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一:系統的描述
1、工藝流程
本生產的工藝分為二個大的部分: 應再生部分,分餾部分.
原料從提升管進入提升管反應器,在提升管反應器中與高溫的催化劑接觸并升溫,汽化,在隨催化劑上升的同時不斷反應,生成汽油,輕柴油,液化氣,干氣,中段油,回煉油,油漿等氣相產物,同時生成的焦炭覆蓋在催化劑的表面,使其裂化活性逐步降低,成為待生催化劑.二者進入沉降器.由旋風分離器分離,油氣部分進入分餾塔,待生催化劑則進入再生器燃燒.除去催化劑表面上的炭后進入提升管反應器.如此循環利用,
反應器流程圖如圖1
圖1 反應流程圖
油氣進入分餾塔中先降溫分餾,在塔頂的的油氣分離器中進行油氣分離,分成粗汽油，和富氣.在塔的中部12-14層分離出輕柴油;在塔的29層分離剩下的回煉油在回到反應器進行反應.油氣分別在吸收穩定部分有穩定的油氣進行吸收.流程如圖2
2:工藝的特點和難點
本工程中,反應再生系統中涉及到三大平衡:物料平衡;熱量平衡,和壓力平衡.這三大平衡是對整個裝置進行正常生產的基礎.因此要對各個關鍵控位給出自己的控制和監視
畫面
圖2 分餾流程圖
以對其溫度,流量,壓力分別進行監控.其中反應溫度是控制反應深度,產品分布及產品的性質的重要參數.而溫度的保證和維持主要是通過調節催化劑的流量,及調節再生單動滑閥的開度來實現的.因此再生滑閥的調節是非常重要的.
在分餾系統中,首要原則是控制好各段的回流和溫度,穩定住各處的液面,合理調整熱平衡,來實現平穩操作.因此要重點監控各段的溫度和流量.以及液位.
3、工藝對控制系統的要求
a、實現各個單元操作的集中監控，包括：溫度、壓力、流量、液位等物理量的監測與控制。動態參數檢測、控制必須準確、可靠。
b、必要的遙控措施,對突發事件如停電等，系統應采取相應的保護措施，確保在緊急情況下或需要的時候對一些關鍵的控制點（閥門、馬達等）實施遙控。
c、配置必要的報警和聯鎖。
d、重要參數的記錄和方便地查閱其實時趨勢和歷史趨勢。
e、可隨時監測有關單元的有關參數或重要設備的運行情況。
f、控制系統操作簡單，參數設置、調整方便，便于操作，人性化的操作界面。
g、操作員站顯示整個生產工藝流程，修改和打印各種有關參數.
二:系統的組成
1、系統配置
本項目控制系統采用的是FB-2000NS DCS。該系統能夠實現連續控制、批量控制和邏輯控制等多種控制算法。根據帶控制點的工藝流程圖，與工藝技術人員認真細致地分析了生產工藝對控制的要求，合理地設計了方便于操作工監視、操作的流程圖畫面。本工程采用1個控制站、5臺操作站,和一臺工程師站. 和CNET網相結合的通訊網絡.從系統的安全和穩定上考慮,我們采取了控制站與操作站之間由CNET雙重化冗余的過程控制網連接,主控制器,和所有的模擬量輸出板以及重要的模擬量輸入板均采用了雙冗余. 其作用是當主板發生故障時，冗余板會自動投入工作，以確保系統穩定可靠地運行. 其DCS的硬件配置為：FB-2001NS2塊，FB-2005NS網卡12塊,FB2010NS34塊,FB2020NS31塊,FB2030NS2塊,FB2040NS2塊,FB2050NS1塊,FB-SC14NS30塊,FB-SC20NS17塊,FB-SC30NS2塊,FB-SC43NS2塊,FB-SC50NS1塊。所有模擬量信號通過隔離模塊后，進入輸入端子板，且所有模擬量輸出信號均通過隔離模塊，進入現場執行機構。現場控制站網絡結構圖如下：
2. DCS系統規模
AI：279
AO：55
DI：17
DO：5
三、控制方案
1:反應系統的控制
反應再生系統控制是整個催化列化的最重要的部分,其最主要的控制在于以下一些量的控制:反映溫度,沉降器氣提段藏量的控制,再生器溫度控制,再生器壓力控制,以及主風的控制.
a):反映溫度的控制
反映溫度是是控制反應深度,產品的分布以及產品的性質的重要參數,而溫度的保證和維持主要是通過調節催化劑的流量,及調節再生單動滑閥的開度來實現的.再生滑閥的開度大,循環量增加,反應溫度上升.對此我們采取了串級調節.反應溫度的調節大致框圖如圖3
其他的一些回路的調節方式比較簡單，均單用單回路PID調節，其方框圖略
2;分餾系統的控制
分餾系統中包括分餾塔,穩定塔,解吸塔,和吸收塔的液位,溫度,和壓力的控制.
a):穩定塔頂回流的壓力控制
穩定塔頂回流罐的壓力受兩個方面的影響,當壓力底的時候一般是先開PV311B進行升壓,如果壓力繼續下降，在打開PV311A對從穩定塔過來的油氣進行加熱以確保穩定塔頂回流罐壓力保持穩定.因此我們采取了分程調節, 其方框圖略
b):吸收塔底液位控制,吸收塔底的液位其液位的平穩與否直接影響到下面解吸,再吸收,穩定塔等其他工藝過程的控制,我們對次采取了串級控制,其方框圖如圖4:
其他的一些回路的調節方式比較簡單，除了幾個4個串級與上面相似外還有一些簡單的
單回路調節, 其方框圖略.
3:風機系統連鎖
由于風機是6KV的大電機,而且風機的運行的正常與否關系著反應系統的安全.因此對風機的正常運行,設置了以下的保護,和聯動,及風機的振動,軸承溫度,或軸向位移過大,潤滑油壓過底,等就連鎖停機.停機后要連鎖關閉出口閥,同時打開防喘振閥,強制關閉主風出口阻尼單向閥.考慮到了操作人員的正常的操作習慣和緊急情況下的措施,我們還設置了手動開關風機和各個重要的電磁閥.其邏輯連鎖圖如圖5
圖5 風機的連鎖
4自保系統
催化裂化是個非常危險的工程,特別是在非正常的時候,要求控制系統能夠很快自動的連鎖關停整個系統,因此我們考慮到了操作人員的正常的操作習慣和緊急情況下的措施,我們還設置了手動開關各個重要的電磁閥.其邏輯連鎖圖如圖6.
四、畫面構成
1、 共分反應系統部分,分餾部分,吸收穩定部分和風機部分以及連鎖等4組畫面。
2、 動態數據：在流程圖上相應處顯示。
3、 動態畫面的鍵接：在每幅畫面上做按鈕，可相互切換。
4、 點擊工藝流程圖上相應的調節閥，既可彈出PID畫面，可在線修改給定值和輸出值。
五、歷史記錄
只需點擊工藝流程圖上相應的位號，既可彈出歷史記錄畫面。
六、報表
按分組生成報表，8小時或12小時定時打印。
七、趨勢
根據用戶要求進行分組，調用時只需點擊工藝流程圖上相應的位號，既可彈出趨勢組畫面。
八、報警
根據客戶要求，采用聲音報警及畫面報警提示
圖6反應連鎖
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