關於儀表實習的報告

一、大慶中藍化建有限公司簡介

公司簡介：

大慶中藍化建有限公司註冊於2005年，註冊資金650萬元，是原黑龍江石油化工廠（現大慶中藍石化有限公司）主輔分離輔業改制後成立的，具有國家三級建築資質，大慶市建築業協會會員單位，大慶油田公司入網企業，透過“ISO9001：2000質量管理體系”認證。公司成立前後一直服務於年產值50億元的大慶中藍石化有限公司，在電氣、儀表、動靜設備保運、設備檢修、壓力容器製造、機電設備安裝等方面具有豐富的施工經驗和雄厚的技術實力，公司發展前景良好。一直以來，公司堅持以人爲本，重視人才，爲人才發展創造良好的條件。

二、常減壓裝置工藝過程及控制

常減壓蒸餾主要由電脫鹽、常壓爐、常壓塔、減壓爐、減壓塔等主要設備組成，大部分煉油廠還要在常壓塔之前再設立一個初餾塔，稱爲三段氣化蒸餾裝置，將原油切割成汽油、煤油、柴油、潤滑油餾分、二次加工的原料油及渣油等；常壓塔底渣油經汽提後用泵抽出經換熱後用作丙烷脫瀝青、氧化瀝青、減粘裂化、焦化等裝置的原料。

(一)控制方案介紹

1、常壓爐出口溫度控制TIC1019與爐膛溫度TIC1028串級調節

2、減壓爐出口溫度控制TIC1075與爐膛溫度TIC1084串級調節

3、初餾塔底液位LIC1006與原料油進裝置FIC1065串級控制

4、常壓塔頂溫度TIC1009與塔頂回流量FIC1009串級控制

5、減壓塔頂溫度TIC1038與塔頂回流量FIC1021串級控制

6、高壓瓦斯壓力PIC1701控制

7、燃料油壓力PIC1702控制一、工藝簡介

（二）DCS系統結構

ＤＣＳ在我國煉油廠應用已有１５年曆史，有２０多家煉油企業安裝使用了不同型號的ＤＣＳ，對常減壓裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、加氫精制、油品調合等實施過程控制和生產管理。其中有十幾套ＤＣＳ用於原油蒸餾，多數是用於常減壓裝置的單迴路控制和前饋、串級、選擇、比值等複雜迴路控制。有幾家煉油廠開發並實施了先進控制策略。下面介紹ＤＣＳ用原油蒸餾生產過程的主要控制迴路和先進控制軟件的開發和應用情況。

#3蒸餾裝置DCS系統分別位於兩個控制室，中央控制室和遠程控制室。中央控制室有3臺操作站（WP5103，WP5104和AW5102）和連接報警和報表打印機的通信處理機（COMP），其中AW5102爲應用操作站處理機，負責管理歷史數據

和另外兩臺操作站處理機WP5103和WP5104，並透過以態網將數據傳送到PC遠程終端。位於遠程控制室的一臺應用操作站處理機（AW5101）作爲工程師站，它主要用於管理同樣位於遠程控制室的冗餘的控制處理機（CP）和透過現場總線（Field Bus）相互通信的現場總線組件FBM（Fieldbus Module）。各處理機之間由節點總線（Node Bus）通訊，兩個控制室之間的節點總線由光纜連接。現場總線和節點總線都是冗餘的。

（三）DCS組態

1加熱爐爐出口溫度控制。

工藝要求：對於加熱爐，工藝介質受熱升溫或同時進行汽化，其溫度的高低會直接影響後一工序的操作工況和產品質量，當爐子溫度過高時，會使物料在加熱爐內分解，甚至造成結焦而燒壞爐管，加熱爐平穩操作，可以延長爐管的壽命。因此，爐子的出口溫度要求嚴格控制。

控制方案：爲保證出口溫度的穩定性，採用了兩組爐出口溫度對爐膛溫度的串級控制系統，其餘一些干擾因素如蒸汽壓力、進料流量的波動等採用單迴路控制系統來克服。同時爲保證操作安全，設定當選擇其中某一路燃料作爲加熱原料時，另一路燃料介質的調節器模組被強制處於手動狀態。整個操作過程中，流程圖上都具有明顯的'提示標誌，並且切換過程是無擾動的，在該控制迴路的組態過程中，除使用到了I/A系統所提供的一些常規模組和SWICH模組，CALC模組等，爲確保操作介面友好，在顯示組態中採用了腳本程序調用和覆蓋畫面等功能。

2拋減底液位，流量控制

工藝介紹：通常情況下，原油經過初餾和常壓分餾後，用常底泵將常壓塔底重油抽出，分八路進入減壓爐加熱後，再進入減壓塔進行減壓分餾。工藝流程如圖四所示。爲保持幾路平行流量均勻，將常壓塔底液位與減壓爐八組進料流量串級控制。但當減壓系統出現無法立即修復故障時，爲避免整個裝置停工，工藝需採取拋減底液位控制，完全拋棄減壓系統，直接由減壓塔底出料控制閥去控制常底液位參數，確保常壓系統正常工作。

常壓塔底液位LC8005與FC8052-FC8059八組減壓爐進料流量串級控制。

石油化工生產過程是一個連續的生產過程，根據工藝流程可知，常壓塔的出料直接作爲減壓爐的進料，而減壓爐的出料又連續送給減壓塔作爲進料。作爲單

個的設備，都希望自身操作平穩，但常壓塔出料波動是減壓爐進料的一個擾動，破壞其平穩操作。爲解決這個問題，這裏採取了均勻控制方案，即當常壓塔的進料量波動時，允許塔釜液位在一定限度內平緩變化，使出料流量平穩變化，避免對減壓爐等後工序產生較大影響。均勻控制與常規控制的主要區別在於控制器的控制規律的選擇及參數整定上。這裏，可將流量的PID參數按照一般串級控制的副迴路參數整定，而液位的參數整定按照簡單均勻控制情況處理，比例度和積分時間都要儘量放大。值得注意的是，此處由於是一個主迴路同時與八個副迴路串級，因此在參數整定上略有區別，液位的比例度可適當放大，比例作用可整定得稍弱一些。

（1）工藝概述

對原油蒸餾，國內大型煉油廠一般採用年處理原油２５０～２７０萬噸的常減壓裝置，它由電脫鹽、初餾塔、常壓塔、減壓塔、常壓加熱爐、減壓加熱爐、產品精餾和自產蒸汽系統組成。該裝置不僅要生產出質量合格的汽油、航空煤油、燈用煤油、柴油，還要生產出催化裂化原料、氧化瀝青原料和渣油；對於燃料一潤滑油型煉油廠，還需要生產潤滑油基礎油。各煉油廠均使用不同類型原油，當改變原油品種時還要改變生產方案。

燃料一潤滑油型常減壓裝置的工藝流程是：原油從罐區送到常減壓裝置時溫度一般爲３０℃左右，經原油泵分路送到熱交換器換熱，換熱後原油溫度達到１１０℃，進入電脫鹽罐進行一次脫鹽、二次脫鹽、脫鹽後再換熱升溫至２２０℃左右，進入初餾塔進行蒸餾。初餾塔底原油經泵分兩路送熱交換器換熱至２９０℃左右，分路送入常壓加熱爐並加熱到３７０℃左右，進入常壓塔。常壓塔塔頂餾出汽油，常一側線（簡稱常一線）出煤油，常二側線（簡稱常二線）出柴油，常三側線出潤料或催料，常四側線出催料。

常壓塔底重油用泵送至常壓加熱爐，加熱到３９０℃，送減壓塔進行減壓蒸餾。減一線與減二線出潤料或催料，減三線與減四線出潤料。

（2）常減壓裝置主要控制迴路

原油蒸餾是連續生產過程，一個年處理原油２５０萬噸的常減壓裝置，一般有１３０～１５０個控制迴路。應用軟件一部分是透過連續控制功能塊來實現，另一部分則用進階語言編程來實現。下面介紹幾種典型的控制迴路。

減壓爐０．７ＭＰａ蒸汽的分程控制減壓爐０．７ＭＰａ蒸汽的壓力是透過補充１．１ＭＰａ蒸汽或向０．４ＭＰａ乏氣管網排氣來調節。用ＤＣＳ控制０．７ＭＰａ蒸汽壓力，是透過計算器功能進行計算和判斷，實現蒸汽壓力的分程控制。０．７ＭＰａ蒸汽壓力檢測信號送入功能塊調節器，調節器輸出４～１２ｍＡ段去調節１．１ＭＰａ蒸汽入管網調節閥，輸出１２～２０ｍＡ段去調節０．４ＭＰａ乏氣管網調節閥。這實際是仿照常規儀表的硬分程方案實現分程調節，以保持０．７ＭＰａ蒸汽壓力穩定。

（3）常壓塔、減壓塔中段迴流熱負荷控制

中段迴流的主要作用是移去塔內部分熱負荷。中段迴流熱負荷爲中段迴流經熱交換器冷卻前後的溫差、中段迴流量和比熱三者的乘積。由中段迴流熱負荷的大小來決定迴流的流量。中段迴流量爲副回中路，用中段熱負荷來串中段迴流流量組成串級調節迴路。由ＤＣＳ計算器功能塊來求算冷卻前後的溫差，並求出熱負荷。主迴路熱負荷給定值由工人給定或上位機給定。

3、提高加熱爐熱效率的控制

爲了提高加熱爐熱效率，節約能源，採取了預熱入爐空氣、降低煙道氣溫度、控制過剩空氣係數等方法。一般加熱爐控制是利用煙氣作爲加熱載體來預熱入爐空氣，透過控制爐膛壓力正常，保證熱效率，保證加熱爐安全執行。

4、爐膛壓力控制

在常壓爐、減壓爐輻射轉對流室部位設定微差壓變送器，測出爐膛的負壓，利用長行程執行機構，透過連桿來調整煙道氣檔板開度，以此來維持爐膛內壓力正常。

煙道氣氧含量控制

一般採用氧化鋯分析器測量煙道氣中的氧含量，透過氧含量來控制鼓風機入口檔板開度，控制入爐空氣量，達到最佳過剩空氣係數，提高加熱爐熱效率。

加熱爐出口溫度控制

加熱爐出口溫度控制有兩種技術方案，它們透過加熱爐流程畫面上的開關（或軟開關）切換。一種方案是總出口溫度串燃料油和燃料氣流量，另一種方案是加熱爐吸熱一供熱值平衡控制。熱值平衡控制需要使用許多計算器功能塊來計算熱值，並且同時使用熱值控制ＰＩＤ功能塊。其給定值是加熱爐的進料流量、比熱、進料出口溫度和進口溫度之差值的乘積，即吸熱值。其測量值是燃料油、燃料氣的發熱值，即供熱值。熱值平衡控制可以降低能耗，平穩操作，更有效地控制加熱爐出口溫度。該系統的開發和實施充分利用了ＤＣＳ內部儀表的功能

常壓塔解耦控制

常壓塔有四個側線，任何一個側線抽出量的變化都會使抽出塔板以下的內迴流改變，從而影響該側線以下各側線產品質量。一般可以用常一線初餾點、常二線乾點（９０％乾點）、常三線粘度作爲操作中的質量指標。爲了提高輕質油的收率，保證各側線產品質量，克服各側線的相互影響，採用了常壓塔側線解耦控制。以常二線爲例，常二線抽出量可以由二線抽出流量來控制，也可以用解耦的方法來控制，用流程畫面發換開關來切換。解耦方法用常二線乾點控制功能塊的輸出與原油進料量的延時相乘來作爲常二線抽出流量功能塊的給定值。其測量值爲本側線流量與常一線流量延時值、常塔餾出油量延時值之和。組態時使用了延時功能塊，延時的時間常數透過試驗來確定。這種自上而下的乾點解耦控制方法，在改變本側線流量的同時也調整了下一側線的流量，從而穩定了各側線的產品質量。解耦控制同時加入了原油流量的前饋，對平穩操作，克服擾動，保證質量起到重要作用。

（四）原油蒸餾先進控制

１．ＤＣＳ的控制結構層

先進控制至今沒有明確定義，可以這樣解釋，所謂先進控制廣義地講是傳統常規儀表無法構造的控制，狹義地講是和計算機強有力的計算功能、邏輯判斷功能相關，而在ＤＣＳ上無法簡單組態而得到的控制。先進控制是軟件應用和硬件平臺的聯合體，硬件平臺不僅包括ＤＣＳ，還包括了一次資訊採集和執行機構。

ＤＣＳ的控制結構層，大致按三個層次分佈：

基本模組：是基本的單迴路控制算法，主要是ＰＩＤ，用於使被控變量維持在設定點。