華東理工大學自動化工程設計報告資料內容僅供參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。自動化工程設計報告學 院 信息科學與工程學院系 別 自動化專 業(yè) 自動化班 級姓 名學 號導 師 日期:12月9日至12月20日一、設計依據1.1概況本次的設計是上海金山石化的吸收裝置,這部分為吸收,主要產品是石腦油,在臨氫條件下,加氫精制是在一定的溫度、壓力、空速、氫油比,及在加氫催化劑的作用下去除原料油中的硫化物、氧化物、氮化物、不飽和烯烴和金屬,以制得安定性好,燃燒性能好得優(yōu)質燃料油,或為下游裝置提供優(yōu)質進料。上海石化吸收裝置設計規(guī)模為390萬噸/年,采用中國石化工程建設公司開發(fā)的固定床渣油加氫技術,催化劑采用中國石油化工科學研究院(RIPP)的RHT系列渣油加氫催化劑,總催化劑空速為0.20h-1,反應器入口氫分壓為15.0MPa,催化劑床層平均溫度初期為378℃,末期為405℃,氫油比為750Nm3/m3。1.2加氫裂化裝置簡介 加氫裂化裝置是一個集催化反應技術、煉油技術和高壓技術于一體的工藝裝置。其工藝流程的選擇和催化劑性能、原料油性質、產品品種、產品質量、裝置規(guī)模、設備供應條件及裝置生產靈活性等因素有關。加氫裝置按加工目的可分為:加氫精制、加氫裂化、渣油加氫處理等類型。加氫裂化按操作壓力可分為:高壓加氫裂化和中壓加氫裂化,高壓加氫裂化分離器的操作壓力一般為16MPa左右,中壓加氫裂化分離器的操作壓力一般為9．OMPa左右。加氫裂化按工藝流程可分為:一段加氫裂化流程、二段加氫裂化流程、串聯(lián)加氫裂化流程。一段加氫裂化流程是指只有一個加氫反應器,原料的加氫精制和加氫裂化在一個反應器內進行。該流程的特點是:工藝流程簡單,但對原料的適應性及產品的分布有一定限制。二段加氫裂化流程是指有兩個加氫反應器,第一個加氫反應器裝加氫精制催化劑,第二個加氫反應器裝加氫裂化催化劑,兩段加氫形成兩個獨立的加氫體系,該流程的特點是:對原料的適應性強,操作靈活性較大,產品分布可調節(jié)性較大,可是,該工藝的流程復雜,投資及操作費用較高。串聯(lián)加氫裂化流程也是分為加氫精制和加氫裂化兩個反應器,但兩個反應器串聯(lián)連接,為一套加氫系統(tǒng)。串聯(lián)加氫裂化流程既具有二段加氫裂化流程比較靈活的特點,又具有一段加氫裂化流程比較簡單的特點,該流程具有明顯優(yōu)勢,如今新建的加氫裂化裝置多為此種流程。1.3反應器主要技術參數表1加氫反應器主要技術參數設計壓力5.75／0.1MPa設計溫度375／177最高工作壓力4.88MPa最高工作溫度343容器類別三類容器容積78.2立方米腐蝕裕量0水壓試驗立式7.47／臥式7.55MPa盛裝介質石腦油、油氣、氫氣、硫化氫主體材質15CrMoR1.4原料指標表2汽油加氫裝置原料指標原料產品項目廠控質量指標焦化汽油含水(%)≤0.2汽油《石腦油(Q/SY26-)原料》干點(℃)≤185汽油《裂解原料油(HG/FSH05-)原料》干點(℃)≤2001.5石腦油的特征石腦油是一種輕質油品,由原油蒸餾或石油二次加工切取相應餾分而得。其沸點范圍依需要而定,一般為較寬的餾程,如30-220℃。石腦油是管式爐裂解制取乙烯,丙烯,催化重整制取苯,甲苯,二甲苯的重要原料。作為裂解原料,要求石腦油組成中烷烴和環(huán)烷烴的含量不低于70%(體積);作為催化重整原料用于生產高辛烷值汽油組分時,進料為寬餾分,沸點范圍一般為80-180℃,用于生產芳烴時,進料為窄餾分,沸點范圍為60-165℃。國外常見的輕質直餾石腦油沸程為0-100℃,重質直餾石腦油沸程為100-200℃;催化裂化石腦油有<105℃,105-160℃及160-200℃的輕、中、重質三種。實際關聯(lián):由于石腦油市場價格遠低于車用無鉛汽油(噸價差達600-1200元),使用石腦油和石化助劑調配車用無鉛汽油已成為民營石化企業(yè)增加成品油利潤的重要方式。中國原油較重,石腦油供應非常緊張,乙烯裝置、重整裝置、石腦油制氫裝置爭原料。二、設計指導思想和設計原則2.1項目建造意義加氫反應裝置是有機化學實驗室和實際生產過程中一件非常重要的設備,不但能夠用作加氫反應的容器,而且也可用于液體和氣體需要充分混合的場合。在化學制藥方面有著廣泛的用途,可作為產品開發(fā)、有機化學制品和醫(yī)藥品研究的基礎設備,還可用于定量分析工業(yè)過程中催化劑的活性。常見的加氫反應裝置主要分為兩類:一類用于高沸點液體或固體(固體需先溶于溶劑或加熱熔融)原料的液相加氫過程,如油脂加氫、重質油品的加氫裂解等。液相加氫常在加壓下進行,過程能夠是間歇式的,也能夠是連續(xù)的。間歇液相加氫常采用具有攪拌裝置的壓力釜或鼓泡反應器。連續(xù)液相加氫可采用涓流床反應器或氣、液、固三相同向連續(xù)流動的管式反應器。另一類反應器用于氣相連續(xù)加氫過程,如苯常壓氣相加氫制環(huán)己烷、一氧化碳高壓氣相加氫合成甲醇等,反應器的類型能夠是列管式或塔式。加氫過程在石油煉制工業(yè)中,除用于加氫裂化外,還廣泛用于加氫精制,以脫除油品中存在的含氧、硫、氮等雜質,并使烯烴全部飽和、芳烴部分飽和,以提高油品的質量。在煤化工中用于煤加氫液化制取液體燃料。在有機化工中則用于制備各種有機產品,例如一氧化碳加氫合成甲醇、苯加氫制環(huán)己烷、苯酚加氫制環(huán)己醇、醛加氫制醇、萘加氫制四氫萘和十氫萘(用作溶劑)、硝基苯加氫還原制苯胺等。另外,加氫過程還作為化學工業(yè)的一種精制手段,用于除去有機原料或產品中所含少量有害而不易分離的雜質,例如乙烯精制時使其中雜質乙炔加氫而成乙烯;丙烯精制時使其中雜質丙炔和丙二烯加氫而成丙烯;以及利用一氧化碳加氫轉化為甲烷的反應,以除去氫氣中少量的一氧化碳等。該項當前景可觀,優(yōu)勢明顯,符合國家產業(yè)政策發(fā)展的方向,有良好的經濟效益和社會效益,產品起點高,技術設備先進,為國內行業(yè)先進水平。該項目的上馬及投產一定能有力地推動中國加氫脫氧純化裝臵項目相關產品的供應能力,推動行業(yè)進一步發(fā)展,提升行業(yè)產品質量和市場競爭力。項目能夠提供9個新增就業(yè)崗位,能夠有效緩解地區(qū)就業(yè)壓力,同時,項目建成后能夠實現(xiàn)大幅度的盈利,也能夠積極促進項目屬地經濟的增長。綜合而言,本項目對地區(qū)經濟及下游行業(yè)發(fā)展都具有明顯的積極作用,社會效益明顯。2.2經濟效益加氫裂化在煉油中是能耗較大的裝置,特別是隨著煉油廠加工原油的劣質化,原料蠟油密度變重,硫氮含量增加,使得反應溫度越來越高,循環(huán)氫量增加,燃料氣中壓蒸汽的消耗也隨之增大。對加氫裂化裝置能源消耗情況進行深入分析,找出節(jié)約能源消耗的措施,合理利用加氫裂化產品,裝置將發(fā)揮更好的經濟效益,同時對加氫裂化技術的發(fā)展也具有促進意義。

加氫裂化裝置經濟效益主要表現(xiàn)為對電、蒸汽燃料、氫氣的節(jié)約、熱量交換、操作優(yōu)化。產品綜合利用加氫裂化裝置節(jié)能的重點。加氫裂化裝置是生產優(yōu)質產品的重要石油煉制工藝,其進料范圍很寬,操作模式多,氮該工藝需要消耗大量的氫氣,加氫裂化裝置根據不同原料及轉化深度,以及產品方案不同,氫耗量為320～380Nm3。新氫化進料。據經濟核算可知,氫氣成本約占裝置生產總成本的8%,僅次于原料蠟油。故欲提高加氫裂化的效益,關鍵之一是降低氫氣成本。對氫耗進行分析,有助于更好的降低成本,同時利于石化裝置優(yōu)化配置,特別是對制氫裝置開車負荷優(yōu)化。提高經濟效益具有重要意義。2.3.設計規(guī)則在接到一個工程項目后,對其進行自控工程設計時應該按照以下方法來完成(1)熟悉工藝流程(2)確定自控方案,完成工藝控制流程圖(PCD)(3)儀表選型,編制有關儀表選型的設計文件(4)控制室設計(5)調節(jié)閥和孔板節(jié)流計算(6)儀表供電供氣系統(tǒng)設計(7)根據現(xiàn)場條件,完成現(xiàn)場與控制室之間聯(lián)系的相關設計文件(8)根據自動化專業(yè)控制相關的其它設備材料選用情況,完成有關的設計文件(9)設計工作基本完成之后,編寫設計文件目錄等文件上述設計方法及順序,僅僅是原則性的,在實際工程設計中,還應該按照實際需要進行。2.4．建廠地的可行性描述建廠地選擇即新建項目具體位置的選擇。是工業(yè)布局的最終環(huán)節(jié)和工業(yè)基本建設的前期工作,也是工業(yè)項目可行性研究的組成部分。它根據工業(yè)地區(qū)布局和新建項目設計任務書的各項要求,由規(guī)劃與設計部門共同承擔,在實地踏勘及區(qū)域性技術經濟調查的基礎上,對各地建設條件分析評價,并選擇若干個能基本滿足建廠要求的廠址方案作定性與定量相結合的技術經濟綜合論證,從而確定最優(yōu)的建設地點和具體廠址。建廠地選擇一般分為兩個階段:①確定選址范圍和建廠地點。側重考慮廠址的外部區(qū)域經濟技術條件,包括:距離原材料、燃料動力基地和消費地的遠近;與各地聯(lián)系的交通運輸條件;當地的廠際生產協(xié)作條件;供水、排水及電源的保證程度;原有城鎮(zhèn)基礎和職工生活條件;有否可供工業(yè)進一步發(fā)展、工業(yè)成組布局和城鎮(zhèn)發(fā)展的場地;是否與城鎮(zhèn)規(guī)劃及區(qū)域規(guī)劃相協(xié)調;土地使用費用、建筑材料來源及施工力量等。②確定廠址最后具體位置。主要考慮項目設計任務書和廠區(qū)總平面布置的有關要求及投資約束條件。包括:廠址場地條件,如建設用地的面積與外形、地勢坡度、工程地質與水文地質狀況、地震裂度、災害性威脅(如洪水、泥石流等),土地征用的數量、質量及處理難度,廠址下有無礦藏等;距水源地的遠近和給排水的揚程;修建鐵路專用線與廠外公路等交通設施的工程量與投資;供電、供熱設施的工程量及投資;距已有城鎮(zhèn)生活區(qū)與公共服務設施的遠近;”三廢”排放對城鎮(zhèn)和周圍環(huán)境的影響及環(huán)保費用等。廠址一經選定,不但對所在地區(qū)的經濟發(fā)展、城鎮(zhèn)建設和環(huán)境質量產生重要影響,而且直接關系到新建項目的基本建設投資和建廠速度,并長期影響企業(yè)的經營、管理等經濟效果。加氫裝置所在的金山石化煉油廠位于上海市金山區(qū)。金山區(qū)地處上海市西南,杭州灣北岸,處在滬、杭、甬及舟山群島經濟區(qū)域中心和長三角都市圈樞紐地帶。西連浙江省平湖市、嘉善縣,東鄰上海市奉賢區(qū),北接松江區(qū)和青浦區(qū)。全區(qū)陸地總面積586平方公里,轄9個鎮(zhèn)、1個街道以及具有行政管理職能的金山工業(yè)區(qū),現(xiàn)有人口55萬。金山區(qū)境內有滬杭高速、同三高速、莘奉金高速等高速公路網絡。滬杭鐵路金山支線直達金山城區(qū)。南部沿海申甬車客渡碼頭開辟了舟山、寧波等地海運航線。黃浦江支流貫穿全區(qū)各鎮(zhèn),成為內河運輸主動脈。金山已形成”三縱兩橫”五條高速公路和”六縱六橫”區(qū)域干線公路網架。杭州灣跨海大橋建成后,金山將成為浙江快速進入上海的橋頭堡。嘉金高速建成通車后,金山北出上海的時間將大大縮短。金山區(qū)境內有23.3公里的海岸線,其中可綜合開發(fā)的公共岸線12.5公里。金山石化交通便捷,滬杭鐵路、金山區(qū)鐵路支線和亭衛(wèi)公路、新衛(wèi)公路橫貫南北,320國道穿越東西。上海金山區(qū)車客渡碼頭的建立,開辟了上海至寧波等地的海上藍色通道(已經停運,估計改為金山三島旅游碼頭)。隨著上海市高速公路建設步伐的加快,至,金山區(qū)境內形成”兩橫三縱”高速公路網架(”兩橫”指莘奉金高速公路和亭楓高速公路,”三縱”指滬杭高速公路、同三國道和嘉金高速公路),金山區(qū)的交通條件產生質的飛躍。因此,金山石化交通發(fā)達,運輸方便,原材料供應充分,勞動力充分。上海金山石化是中國石油化工股份有限公司的控股子公司,位于上海市金山區(qū),是中國最大的煉油化工一體化綜合性石油化工企業(yè)之一,也是當前中國最大的乙烯和腈綸生產商,同時還是中國重要的成品油、中間石化產品,有雄厚的實力以及良好的信譽,其資金籌措非常容易。金山石化有完善的培訓體系以及研發(fā)中心,有強大的技術人員隊伍,擁有健全的科技開發(fā)、知識產權管理組織體系和雄厚的科技開發(fā)實力。公司科技開發(fā)部主管公司科技開發(fā)與推廣應用、知識產權、技術許可、對外技術交流與合作、新產品開發(fā)、三劑、標準化、質量、計量管理等。它在技術基礎以及技術支持方面的實力毋庸置疑。2.5整體自動化控制水平本次工藝設計用到的自控儀表有:用于調節(jié)及監(jiān)測壓力的壓力變送器、壓力調節(jié)器/閥,用于調節(jié)、記錄流量的氣-電轉換器、流量記錄儀、流量調節(jié)器/閥、用于記錄、調節(jié)溫度的電子電位差計、溫度調節(jié)器。三、生產方法和工藝流程3.1設計工藝流程敘述加氫裂化指在加氫反應過程中,原料油的分子有10%以上變小的那些加氫技術。烷烴(烯烴)在加氫裂化過程中主要進行裂化、異構化和少量環(huán)化的反應。烷烴在高壓下加氫反應而生成低分子烷烴,包括原料分子某一處C—C鍵的斷裂,以及生成不飽和分子碎片的加氫。烯烴加氫裂化反應生成相應的烷烴,或進一步發(fā)生環(huán)化、裂化、異構化等反應。氣脫硫脫硝工藝

NO+O3→NO2+O2

2NO2+O3→N2O5+O2

N2O5+H2O→2HNO3

HNO3+NaOH→NaNO3+H2O

SO2+NaOH→Na2SO3+H2O

雙脫原理

1、干氣和液化氣脫硫化氫原理

R2R’N＋H2S→R2R’NH+＋HS—(快速反應)

R2R’N＋CO2＋H2O→R2R’NH+＋HCO3—(慢速反應)

2、液化氣脫硫醇原理

RSH+NaOH→RSNa+H2O

H2S+2NaOH→Na2S+2H2O

2Na2S+H2O+2O2→Na2S2O3+2NaOH

RSNa+H2O+1/2O2→RSSR+2NaOH

脫硫醇總反應式

4RSH＋O2＋催化劑→2RSSR＋2H2O3.2反應系統(tǒng)自裝置外來的原料油進入原料緩沖罐(D-3101),由原料油泵(P-3101)送至原料油/柴油換熱器(E-3212)、原料油/尾油換熱器(E-3100)加熱后,再經過自動反沖洗過濾器(SR-3101)過濾,進入濾后原料油緩沖罐(D-3102)。濾后原料油經反應進料泵(P-3102)升壓后與氫氣混合,在混氫油/反應產物換熱器(E-3101)與反應產物換熱后,經過反應進料加熱爐(F-3101)加熱到反應所需溫度(344℃),先后進入加氫精制反應器(R-3101)和加氫裂化反應器(R-3102),混氫油在反應器中催化劑的作用下,進行加氫精制和加氫裂化反應,在催化劑床層間設有控制反應溫度的急冷氫(循環(huán)氫供給)。反應產物經混氫油/反應產物換熱器(E-3101)換熱后進入熱高壓分離器(D-3103),熱高分油經液力透平(HT-3101)減壓回收能量后,進入熱低壓分離器(D-3104)。熱高分氣經過氫氣/熱高分氣換熱器(E-3102)與氫氣換熱、熱高分氣空冷器(A-3101)冷卻,進入冷高壓分離器(D-3105)進行氣、油、水三相分離。為防止低溫下銨鹽結晶堵塞高壓空冷器,用高壓注水泵(P-3103)將注水罐(D-3108)中除鹽水分兩路分別注入氫氣/熱高分氣換熱器(E-3102)前和高壓空冷器(A-3101)前作反應注水。3.3反應器部分1)新鮮進料流程從油罐來的新鮮進料經過濾器K101除去固體和沉降脫水后,進入緩沖罐D101,再由P101A、B送到換熱器E104和E104A、B,同反應器流出物換熱,然后,與熱循環(huán)氫混合一起進入R101.2)當進料及循環(huán)氫經過精制催化劑時,脫硫、脫氧、脫氮和烯烴炮和反應開始發(fā)生,并在反應器底部訂層完成,這些是放熱反應,反應物溫度升高。經過控制反應器入口溫度及調節(jié)急冷氫量,使溫度上升受到抑制,以延長催化劑的壽命,同時防止發(fā)生飛溫。在R101反應產物流出線上,要設置一個采樣閥,以測定氮的轉化。在生產期間,要控制流出油的總氮含量在50ppm(wt.)內,就要調節(jié)R101的平均床層溫度。如果反應器內的溫度超商,用降低第二反應爐F102溫度和加大急冷氫仍不能控制裂化反應速度,則器內溫度急升會嚴重地使催化劑結焦,甚至破壞設備結構,使反應器壁過熱。如果最大的冷卻反應器仍不能控制催化劑床層溫度,則反應器和關聯(lián)設備必須降壓。當R102A和B中的任一個反應器溫度超過它的正常值28℃時,應立即啟動7bar/min泄壓系統(tǒng)降壓。要嚴格控制R102A、B的溫度,以保證新鮮進料100％地轉化成所需要產品。在操作中,新鮮進料和循環(huán)油比例要保持不變。3)反應產物換熱器的流程從Rl028出來的反應產物經過一組換熱器(E101—E105)回收熱量,最后用空氣冷器A101冷卻到49度后進入高壓分離器Dl02?？绽淦鬟M口注入沖洗水以除氨和防止氨鹽沉積．注入處將允許大部分水汽化。注水泵Pll4B注水注入西面四組空冷,Pll4C注水注入東面四組空冷,Pll4A_互為Pll4B、C備用。4)氣液分離經冷卻的反應產物進入Dl02,在其中進行油、水、氣三相分離。烴類產品經過Dl02液位控制調節(jié)閥Ll03A、B進入低壓分離器Dl03。為了節(jié)能,正常情況下,液體全部經過Ll03A閥到能量回收透平HTl01進Dl03。自D102底排出的水進入煉廠酸性水處理系統(tǒng)。D103得到的物料大約在1．96MPa下操作,其閃蒸氣送到酸性氣處理部分,液相烴經與柴油和尾油換熱后送分餾部分。生產過程中主要有以下反應:(1)脫硫反應在加氫條件下,含硫化合物轉化為相應的烴和H2S,從而脫除硫。如脫硫醇,反應式如下:RSH＋H2RH＋H2S硫化物氫氣烴硫化氫(2)脫氮反應在加氫過程中,氮化物在氫氣作用下轉化為NH3和相應的烴。加氫脫氮反應比脫硫反應進行要困難得多.為了使脫氮比較完全,往往需要采用比脫硫更苛刻的條件。如:CH–CHCHCH+4H2C4H10+NH3NH吡咯氫氣丁烷氨(3)脫氧反應二次加工裝置餾分油中含氧化合物含量很少,主要是環(huán)烷酸及酚類。一般含氧化合物很容易進行加氫而生成水和烴。如:OHHCCCCHCCHCC+H2HCCH+H2OCCH苯酚氫氣苯水(4)烯烴飽和反應烯烴的加氫速度很快,常溫下即可進行,二烯烴加氫速度比單烯烴快,如:H3C—CH2—CH2—CH=CH—CH3+H2→H3C—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3(5)芳烴和稠環(huán)芳烴的加氫反應CHCH2HCCHH2CCH2HCCH+3H2H2CCH2CHCH2苯氫氣環(huán)已烷(6)脫金屬反應含砷、鉛、銅等金屬的有機物在加氫條件下首先分解出金屬,然后金屬由于吸附或化學反應滯留在催化劑表面上。(7)脫鹵素反應含氯等有機鹵化物在加氫條件下幾乎全部分解,生成無機態(tài)的鹵化物。3.4吸收設備的選擇

a.當氣液反應速度很快,可優(yōu)先選噴淋塔、填料塔等;

b.若反應速度極快,熱效應大時,也能夠采用篩板塔;

c.如果反應物濃度高,可選用文丘里或空塔;

d.當氣液傳質速度慢時,需要提供大量的液體,此時

采用鼓泡塔;或增大液氣比;

e.在吸收容易產生固體時,宜選用內部構件少、阻力

小、壓降小的設備,如潑水輪吸收室等;

f.在達到吸收要求的前提下,盡可能選用結構簡單、

造價低廉、容易操作的設備。

3.5吸收設備的運行管理a.選擇和掌握適當的空塔氣速

填料塔:1.5～2m/s,板式塔、空塔:2m/s以上,湍球塔:4m/s左右。填料塔操作時不能產生”液泛”;板式塔不能產生”噴塔”;湍球塔不能產生”短路”等。

空塔氣速越高,處理能力越大,但塔高也必須越高,要考慮氣液接觸時間。

高的空塔氣速會造成嚴重的霧沫夾帶,這將給除霧器增加負擔。

示意圖如下:

b?？刂坪靡簹獗纫簹獗仁侵柑幚?m3氣體所需吸收劑的體積(L)。

液氣比增大,氣液傳質速率增大,從而增大污染物

的去除率。在工程中,允許最小的液氣比(L/G)min由吸

收塔的運行特性決定,可根據吸收塔的物料衡算和操作

線方程計算。

實際L/G要比(L/G)min大?？筛鶕韵略瓌t考慮:

文丘里或噴淋塔,氣-液接觸面積與L/G成正比,因

此L/G與污染物去除率有直接的正比關系,而與廢氣的濃

度無關。

c.控制和調整吸收液濃度(pH值)

d.注意系統(tǒng)的防垢和堵塞

e.其它

溫度、壓力、密封、泄露等主反應C2H2+H2C2H4ΔH=-175·7kJ/mol(1)副反應C2H4+H2C2H6ΔH=-138·1kJ/mol(2)C2H2+2H2C2H6鈀/二氧化鈦催化劑在C2餾份選擇加氫反應中的催化作用,發(fā)現(xiàn)二氧化鈦載體在一定條件下能被氫還原并能與金屬強烈相互作用,鈀/二氧化鈦催化劑在250℃下還原,乙烯選擇性最高,約達91%,其催化性能明顯優(yōu)于鈀/氧化鋁催化劑。氫化物Mg2CoH5用于乙炔加氫反應,乙烯的選擇性為100%;而氫化物Mg3CoH5和Mg2FeH6的乙烯選擇性相應為82%和85%;氫化物Mg2NiH4則使乙炔加氫為乙烷混合相乙炔加氫反應器操作條件:溫度0~40℃;壓力1·6~3·6MPa;催化劑0·1%(質量分數)鈀/氧化鋁?；旌舷喾磻鞒隹谖锪骼鋮s后進入分離塔,塔釜富含C3組份液體引入高壓脫丙烷塔頂作為回流液,分離塔頂氣相物流經蒸汽加熱后進入氣相加氫反應器。任何乙炔選擇加氫催化劑都可用在此種氣相加氫反應器中,當前最普遍使用的是鈀催化劑,而且其性能也較好。氣相加氫反應器出口物流經過冷箱,用C3冷卻劑進行冷卻和部分冷凝后,進入分離塔分離成一種氣相物流和一種液相物流。富含乙烯、甲烷和氫氣等輕組份的氣相從塔頂送往下游的脫甲烷塔和/或脫乙烷塔及其它進一步分離各組份的分離設備。富含丙烯和丙烷的液體從塔釜引出,用泵輸送,一部分與分離塔塔釜液合并作為前脫丙烷塔頂回流液,另一部分作為混合相加氫反應器進料。3．6裂解氣混合相選擇加氫工藝Cosyns等[23]提出裂解氣混合相選擇加氫工藝(圖5)。該工藝將裂解氣干燥器出口氣相(裂解氣)和液相(已加氫的裂解汽油)混合進入列管式混合相加氫反應器(開車時液相進料改用甲苯),反應器出口物流冷卻后送入有10塊塔盤的蒸餾塔,塔頂氣相物流含有氫氣、甲烷、C2餾份、C3餾份和C4餾份,送往下游分離裝置;塔釜液相物流含有C5~C9裂解汽油和少量C4,一部分用泵循環(huán)與氣相裂解氣混合,其余作為汽油出售或送往芳烴裝置。裂解氣混合相選擇加氫反應條件:氣相空速2500h-1(標準狀況);壓力20MPa;溫度40℃;液相空速10h-1(標準狀況);催化劑0·05%(質量分數)鈀/氧化鋁。裂解氣混合相選擇加氫反應結果:C2餾份中乙炔摩爾分數<5×10-6;裂解汽油中順丁烯二酸酐值<3;辛烷值約98;雙烯烴摩爾分數<0·3%;烯烴摩爾分數約10%。運行2個月的反應結果見表1。工業(yè)上乙炔選擇加氫一般采用絕熱式固定床反應器,碳二原料經過換熱和預熱,反應器入口溫度在25~100℃,當溫度較高時有利于副反應的發(fā)生,特別是乙炔直接加氫生成乙烷伴隨著大量的反應熱生成,使物料溫度繼續(xù)升高,這樣整個反應過程會進入惡性循環(huán),最后催化劑床層有可能會出現(xiàn)飛溫現(xiàn)象。因此碳二加氫反應對催化劑的選擇性要求很高,另外實際操作過程中對工藝參數的控制也很重要,應控制較低的入口溫度和合適的氫氣量主反應C2H2+H2C2H4(1)副反應C2H4+H2——C2H6(2)C2H2+2H2——C2H6(3)剩余乙炔被加氫至小于5ppm以下在初始反應穩(wěn)定后,反應器入口條件為溫度25~34℃壓力2.0MPa物料流量1~14000m3/hr氫氣流量90~140m3/hr乙炔濃度1.2~1.5mol%利用這些數據對反應器模擬計算,計算結果如表7.2從表中模擬計算結果看,反應出口溫度和乙炔濃度計算結果和實際相差不大。由于工業(yè)操作參數的變化,有時反應器出口溫度和乙炔濃度的相應變化會有一些滯后,因此有個別數據偏差較大。一般來說在穩(wěn)定操作條件下,模擬結果能很好地和實際運行結果吻合。由于初期催化劑活性和選擇性好,與小試得出動力學方程的條件相似。在這種條件下利用動力學方程模擬計算結果與實際相差較小?？墒钱敶呋瘎┻\行一段時間后,由于副反應的增加,加上反應生成的低聚物覆蓋在催化劑表面,此時的反應過程與小試條件相差大,在這種條件下模擬計算結果誤差較大。為了保證C2加氫等溫反應器及絕熱反應器的反應效果,要求C2加氫的進料流量與氫氣的流量按著一定的比值進行調節(jié),氫氣量隨著進料量的變化而變化。氫氣/進料流量比值要根據氫氣/乙炔比計算得出,首先根據進料中炔烴的摩爾含量(由在線分析儀測量)計算出加氫所需的氫氣的摩爾量,再換算成重量,進而得出氫氣/進料流量比值。因此,氫氣/乙炔進料流量比值控制又可稱為氫氣/乙炔進料流量變比值控制。氫炔比控制,要求根據乙炔動戀數泣,及時調節(jié)各床氫加入量,,蔚足規(guī)定的氫炔比條件,保證各床轉化率和產品中乙炔合格。四、儀表自控設計方案4.1罐體控制罐體控制工作原理是:原料在煅燒時由于某種原因出現(xiàn)偏差e時,控制器便按設置的控制溫度對偏差進行運算,然后再輸出一個控制量vu到執(zhí)行機構以減少偏差,直到滿足控制要求為止,此時控制器輸出u便維持在一定的值上不再改變。整個系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,能有效的消除給定值與被控參數的偏差,以及與煅(7)罐體單回路控制燒溫度和時間的跟蹤。模塊輸出4~20mA信號,控制執(zhí)行機構動作,改變煤氣流量,達到控制溫度的目的,同時,為保證燃燒的經濟性,煤氣與空氣必須按一定比 例混合,本系統(tǒng)采用比值與反饋控制系統(tǒng),經過控制煤氣空氣的流量,使溫度保持在一定范圍內。4.2加氫裂化加熱爐的串級控制(8)加氫裂化工藝流程簡圖加熱爐的主要作用是把待加熱的物料加熱到規(guī)定的溫度后送出,因此要求自動控制系統(tǒng)能快速、準確地克服擾動對加熱爐物料出口溫度的影響。對自動控制系統(tǒng)的要求主要體現(xiàn)在快速性和準確性兩個方面。而影響加熱爐出口物料溫度的因素有以下幾個方面:燃料的流量(壓力)、燃料的質量、物料的流量,即負荷、物料的溫度、環(huán)境的溫度以及加熱爐的結構。主要任務是把原制油或重油加熱到一定溫度,以保證下一道工序(分餾或裂解)的順利進行。加熱爐的工藝流程圖如圖2.1所示。燃料油經過蒸汽霧化后在爐膛中燃燒,被加熱油料流過爐膛四周的排管中,就被加熱到出口溫度θ1。在燃料油管道上裝設一個調節(jié)閥,用它來控制燃油量以達到調節(jié)溫度θ1的目的。4.3(1)主、副操縱變量的選擇主操縱變量:應選擇具有較快動態(tài)響應的操縱變量副操縱變量:應選擇較好靜態(tài)性能的操縱變量主、副控制器的選擇雙重控制系統(tǒng)的主、副控制器均起定值控制作用,為了消除余差,主、副調節(jié)器均應選擇PI控制的控制器,一般不加微分控制作用,當被控對象的時間常數較大時,為加速主對象的響應,可適當加入微分。對于副控制,由于起緩慢調節(jié)作用,因此,也能夠選用純積分的控制器。(2)主、副控制器正、反作用的選擇先確定控制閥的氣開、氣關形式,然后根據動態(tài)響應被控對象的特性確定主控制器的正、反作用形式,最后根據慢響應被控對象的特性確定副控制器的正、反作用方式。(3)雙重控制系統(tǒng)的投運和參數整定與簡單控制系統(tǒng)投運相同。在手、自動切換時,應該無擾動切換;投運方式是先主后副,即先使快響應對象切入自動,然后再切入慢響應控制回路。主控制器參數整定要求:具有快的動態(tài)響應。副控制器參數整定以緩慢變化、不造成對系統(tǒng)的擾動為目標,可采用寬比例度和大積分時間、甚至可采用純積分作用。五、儀表計算和選型5.1檢測儀表(元件)選型1)工藝過程的條件工藝過程的溫度、壓力、流量、粘度、腐蝕性、毒性、脈動等因素是決定儀表選型的主要條件,它關系到儀表選用的合理性、儀表的使用壽命及車間的防火、防爆、保安等問題。2)操作上的重要性各檢測點的參數在操作上的重要性是儀表的指示、記錄、積算、報警、控制、遙控等功能選定依據。一般來說,對工藝過程影響不大,但需經常監(jiān)視的變量,可選指示型;對需要經常了解變化趨勢的重要變量,應選記錄式;而一些對工藝過程影響較大的,又需隨時監(jiān)控的變量,應設控制;對關系到物料衡算和動力消耗而要求計量或經濟核算的變量,宜設積算;一些可能影響生產或安全的變量,宜設報警。3)經濟性和統(tǒng)一性儀表的選型也決定于投資的規(guī)模,應在滿足工藝和自控的要求前提下,進行必要的經濟核算,取得適宜的性能／價格比。為便于儀表的維修和管理,在選型時也要注意到儀表的統(tǒng)一性。盡量選用同一系列、同一規(guī)格型號及同一生產廠家的產品。4)儀表的使用和供應情況選用的儀表應是較為成熟的產品,經現(xiàn)場使用證明性能可靠的;同時要注意到選用的儀表應當是貨源供應充沛,不會影響工程的施工進度。5.2.檢測儀表(元件)及控制閥選型檢測儀表(元件)及控制閥選型的一般原則如下:(1)工藝過程的條件工藝過程的溫度、壓力、流量、粘度、腐蝕性、毒性、脈動等因素是決定儀表選型的主要條件,它關系到儀表選用的合理性、儀表的使用壽命及車間的防火、防爆、保安等問題。(2)操作上的重要性各檢測點的參數在操作上的重要性是儀表的指示、記錄、積算、報警、控制、遙控等功能選定依據。一般來說,對工藝過程影響不大,但需監(jiān)視的變量,可選指示型;對需要經常了解變化趨勢的重要變量,應選記錄式;而一些對工藝過程影響較大的,又需隨時監(jiān)控的變量,應設控制;對關系到物料衡算和動力消耗而要求計量或經濟核算的變量,宜設積算;上些可能影響生產或安全的變量,宜設報警。(3)經濟性和統(tǒng)一性儀表的選型也決定于投資的規(guī)模,應在滿足工藝和自控的要求前提下,進行必要的經濟核算,取得適宜的性能/價格比。為便于儀表的維修和管理,在選型時也要注意到儀表的統(tǒng)一性。盡量選用同一系列、同一規(guī)格型號及同一生產廠家的產品。(4)儀表的使用和供應情況選用的儀表應是較為成熟的產品,經現(xiàn)場使用證明性能可靠的;同時要注意到選用的儀表應當是貨源供應充沛,不會影響工程的施工進度。5.3溫度儀表的選型5.3．1一般原則(1)單位及標度(刻度)溫度儀表的標度(刻度)單位,統(tǒng)一采用攝氏溫度(℃)。(2)檢出(測)元件插入長度1)插入長度的選擇應以檢出(測)元件插至被測介質溫度變化靈敏具有代表性的位置為原則。但在一般情況下,為了便于互換,往往整個裝置統(tǒng)一選擇一至二擋長度。2)在煙道、爐膛及帶絕熱材料砌體設備上安裝時,應按實際需要選用。(3)檢出(測)元件保護套材質不應低于設備或管道材質。如定型產品保護套太薄或不耐腐蝕(如鎧裝熱電偶),應另加保護套管。(4)安裝在易燃易爆場所的就地帶電接點的溫度儀表、溫度開關、溫度檢出(測)元件和變送器等,應選用防爆型。5.3.2集中溫度儀表的選型(1)檢出(測)元件1)根據溫度測量范圍,選用相應分度號的熱電偶、熱電阻或熱敏電阻。2)熱電偶適用于一般場合。熱電阻適用于無振動場合。熱敏電阻適用于要求測量反應速度快的場合。3)根據測量對象對響應速度的要求,可選用下列時間常數的檢出(測)元件:①熱電偶:600s、100s和20s三級;②熱電阻:90～180s、30～90s、10～30s和＜10s四級;③熱敏電阻:＜1s。4)根據使用環(huán)境條件,按下列原則選用接線盒:①普通式:條件較好的場所;②防濺式、防水式:潮濕或露天的場所;③隔爆式:易燃、易爆的場所;④插座式:僅適用于特殊場合。5)一般情況可選用螺紋連接方式,對下列場合應選用法蘭連接方式:①在設備、襯里管道和有色金屬管道上安裝;②結晶、結疤、堵塞和強腐蝕性介質:③易燃、易爆和劇毒介質。6)在特殊場合下使用的熱電偶、熱電阻:①溫度高于870℃、氫含量大于5％的還原性氣體、惰性氣體及真空場合,選用鎢錸熱電偶或吹氣熱電偶;②設備、管道外壁和轉體表面溫度,選用表面或鎧裝熱電偶、熱電阻;③含堅硬固體顆粒介質,選用耐磨熱電偶;④在同一個檢出(測)元件保護套管中,要求多點測溫時,選用多點(支)熱電偶;⑤為了節(jié)省特殊保護管材料(如鉭),提高響應速度或要求檢出(測)元件彎曲安裝時,可選用鎧裝熱電偶。(2)變送器1)與接受標準信號顯示儀表配套的測量或控制系統(tǒng),選用變送器。2)在滿足設計要求的情況下,推薦選用測量和變送一體化的變送器。(3)顯示儀表1)單點顯示選用一般指示儀,多點顯示宜選用數字式指示儀,要求查閱歷史數據的,宜選用一般記錄儀。2)信號報警系統(tǒng),宜選用帶接點訊號輸出的指示儀或記錄儀。3)多點記錄宜選用中型記錄儀(如30點記錄儀)。5.3.3附屬設備的選型(1)當多點共用一臺顯示儀表時,應選用質量可靠的切換開關。(2)采用熱電偶測量1600℃以下的溫度,當冷端溫度變化使測量系統(tǒng)不能滿足精確度要求,而配套顯示儀表又無冷端溫度自動補償功能時,應選用冷端溫度自動補償器。(3)補償導線1)根據熱電偶的支數、分度號和使用環(huán)境條件,應選用符合要求的補償導線或補償電纜。2)按使用環(huán)境溫度選用不同級別補償導線或補償電纜:①－20～＋100℃選用普通級;②－40～＋250℃選用耐熱級。3)有間斷電加熱或強電、磁場的場所,應選用屏蔽補償導線或屏蔽補償電纜。補償導線的截面積,應按其敷設長度的往復電阻值,以及配套顯示儀表、變送器或計算機接口允許輸入外部電阻來確定。5.4壓力儀表選型5.4.1壓力表的選擇(1)按照使用環(huán)境和測量介質的性質選擇1)在大氣腐蝕性較強、粉塵較多和易噴淋液體等環(huán)境惡劣的場合,宜選用密閉式全塑壓力表。2)稀硝酸、醋酸、氨類及其它一般腐蝕性介質,應選用耐酸壓力表、氨壓力表或不銹鋼膜片壓力表。3)稀鹽酸、鹽酸氣、重油類及其類似的具有強腐蝕性、含固體顆粒、粘稠液等介質,應選用膜片壓力表或隔膜壓力表。其膜片或隔膜的材質,必須根據測量介質的特性選擇。4)結晶、結疤及高粘度等介質,應選用膜片壓力表。5)在機械振動較強的場合,應選用耐震壓力表或船用壓力表。6)在易燃、易爆的場合,如需電接點訊號時,應選用防爆電接點壓力表。(2)精確度等級的選擇1)一般測量用的壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表,應選用1.5級或2.5級。2)精密測量和校驗用壓力表,應選用0.4級、0.25級或0.16級。(3)外型尺寸的選擇1)在管道和設備上安裝的壓力表,公稱直徑為φ100mm或φ150mm。2)在儀表氣動管路及其輔助設備上安裝的壓力表,公稱直徑為φ60mm。3)安裝在照度較低、位置較高以及示值不易觀測場合的壓力表,公稱直徑為φ200mm或φ250mm。(4)測量范圍的選擇1)測量穩(wěn)定的壓力時,正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的2／3～1／3。2)測量脈動壓力(如:泵、壓縮機和風機等出口處壓力)時,正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的1／2～1／3。3)測量高、中壓力(大于4MPa)時,正常操作壓力值不應超過儀表測量范圍上限值的1／2。5.4.2變送器、傳感器的選擇(1)以標準信號(4～20mA)傳輸時,應選用變送器。(2)易燃、易爆場合,應選用氣動變送器或防爆型電動變送器。(3)結晶、結疤、堵塞、粘稠及腐蝕性介質,應選用法蘭式變送器。與介質直接接觸的材質,必須根據介質的特性選擇。(4)使用環(huán)境較好、測量精確度和可靠性要求不高的場合,能夠選用電阻式、電感式遠傳壓力表或霍爾壓力變送器。(5)測量微小壓力(小于500Pa)時,可選用微差壓變送器。5.5過程分析儀表的選型(1)過程分析儀表的分類及特性過程分析儀表按工作原理進行分類,能分為熱導式分析儀、光學式分析儀、電化學式分析儀、熱化學式分析儀、色譜儀、質譜儀等等。(2)過程分析儀表的選型成分分析儀的特點是專用性很強,每一種分析儀的適用范圍都是有限的。同一類分析儀,即使有相同的測量范圍,但由于待測試樣的背景組成不同,并不一定都能適用。因此,在選用時需考慮下列原理。a．分析對象的考慮分析對象是指試樣的類型、待測組分和背景組分。試樣有氣體、液體和因體三類。氣體分析儀品種齊全,在過程檢測中取得較好的應用。b．分析儀性能的選擇(1)選擇性選擇性是分析辨別試樣中待測組分與背景組分的能力。應選用對試樣中待測組分起響應,而對背景組分不敏感的分析儀表。分析儀的選擇性主要取決于儀表的測量原理,另外也與待測試樣中各組分的相對濃度、試樣狀態(tài)有關。(2)響應時間分析儀的響應速度主要決定于分析原理,其次是儀表的結構。一般物理式分析儀響應時間T90(表示響應達90%的時間)為幾秒到幾十秒;而電化學式則是一至數分鐘;對于如色譜儀一類周期性的取樣分析儀,響應速度取決于每個分析取樣周期。(3)精確度分析儀的精確度同儀表的工作條件、試樣狀況、校驗情況等有關。儀表的各生產廠家確定的分析儀精度,規(guī)定的條件也不一。因此在選用時,尚需考慮實際使用條件與規(guī)定條件的差異帶來的誤差。隨著在分析儀中引入微處理器或計算機后,使分析儀的精確度大大提高,可高達±(0.5~2.5)%,一般也能達到±(1~2.5)%,微量分析的分析儀精確度為±(2~2.5)%,少數的為±10%或更大。在分析儀性能的選擇時,還應考慮到儀表的靈敏度、測量范圍等指標。c．適應安裝現(xiàn)場的環(huán)境要求在選擇分析儀的結構形式時,尚需根據安裝現(xiàn)場的環(huán)境要求,考慮是否采用防爆、防腐、防震及防磁等結構。例如,在爆炸危險場所,應選用防爆型分析儀,或采取相應的防爆措施后,能達到所要求的防爆等級的普通型分析儀。d．其它因素在考慮了以上三點因素外,還應從經濟上(性能價格比)、分析儀的操作復雜程度和日常維護工作量等方面綜合考慮,選用適宜的分析器。六、調節(jié)閥和孔板節(jié)流計算6.1調節(jié)閥計算(1)調節(jié)閥類型設計選擇無特殊要求,我們選擇VP型直通單座調節(jié)閥。(2)調節(jié)閥作用方式設計選擇由于當閥門關閉時處于安全狀態(tài),我們希望其在失氣時關閉,故選擇氣開閥。(3)調節(jié)閥流量特性設計計算選擇理論上來說,這里調節(jié)閥一般可選擇等百分比或直線型,具體選擇哪種流量特性的調節(jié)閥,在驗算中將做進一步說明。(4)調節(jié)閥口徑設計計算選擇我們采用閥后密度法計算調節(jié)閥的流通能力,由于:因此有:查表可選取C=2,閥座直徑為12mm,公稱通徑為20mm,最大行程為10mm,薄膜有效面積為280cm2。(5)調節(jié)閥材料材質設計選擇當C=2時,由于該氣體的平均溫度為90℃,不存在極端溫度,即溫度要求并不苛刻,我們選用普通型鑄鐵(-20℃,200℃)即可達要求。(6)調節(jié)閥設計計算數據的驗算及圓整調節(jié)閥設計計算數據的驗算及圓整(假設s=0.5)計算在V=70m3/h時,調節(jié)閥開度:選擇等百分比型流量特性:若選擇等百分比流量特性的調節(jié)閥,則不在所要求流量范圍內,調節(jié)閥的開度超限,故等百分比不符合要求。選擇直線型流量特性:因此選擇直線型流量特性調節(jié)閥符合要求。6.2孔板計算節(jié)流裝置孔板的詳細計算過程:

1)已知條件:

(1)儀表型號:電動差壓變送器:

(2)流體名稱:水蒸氣:

(3)管道內徑:126mmΦ133×4mm:

(4)最大流量:2310kg/h:

(5)刻度流量:0～2500kg/h:(6)絕對壓力:4.5kgf/cm2:

(7)操作溫度:147.195℃(8)壓力差:1600mm水柱:

(9)流體重度:2.3725kg/m2(10)流體粘度:0.0147哩泊:

(11)管道法蘭:標準法蘭,PN

10;

DN

125:

(12)管道安裝:水平.2)輔助計算

1、工作狀態(tài)下質量流量標尺刻度上限

2、管道工作狀態(tài)下內徑

3、工作狀態(tài)下的絕對壓力

4、工作狀態(tài)下的水蒸氣密度

5、工作狀態(tài)下水蒸氣的粘度

6、求、

7、

壓力差

8、求

3)計算

1、求

2、求3、求4、符合精度要求5、求d6、驗算上述計算滿足要求。故即為所求。七．儀器儀表一覽表八、設計配合條件反應系壓力為150℃(在催化劑床層溫度已穩(wěn)定的情況下),循環(huán)氫純度<=85%,循環(huán)氫中H2S的含量<=0.1%。中壓加氫裂化的操作壓力一般>=8.0MPa。流量控制在200左右,最大不超過170,最小不超過150。控制閥前介質的最小壓力為0.6Mpa,控制閥后的最大壓力為0.2Mpa。一般有利于提高脫硫率的因素,除溫度外,一般也有利于烯烴的加氫反應,需要經過對反應器的控制以達到硫能夠充分脫除而烯烴加氫反應盡可能少的發(fā)生。(1)吸附劑的量降低質量空速將使烯烴加氫反應速率增加,導致辛烷值的損失加大,但質量空速對烯烴加氫反應的影響小于對硫的轉化的影響。(2)反應器壓力在保持H2/HC不變時,增加反應器壓力將使氫氣分壓增加,從而使烯烴加氫反應的速率增加。反之,降低壓力使烯烴加氫反應速率降低。(3)氫分壓增加氫氣分壓,烯烴加氫反應速率也隨之增大,在不改變反應器總壓力的情況下,增大氫氣的濃度或氫氣所占的比例,同樣會使烯烴加氫反應增加。當然,氫氣的消耗量也相應增加。因此,氫分壓增加將使烯烴加氫反應增加而辛烷值降低。(4)溫度一般情況下,當超過正常操作溫度399~438℃時,烯烴加氫反應及辛烷值的降低會隨溫度的升高而降低。由于烯烴加氫反應是放熱反應,反應器內溫度的升高與反應進料加熱器的出口溫度有關。由于反應器內溫度升高使烯烴加氫反應減少,因此溫升的幅度將隨反應器溫度升高而減小。注:隨著溫度的升高氣體產量將增加,特別是超過427℃后。當氣體量大幅度超過設計值時將會影響到穩(wěn)定塔的操作。(5)吸附劑的硫含量吸附劑上的硫含量主要決定于進料中硫的含量(濃度)、產品含硫量(濃度)以及吸附劑的循環(huán)速率。一般,吸附劑的硫含量越少,其活躍性越高,烯烴加氫反應程度越大。九．集散系統(tǒng)的設計分布式控制系統(tǒng)是由多臺計算機分別控制生產過程中多個控制回路,同時又可集中獲取數據、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)采用微處理機分別控制各個回路,而用中小型工業(yè)控制計算機或高性能的微處理機實施上一級的控制。各回路之間和上下級之間經過高速數據通道交換信息。分布式控制系統(tǒng)具有數據獲取、直接數字控制、人機交互以及監(jiān)控和管理等功能。分布式控制系統(tǒng)是在計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)、直接數字控制系統(tǒng)和計算機多級控制系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的,是生產過程的一種比較完善的控制與管理系統(tǒng)。在分布式控制系統(tǒng)中,按地區(qū)把微處理機安裝在測量裝置與控制執(zhí)行機構附近,將控制功能盡可能分散,管理功能相對集中。這種分散化的控制方式能改進控制的可靠性,不會由于計算機的故障而使整個系統(tǒng)失去控制。當管理級發(fā)生故障時,過程控制級(控制回路)仍具有獨立控制能力,個別控制回路發(fā)生故障時也不致影響全局。與計算機多級控制系統(tǒng)相比,分布式控制系統(tǒng)在結構上更加靈活、布局更為合理和成本更低。分散型控制系統(tǒng)(DCS)是以微處理機為基礎,以微機分散控制,操作和管理集中為特性,集先進的計算機技術、通訊技術、CRT技術和控制技術即4C技術于一體的新型控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計算機和通訊網絡技術的高速發(fā)展,DCS正向著多元化、網絡化、開放化、集成管理方向發(fā)展,使得不同型號的DCS能夠互連,進行數據交換,并可經過以太網將DCS系統(tǒng)和工廠管理網相連,實現(xiàn)實時數據上網,成為過程工業(yè)自動控制的主流。近幾年來,生產行業(yè)進一步提高了工廠綜合自動化水平,注重信息化的建設,特別是各地的火電廠紛紛提出適合自己工廠的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)以提高生產效率,實現(xiàn)工廠管理信息系統(tǒng)與各種分散控制系統(tǒng)之間的數據交換。廠級實時監(jiān)控信息系統(tǒng)以分散控制系統(tǒng)為基礎,以經濟運行和提高發(fā)電企業(yè)整體效益為目的,采用先進、適用、有效的專業(yè)計算方法,實現(xiàn)整個電廠范圍內信息共享,廠級生產過程的實時信息監(jiān)控和調度,同時又提高了機組運行的可靠性。它為電廠管理層的決策提供真實、可靠的實時運行數據,為市場運作下的企業(yè)提供科學、準確的經濟性指標。DCS是分散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem)的簡稱,國內一般習慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng),綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術,其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。3.1.2系統(tǒng)特點高可靠性由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn),系統(tǒng)結構采用容錯設計,因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導致系統(tǒng)其它功能的喪失。另外,由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔的任務比較單一,能夠針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結構和軟件的專用計算機,從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。開放性DCS采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計,系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網方式通信,實現(xiàn)信息傳輸,當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時,可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網絡或從網絡中卸下,幾乎不影響系統(tǒng)其它計算機的工作。、靈活性經過組態(tài)軟件根據不同的流程應用對象進行軟硬件組態(tài),即確定測量與控制信號及相互間連接關系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面,從而方