DCS在煉油重整裝置生產過程的應用

榮 紅，李陰宇

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750021）

在現代化社會中，DCS在工業(yè)的生產過程中起到了良好的控制效果，能夠實現自動化的集成管理，具有良好的穩(wěn)定性以及擴展性，并且對風險進行了分散，因此，在生產制造領域得到了普遍的應用。DCS在實際應用的過程中，能夠獲得良好的經濟效益和技術的提升，有著一定的競爭優(yōu)勢，在各控制系統(tǒng)中DCS處于領先地位，能夠對目標進行改造，使生產效率得到明顯的提升。

1 DCS控制系統(tǒng)現狀

（1）需要在特定環(huán)境下，才能夠對DCS系統(tǒng)的功能進行應用，雖然能夠對傳統(tǒng)的自動儀器進行替代，但是卻無法有效發(fā)揮其所有功效。

（2）大部分公司沒有對管理信息系統(tǒng)以及DCS系統(tǒng)進行融合，供應商缺乏高級的開發(fā)技術，無法應用DCS系統(tǒng)對2套系統(tǒng)進行連接，導致負責DCS系統(tǒng)技術研發(fā)的部門無法順利與其他部門進行信息溝通，使企業(yè)無法全方位的對信息進行監(jiān)控。

（3）隨著我國控制技術逐漸成熟，許多先進的控制算法都被制造商應用到了新型的的DCS系統(tǒng)中，例如自適應控制等。技術人員沒有全面地了解DCS系統(tǒng)知識，導致DCS系統(tǒng)只能在常規(guī)控制中進行應用，無法應用于實際生產過程中。

（4）負責技術研發(fā)工作的人員，在分析DCS系統(tǒng)的過程中沒有結合企業(yè)的實際情況，無法全面地發(fā)揮DCS系統(tǒng)的作用，無法對其進行升級。

2 DCS在煉油重整裝置中的應用

想要使系統(tǒng)能夠具備控制功能，就需要對軟件進行組態(tài)，需要精準地對控制系統(tǒng)進行設計。可以按照以下內容將DCS應用于煉油重整裝置中。首先，需要從實際出發(fā)，結合其對工藝、安全以及環(huán)境等方面所提出的要求，對連續(xù)重整裝置的測量控制點進行設置；其次，需要與測控點相結合，對與生產有關的標準和經驗進行查找，以此來對控制的量進行相應表格的制定；第三，具體分析各種量之間的關系，以此來對流程圖進行設計，并對其開展具體的分析，按照規(guī)定的邏輯對相應控制點中間位置的點進行設立，采用這種設計流程，對所有的控制裝置進行組態(tài)，以此來按照相應的邏輯，對連續(xù)重整裝置進行控制。

（1）控制閥門、泵。對UV1010或UV1090或UV1100進行控制、對UV1110或UV1120或UV1170進行控制、對UV2050或UV2090或UV2120進行控制、對UV5080或UV7060進行控制、對P-416溶劑泵的開關進行控制、控制P-603放空罐泵的開關、控制P-601地下污油泵的開關等。

（2）控制加熱爐。控制F-101預加熱氫進料的爐、控制F-102重沸汽提塔的爐、控制F-205重沸脫戊烷塔充的爐、控制F-501重沸二甲苯塔的爐。

（3）控制壓縮機。控制K-101A、控制K-101B、控制K-304。在正常情況下，通過這些控制，能夠使各個連續(xù)重整裝置中的介質，結合工藝流程，改變不同介質的溫度、壓力、流量等物理以及化學方面的內容，以此來獲取能夠滿足要求的產品，還能對異常的工況進行監(jiān)測，然后通過計算機控制器的計算，由執(zhí)行器將溫度、壓力、流量以及液位調向正常值。在特別危險的情況下，通過關閉泵、切斷閥門，停止生產產品，使工作人員的生命安全以及財產安全得到保證，以上各種類型都有著相似的控制過程，因此只選擇了每一類的其中一種進行詳細控制闡述。

3 重整裝置DCS的系統(tǒng)控制點

首先，需要結合連續(xù)重整裝置在工藝方面所提出的具體要求，如表1所示。

4 設計重整裝置的DCS系統(tǒng)的回路

4.1 控制F-101加熱預加氫進料的爐

結合具體對工藝所提出的控制要求，控制USV1140A閥門切斷F-101預加氫進料加熱爐所受到的壓力，對閥門的開關狀態(tài)進行切斷，以下是具體的控制流程。

（1）長時間關閉HS1130輔助臺的開關，長時間關閉HF1132現場開關。

（2）對爐膛輻射頂F-101的壓力進行控制，以此來使現場PT-1130壓力變送器能夠將指示值控制在300Pa以下；在現場對長明燈燃料氣壓力PT-1136A/B/C變送器進行控制，使其能夠保持2個0.003MPa以下的壓力值指示。

表1 連續(xù)重整裝置的工藝要求

（3）長時間開啟SIS系統(tǒng)中的輔操臺。

（4）如果以上條件都能夠滿足，那么至少有2個壓力PT-1136A/B/C中的變送器的壓力值在3s內一直在0.03MPa以下，當PT-1130出現小于300Pa的指示值時，那么就能夠打開閥門切斷長明燈的燃料。

（5）如果PT-1130出現了不小于300Pa的指示值，或者PT-1136A/B/C出現了2個或2個以上3秒內不小于0.03MPa的壓力指示值，快速關閉的閥門會切斷長明燈的燃料，以此來對生產的安全性進行保證。

4.2 泵的啟停控制液位的控制

結合規(guī)定的控制流程，F-101預加氫進料加熱爐所產生的壓力能夠對USV1141A閥門進行控制，使其對主燃料氣的壓力進行切斷，以此來對控制閥的開關進行控制，具體控制過程如下。

（1）出現小于300Pa指示值的PT-1130。

（2）對加熱爐入口處支路中的FT1090E/F/G/H變送器的流量進行控制，使其能夠全部保持在16900kg/h以上。

（3）主燃料中的FT-1140A/B/C壓力變送器，3s內出現了2個或2個以上大于0.03MPa的壓力指示值。

（4）如果能夠滿足以上所有條件，那么閥門USV1141A就會被主燃料氣所切斷，從而打開。

（5）如果以上4個條件都無法滿足，或是只存在1個、2個或3個不滿足的條件，那額主燃料氣就會快速對閥門進行切斷，以此來關閉閥門，保證安全生產。

4.3 閥門的開關控制

（1）已經完成吹掃工作的系統(tǒng)。

（2）已經脫開了盤車的開關。

（3）長時間關閉位于輔操臺上的HS9100A手動開關，使其處于停機的狀態(tài)。

（4）長時間關閉位于輔操臺模擬器的HS9100A控制開關。

（5）對供油總管的PT-9120以及PT-9110壓力變送器進行控制，使指示值能夠保持不小于0.25MPa。

（6）對供油總管TE-9110A的熱電偶溫度進行控制，使指示值≥10℃。

（7）在滿足上述所有條件的基礎上，可以實現對K-101A主機的控制。

（8）當K-101A主機被開啟后，對壓力變送器PT-9111A、PT-9112A、PT-9113A中的2個或2個以上的在總供油管壓力中的壓力值進行控制，使其不大于0.2MPa或者對TE-9101A、TE-9102A、TE-9103A熱電偶中的電機定子溫度進行控制，使其至少有2個不小于145℃的溫度，就能夠使不小于145℃停止運轉。

（9）如果以上故障導致主電機出現了停車的問題，那么在排除這些故障后，就需要復位HR9100A開關，使SIS安全系統(tǒng)能夠復位，以此來重新按照步驟對其進行啟動。

4.4 控制輔油泵電機K-101A

（1）對供油總管的壓力進行控制，使變送器PT-9110A中的壓力值不大于0.27MPa，能夠啟動輔油泵電機。

（2）對供油總管的壓力進行控制，使變送器PT-9110A中的壓力值大于0.27MPa，能夠停止輔油泵電機。

（3）控制水泵電機K-101A。

（4）對冷卻水管的壓力進行控制，使變送器PT-9120的壓力值不大于0.27MPa，能夠開啟水泵電機。

（5）對冷卻水管的壓力進行控制，使變送器PT-9120的壓力值大于0.27MPa，能夠停止水泵電機。

5 結束語

在應用連續(xù)重整裝置對系統(tǒng)進行控制的過程中，最常見的就是單回路的應用，但是僅通過對單回路的調節(jié)控制，很難滿足控制的精確要求，無法穩(wěn)定調節(jié)，并且缺乏良好的動態(tài)性，導致無法精準的下料，從而對反應參數造成影響。因此需要將串級、分程等結構復雜的CCS回路設置于連續(xù)重整裝置中，以此來精確地對系統(tǒng)進行控制，使產品能夠更加穩(wěn)定，保證其質量。

通過反應系統(tǒng)來控制壓力，通過控制串級及分程能夠對增壓機的壓力進行控制。相比單一的回路來說，由于串級控制系統(tǒng)中包含了主回路以及副回路各1個，通過這2個回路能夠形成2個閉環(huán)。在對其進行控制的過程中，初調需要依靠副回路，精調整需要倚靠主回路，以此來進行雙控制，通過有效地結合2條回路，串級系統(tǒng)能夠實現單回路系統(tǒng)在控制過程中無法實現的精確和高效控制。

系統(tǒng)精確度無法得到提升的主要原因是參數受到了回路擾動的影響。由于串級回路能夠進行雙控制，能夠較強地克服來自回路的擾動，并且受到副回路的影響，導致串級控制系統(tǒng)減少了對目標的控制時間，使系統(tǒng)能夠獲得更高的響應速度。相比單級控制系統(tǒng)來說，串級控制系統(tǒng)有著較強的自適應能力，并且能夠對系統(tǒng)的控制質量進行有效的改善，使系統(tǒng)能夠高頻率的進行工作。