逻辑块、预热逻辑块和执行模块,其中: |
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说明书全文 | 延迟焦化自动给水及瓦斯预热控制系统技术领域背景技术[0002] 延迟焦化是当前炼厂劣质重油加工的重要手段,在原油性质劣质化的今天,延迟焦化由于具有可以加工高含沥青质、硫和金属的重质油原料的特点,同时相对成熟的技术,也带来了低成本,高可靠性的优势,因此延迟焦化在重油、渣油转化加工中有着十分重要的地位。目前延迟焦化装置的主要发展方向是,降低循环比,提高液收、设备长周期运行以及减少环境污染。焦化装置主要加工劣质重油,同时也可以处理催化油浆、脱油沥青、污油、浮渣等其它装置难以处理的物料。复杂的原料,加上间歇性生产的参数变化,对装置的寿命有着极大的考验。减少间歇性生产中参数变化对设备的冲击,是焦化装置长周期运行是重要部分。当前大部分延迟焦化装置的生焦周期在16‑20小时,其中给水,预热的操作时间超过总处理时间的一半,而给水和预热操作基本由人工控制,具有操作复杂,操作频率高的问题。同时,目前的自动给水程序控制只实现了阀位随时间的线性变化,无法根据实际生产参数变化自行调整。 发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种延迟焦化自动给水及瓦斯预热控制系统,实现焦化装置自动给水操作,通过小幅度、高频次调节,缩小操作差异,减少对焦炭塔的冲击;可自主调节,程序设置报警和联锁,增加了安全系数,降低人工操作强度。 [0004] 本发明的技术方案为: [0005] 一种延迟焦化自动给水及瓦斯预热控制系统,包括焦化装置的焦炭塔自动化操作,实现焦炭塔自动给水和自动瓦斯预热,自动给水及瓦斯预热控制系统内置有给水逻辑块、预热逻辑块和执行模块,其中: [0006] 给水逻辑模块,通过给水逻辑模块操作执行模块完成自动给水,通过小幅度、高频次调节,缩小操作差异,减少对焦炭塔的冲击;同时实现自主调节,程序设置报警和联锁,增加安全系数,降低人工操作强度; [0007] 预热逻辑模块,通过预热逻辑模块操作执行模块完成自动瓦斯预热,结合环阀特性实现环阀变速输出,有效降低预热对系统影响;降低系统压力,提升装置液收; [0008] 执行模块,通过执行模块完成焦炭塔的自动操作,对关键步骤进行风险预分析,设计提示、报警、联锁,通过对参数的影响反馈操作结果,通过开放式逻辑算法实现标准化操作,对焦炭塔全过程进行自动操作,并对放空气体回收至焦化压缩机提供操作模块,为放空气体平稳回收至压缩机提供操作基础; [0009] 基于操作试验数据进行多操作条件分析,完善自动给水逻辑模块和预热逻辑模块,并为逻辑模块与执行模块编写报警与联锁模块,开发完整自动给水程序和预热程序并投入运行,根据运行数据对比,进行操作运行对比,完成课题结题工作。 [0010] 优选地,所述执行模块通过对焦炭塔给水冷焦、预热操作进行数据收集和操作总结,按照标准化操作设计操作先进控制系统,对程序运行首先采用仿真试验后进行小范围工业试验,程序设计为随时可终止,关联关键工艺参数为报警、联锁,并对操作员进行技术培训,逐步推进工业智能化操作,减少操作员操作。 [0011] 优选地,所述执行模块基于操作试验数据进行多操作条件分析,经过小范围应用后形成完善后的执行模块,之后再次经过逻辑模块小范围应用;完善后的执行模块通过跟踪系统运行数据,评估运行效果;整理总结相关数据,查缺补漏,撰写结题报告相关材料。 [0012] 优选地,所述执行模块通过程序设定实现装置自动提降量,延迟焦化装置通过自动控制程序,实现加工量、加热炉分支量、加热炉12点注汽量联动调整,延长加热炉运行时间。 [0014] 优选地,所述焦化装置为两炉四塔,按生焦周期20小时进行计算,给水每塔6.5小时,预热每塔4小时;自动给水实施后,给水平稳,减少给水前期放空塔负荷,利于油气回收利用,减少对火炬气柜的冲击和D303的浮油频率;实施自动预热程序后,环阀开关幅度合理,有利于降低生产塔压力,提高装置液收。 [0015] 本发明的与现有技术相比,具有以下有益效果: [0016] 通过大数据采集和分析建立仪表故障判断、报警系统,建立工艺操作自动化控制系统,优化现有操作法,通过程序实时运行采集数据与数据库进行对比,自动步进,自主判断,建立标准化先进控制系统,通过设置报警和联锁来实现本质安全。附图说明 [0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0018] 图1是本发明的流程原理框图。 具体实施方式[0019] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。 [0020] 实施例1 [0021] 如图1所示,本实施例提供了一种延迟焦化自动给水及瓦斯预热控制系统,包括焦化装置的焦炭塔自动化操作,实现焦炭塔自动给水和自动瓦斯预热,自动给水及瓦斯预热控制系统内置有给水逻辑块、预热逻辑块和执行模块,其中: [0022] 给水逻辑模块,通过给水逻辑模块操作执行模块完成自动给水,通过小幅度、高频次调节,缩小操作差异,减少对焦炭塔的冲击;同时实现自主调节,程序设置报警和联锁,增加安全系数,降低人工操作强度; [0023] 预热逻辑模块,通过预热逻辑模块操作执行模块完成自动瓦斯预热,结合环阀特性实现环阀变速输出,有效降低预热对系统影响;降低系统压力,提升装置液收; [0024] 执行模块,通过执行模块完成焦炭塔的自动操作,对关键步骤进行风险预分析,设计提示、报警、联锁,通过对参数的影响反馈操作结果,通过开放式逻辑算法实现标准化操作,对焦炭塔全过程进行自动操作,并对放空气体回收至焦化压缩机提供操作模块,为放空气体平稳回收至压缩机提供操作基础; [0025] 基于操作试验数据进行多操作条件分析,完善自动给水逻辑模块和预热逻辑模块,并为逻辑模块与执行模块编写报警与联锁模块,开发完整自动给水程序和预热程序并投入运行,根据运行数据对比,进行操作运行对比,完成课题结题工作。 [0026] 优选地,所述执行模块通过对焦炭塔给水冷焦、预热操作进行数据收集和操作总结,按照标准化操作设计操作先进控制系统,对程序运行首先采用仿真试验后进行小范围工业试验,程序设计为随时可终止,关联关键工艺参数为报警、联锁,并对操作员进行技术培训,逐步推进工业智能化操作,减少操作员操作。 [0027] 优选地,所述执行模块基于操作试验数据进行多操作条件分析,经过小范围应用后形成完善后的执行模块,之后再次经过逻辑模块小范围应用;完善后的执行模块通过跟踪系统运行数据,评估运行效果;整理总结相关数据,查缺补漏,撰写结题报告相关材料。 [0028] 优选地,所述执行模块通过程序设定实现装置自动提降量,延迟焦化装置通过自动控制程序,实现加工量、加热炉分支量、加热炉12点注汽量联动调整,延长加热炉运行时间。 [0029] 优选地,所述执行模块通过程序设定实现对DCS仪表的自动巡查,对DCS系统内液位、温度、压力波动过小,控制阀阀位异常做出报警,提示操作人员重点关注,及时发现仪表问题,保证生产平稳。 [0030] 优选地,所述焦化装置为两炉四塔,按生焦周期20小时进行计算,给水每塔6.5小时,预热每塔4小时;自动给水实施后,给水平稳,减少给水前期放空塔负荷,利于油气回收利用,减少对火炬气柜的冲击和D303的浮油频率;实施自动预热程序后,环阀开关幅度合理,有利于降低生产塔压力,提高装置液收。 [0031] 实施例2 [0032] 在实施例1的基础上,结合具体的案例进行分析。 [0033] 焦化装置为两炉四塔,按生焦周期20小时进行计算,全年开工219次/塔(共219*4=876塔)计,给水每塔6.5小时,预热每塔4小时。自动给水实施后,给水平稳,减少给水前期放空塔负荷,更利于油气回收利用,减少对火炬气柜的冲击和D303的浮油频率。实施自动预热程序后,环阀开关幅度合理,有利于降低生产塔压力,提高装置液收。效益估算如下: [0034] 效益一:给水期间将减少火炬排放量。 [0035] 效益二:预热期间通过精确控制环阀开启,可降低生产塔压力,装置增加液收。 [0036] 效益三:程序投用后,可大幅减少焦炭塔温降,延长焦炭塔使用寿命,产生间接效益。 [0037] 具体步骤如下:S1:开发多工况逻辑模块,通过逻辑模块操作执行模块完成自动给水。通过小幅度、高频次调节,缩小操作差异,减少对焦炭塔的冲击;同时实现自主调节,程序设置报警和联锁,增加了安全系数,降低人工操作强度。S2:开发多工况逻辑模块,通过逻辑模块操作执行模块完成自动瓦斯预热,结合环阀特性实现环阀变速输出,有效降低预热对系统影响;降低系统压力,提升装置液收。S3:通过程序设定实现焦炭塔的自动操作,对关键步骤进行风险预分析,设计提示、报警、联锁,通过对参数的影响反馈操作结果,通过开放式逻辑算法实现标准化操作,对焦炭塔全过程进行自动操作,并对放空气体回收至焦化压缩机提供操作模块,为放空气体平稳回收至压缩机提供操作基础。S4:通过程序设定实现装置自动提降量,焦化装置加工量调节频繁,加热炉分支注汽调整较多,通过自动控制程序,实现加工量、加热炉分支量、加热炉12点注汽量联动调整,延长加热炉运行时间。S5:通过程序设定实现对DCS仪表的自动巡查,对DCS系统内液位(温度、压力)波动过小,控制阀阀位异常做出报警,提示操作人员重点关注,及时发现仪表问题,保证生产平稳。 [0038] 焦炭塔操作仅从顺控系统就分为赶空气试压、瓦斯预热、换塔、放空等10大步骤,焦炭塔作为反应器需要从常温预热到320℃以上具备进料生焦的条件,生焦结束后从490℃逐步降低至≤110℃,其中给水约6.2‑9h,预热4‑6h,两炉四塔每10小时换一塔,周期性操作影响巨大,如放空塔含硫污水流量激增带油、焦炭塔预热导致富气流量大幅下降系统压力过高、操作员操作繁琐等,频繁的温度变化对设备寿命也有一定的影响。为了保证焦炭塔的长周期稳定运行,控制给水、预热速度,减少焦炭塔操作对分馏系统和吸收稳定系统的影响,降低对储运气柜系统的冲击,提高装置液收,降低对设备冲击,故需要引入自动给水程序以及自动预热程序。 [0039] 自动给水,预热程序的应用,在减轻给水过程对放空塔的冲击,减少冷焦水带油,减轻气柜系统回收负担;减少因预热速度不均而造成的焦炭塔变形,延长焦炭塔使用寿命;减少焦炭塔预热过程富气量的变化,稳定压缩机和吸收稳定系统的运行;提高装置液收,节能增效;、降低操作人员劳动强度,提升装置安全性;研发自动过程控制系统,将焦炭塔相关 78台操作阀门全部实现自动操作,形成标准化操作,将焦化装置对系统管网的影响逐步降低,实现高效平稳低能耗等方面,具有重要意义。 [0040] 因此,开发焦炭塔自动给水及瓦斯预热控制系统,根据装置生产各参数变化,实现程序控制、优化操作,对提高装置效益及降低人员劳动强度具有重要意义,预计年效益25万元以上。(1)实现焦化装置焦炭塔给水、预热的自动化操作,提升装置整体平稳率,降低人员劳动强度。(2)建立有延伸性的自动控制逻辑模块,为本装置的其它参数自动控制,以及其它装置的参数自动控制,提供参考。 [0041] 综上所述,DCS、先进控制系统等自动化程序的大量应用一定程度上的减轻了这一问题,深入使用自动化工具,可以进一步实现减少参数波动,降低劳动强度。自动化控制可以实现焦化生焦工序的平稳操作,进一步强化自动化应用,是保证焦化装置平稳生产和长周期运行重要发展方向。 [0042] 尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 |