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，有著一定的競爭優勢，在各控制系統中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控制系統現狀

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

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

（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系統中，例如自適應控制等。技術人員沒有全面地了解DCS系統知識，導致DCS系統只能在常規控制中進行應用，無法應用于實際生產過程中。

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

2 DCS在煉油重整裝置中的應用

想要使系統能夠具備控制功能，就需要對軟件進行組態，需要精準地對控制系統進行設計。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，結合其對工藝、安全以及環境等方面所提出的要求，對連續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，以此來按照相應的邏輯，對連續重整裝置進行控制。

（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測，然后通過計算機控制器的計算，由執行器將溫度、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的系統控制點

首先，需要結合連續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 連續重整裝置的工藝要求

（3）長時間開啟SIS系統中的輔操臺。

（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。

（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。

（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

在應用連續重整裝置對系統進行控制的過程中，最常見的就是單回路的應用，但是僅通過對單回路的調節控制，很難滿足控制的精確要求，無法穩定調節，并且缺乏良好的動態性，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回路設置于連續重整裝置中，以此來精確地對系統進行控制，使產品能夠更加穩定，保證其質量。

通過反應系統來控制壓力，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。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，串級系統能夠實現單回路系統在控制過程中無法實現的精確和高效控制。

系統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，導致串級控制系統減少了對目標的控制時間，使系統能夠獲得更高的響應速度。相比單級控制系統來說，串級控制系統有著較強的自適應能力，并且能夠對系統的控制質量進行有效的改善，使系統能夠高頻率的進行工作。