APC控制器投用總結(jié)(上海石化)

1、上海石化煉化部 4 煉油 1 延遲焦化先進(jìn)控制項(xiàng)目控制器投用總結(jié)1 控制器投用情況 錯(cuò)誤!未定義書簽?？刂破髡w投用情況 錯(cuò)誤!未定義書簽?？刂破鲉蝹€(gè)回路控制情況 錯(cuò)誤!未定義書簽?？刂破魍队们昂笮Ч容^ 錯(cuò)誤!未定義書簽。減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度 錯(cuò)誤!未定義書簽。2 軟測(cè)量?jī)x表的投用情況 錯(cuò)誤!未定義書簽。3 空高計(jì)算程序的投用情況 錯(cuò)誤!未定義書簽。4 結(jié)論 錯(cuò)誤!未定義書簽。5 存在的問題 錯(cuò)誤!未定義書簽。6 幾點(diǎn)建議 錯(cuò)誤!未定義書簽。上海漢中諾軟件科技有限公司的工程技術(shù)人員和上海石化公司 2# 煉油延遲焦化裝置的技術(shù)人員一起，從2007 年 3 月 26 日開始對(duì)項(xiàng)目中設(shè)計(jì)的三個(gè)控制

2、器進(jìn)行了試投用。投用過程中發(fā)現(xiàn)了大量的問題，在上海石化、上海漢中諾和Aspen 公司的共同努力下，控制器的投用取得了階段性的成果。 4 月 14 開始，裝置進(jìn)行了檢修。 檢修完成后， 先后完成了主分餾塔控制器、 支路平衡控制器和煙氣氧含量控制器的投用，控制器投用已經(jīng)取得了初步成功?？刂破魍队玫耐瑫r(shí)，投用了三個(gè)軟測(cè)量?jī)x表：汽油終餾點(diǎn)、柴油 95 點(diǎn)和蠟油終餾點(diǎn)， 投用空高計(jì)算程序并不斷地進(jìn)行改進(jìn)， 有效地提高了空高預(yù)測(cè)的精度。每天由操作人員通過開發(fā)的 DCS 錄入畫面錄入實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)和焦炭塔空高實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)， 對(duì)各軟測(cè)量?jī)x表和空高的預(yù)測(cè)值進(jìn)行校正， 隨著輸入實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)和空高實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的增多，軟測(cè)

3、量?jī)x表和空高計(jì)算程序的預(yù)測(cè)值也會(huì)越來(lái)越準(zhǔn)確。1 控制器投用情況控制器整體投用情況根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，項(xiàng)目共開發(fā)了 3 個(gè)控制器。當(dāng)前三個(gè)控制器都正常地在線運(yùn)行，情況良好。1.1.1 支路平衡控制器控制器名： C1101控制范圍：焦化爐進(jìn)料、焦炭塔、富氣壓縮機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)的控制功能：能夠按照工藝要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提降進(jìn)料量，確保生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)整時(shí)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行；在保證裝置安全約束的情況下，實(shí)現(xiàn)裝置進(jìn)料的最大化；實(shí)現(xiàn)焦化爐進(jìn)料的支路平衡控制，在保證各個(gè)支路出口溫度均勻的情況下，根據(jù)各支路的結(jié)焦情況合理分配各支路的進(jìn)料量；1.1.2 煙氣氧含量控制器控制器名稱：YANQI控制范圍：焦化爐的配風(fēng)控制器實(shí)現(xiàn)的控制

4、功能：控制器可以根據(jù)煙氣氧含量的測(cè)量值自動(dòng)地調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)出口壓力和各個(gè) 支路空氣擋板的開度，有效保證煙氣氧含量的穩(wěn)定并盡量降低煙氣氧含 量。1.1.3 主分儲(chǔ)塔控制器控制器名稱：FRAC控制范圍：主分儲(chǔ)塔控制器實(shí)現(xiàn)的控制功能：控制器實(shí)現(xiàn)了主分儲(chǔ)塔的自動(dòng)控制，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；提高主分儲(chǔ)塔控制精度，提高其抗干擾能力；根據(jù)的大小調(diào)整柴油抽出量，在保證柴油不抽空的情況下，盡可能地增加柴油的抽出量；現(xiàn)場(chǎng)人員可以根據(jù)生產(chǎn)目的的不同， 調(diào)節(jié)渣油的換熱溫度TIC1109的控 制范圍，實(shí)現(xiàn)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行或提高液收的目的?？刂破鲉蝹€(gè)回路控制情況1.2.1 支路平衡控制器由于渣油進(jìn)料第四組控制閥出現(xiàn)故障，當(dāng)前

5、控制器無(wú)法投用。在閥門出現(xiàn)故 障之前，支路平衡控制器的投用情況如下：表支路平衡控制器已投用回路列表序號(hào)回路描述投用狀況1支路# 1流量正常2支路# 2流量正常3支路# 3流量正常4支路# 4流量正常5支路# 1出口溫度正常6支路# 2出口溫度正常7支路# 3出口溫度正常8支路# 4出口溫度正常無(wú)未投用回路，投用率 100%表各支路進(jìn)料量閥門情況表編p支路進(jìn)料量閥位1FIC110175%80%2FIC110255%60%3FIC110365%68%4FIC110455%60%針對(duì)當(dāng)前進(jìn)料閥門的情況，在條件允許的情況下，建議投用支路平衡控制器， 但不投用第四支路進(jìn)料量 FIC1104 ,這樣控制器

6、還可以平衡其它三路的支路平 衡。1.2.2 煙氣氧含量控制器表 煙氣氧含量控制器已投用回路列表序號(hào)回路描述投用狀況1支路# 1空氣流量正常2支路# 2空氣流量正常3支路# 3空氣流量正常4支路# 4空氣流量正常5鼓風(fēng)機(jī)壓力正常無(wú)未投用回路，投用率 100%1.2.3 主分儲(chǔ)塔控制器表 煙氣氧含量控制器已投用回路列表序號(hào)回路描述投用狀況1主分儲(chǔ)塔頂溫度正常2柴油回流流量正常3柴油抽出量正常4中段回流量正常5蠟油上回流流量正常6蠟油下回流量正常7重蠟油上回流量正常8急冷油流量正常無(wú)未投用回路，投用率 100%控制器投用前后效果比較1.3.1 裝置進(jìn)料量的變化控制器投用后，大大地降低了裝置變量的波動(dòng)

7、，在保證裝置的主要安全約束 的前提下，有效提高了裝置的處理量。1.3.2 控制器對(duì)焦化爐進(jìn)料量的分配FIC11flrlS¥ |RiW EM riFicnov IRrfw 口卯刈HC114WV lihw 的剛圖焦化爐四支路進(jìn)料量分配圖中紅色線為第一支路進(jìn)料量，藍(lán)色線為第二支路進(jìn)料量，粉色線為第三支 路進(jìn)料量，綠色線為第四支路進(jìn)料量MAXTH Cnkul«ledl DEGCkMAXra?(DCGCI" IAAXT13 仁*ei|l3lEd Hpe匚.MAXT4M, Caltiilafted(味H匚圖焦化爐四支路爐管表面最高溫度圖中紅色線為第一支路最高溫度，藍(lán)色線為第二

8、支路最高溫度，粉色線為第 三支路最高溫度，綠色線為第四支路最高溫度。在裝置當(dāng)前的狀態(tài)下，爐管表面的最高溫度是限制裝置進(jìn)料量的最主要因 素。從圖和圖中可以看出，當(dāng)某支爐管溫度較高時(shí)（如第二支爐管，藍(lán)色線），控制器為其分配的進(jìn)料量較低，并將減少的進(jìn)料量分配到其它爐管溫度較低的支 路中?？梢?，控制器可以根據(jù)各個(gè)支路爐管表面最高溫度的不同，合理分配各支路的進(jìn)料量，實(shí)現(xiàn)裝置的支路平衡。在投用先進(jìn)控制之前，焦化爐爐管進(jìn)料量的 分配都是現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員根據(jù)對(duì)爐管結(jié)焦情況的判斷手工分配，并且設(shè)定后會(huì)保持較長(zhǎng)時(shí)間不變，不利于減少爐管的結(jié)焦；投用 APC后，控制器可以有效地完成 進(jìn)料量的自動(dòng)分配。1.3.3 穩(wěn)定焦化

9、爐出口溫度控制器投用后，焦化爐出口溫度投用審級(jí)控制，能夠根據(jù)爐出口溫度的變化 自動(dòng)調(diào)整燃料氣的用量，保證了焦化爐出口溫度的穩(wěn)定493J9黑LW 嘏LM 帆事I 蜀丸” gKM4»411nmipw 的 w EMdi(a)投用前TI411-1PU1 國(guó).* 口油即必加 心孔部452JD 4S1.6J4SH.5S 的*44 翱&» 4A7J? 仙機(jī)114fl，M(b)投用后圖 控制器投用前后焦化爐出口混合溫度對(duì)比訓(xùn)雷朋l4S7J8書5SG4SO34fi2J£24M.1149IJ0DTIC11OPV gw |)5州50IJN)（a）投用前制也RD«7JB

10、前禮”3M4MU®3.Jj岫工維業(yè)Ml%(LMT»C11H7：PVl%ilW natfl（b）投用后圖控制器投用前后焦化爐支路出口溫度對(duì)比（以TIC1102 為例)表 控制器投用前后爐出口溫度波動(dòng)對(duì)比投用前標(biāo)準(zhǔn)偏差（C）投用后標(biāo)準(zhǔn)偏差（C）前后對(duì)比TIC1101%TIC1102%TIC1103%TIC1104%TI1134%2.2WT1回卻1.61132也105?1.052S-um17191-5J18*JJ18i00;00;M 1 六MRD OftOtktfl 17A»AQ42;C«M) ”;M 海。120(kl(l M 哥中;WDTI? FCdkubt

11、edl(a)投用前(b)投用后圖控制器投用前后焦化爐出口溫度與平均溫度的偏差對(duì)比表 控制器投用前后爐出口溫度對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)偏差(C)平均值(C)同時(shí)，控制器可以根據(jù)各個(gè)支路出口溫度與平均溫度的偏差實(shí)時(shí)地調(diào)整焦化爐各支路出口的溫度從而降低出口溫度的偏差，保證進(jìn)料的焦炭化程度相近。業(yè)現(xiàn)1，0JR Iba>T,'士F T*正V iitl B tl 1 1 1 V 1 ) > 1 1 4 1 I 1 i! 1 1 ! I ! iaiiiiiniiik.4iib，iif Zf Jf 1J.：；：；： 41F1111I41iii!iiiiI1 Jilli? l 一二d|ii1iid|-1if

12、c1lll-iluin懶*組*|!1to* r11 J L . 1.1pIir- - - - n - -1Ib-ul Js11h1i1ii>i1iiiiiii I' "jf ' ".* r " " " 1 " ，" ", 中!.F1 .*"""* "-," ' " " , *，11iII1Iiiii>1iI1I1|IiBii|1Ba中bjbu? ULujhk-D.3SS3l!lJK2til|pg11|if1&#

13、187;|11b1i111wi1.'.：-1,0528h a 9 it U1JJ .；iiiiinit|1|i1IIIIIdI1iIIa'iii>'11ilibiil11kriil . .1. 1.*_ 工工；, =上.= * : . £-, 一. a .4J1931 * hI!.!f 工il|P1111Pil|11I1111fi11-L365* -；1|*gi|p-i號(hào)t bi|l.l.|ii|11Ii1i1ii>i1F -3JHi23；一 .；，一,._,，11.一一一XCfiZJI11F1rr11iiIIa-IIiiiiIagpiigpa.1

14、-11|i1a11i1iiiiiiiiiii'''''''-' .i7：ni：fii mjiMrrin i7：»«roo m：m>；onoom：iin 11kM:mi?：w：n 口。“口加投用前投用后前后對(duì)比投用前投用后DT01%DT02%DT03%DT04%1.3.4 煙氣氧含量控制UNW心現(xiàn)XI HQ 7MMW對(duì) 1.25B0收5。 0MMAHimPV Raw DualAI1942PV IFiiw D«lal(a)投用前WWPM IR4W X制配吸咖 4圻對(duì)3.FSD0XI2 50 2JMb

15、 %燈印 iLisma阿(b)投用后圖控制器投用前后煙氣氧含量控制情況對(duì)比圖中紅色線為第二個(gè)爐膛的煙氣氧含量，藍(lán)色線為第一個(gè)爐膛的煙氣氧含 量。從圖中可以看出，投用后控制器可以根據(jù)煙氣氧含量的變化自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī) 出口的壓力和各個(gè)支路空氣擋板的開度，減小了煙氣氧含量的波動(dòng)，降低能耗。 控制器能夠有效地將煙氣氧含量控制在到之間。1.3.3 裝置液收變化表控制器投用前后延遲焦化裝置液收對(duì)比投用前()投用后()前后比較汽油收率柴油收率蠟油收率輕油收率總液收注：本表中投用前數(shù)據(jù)為 2007年1月1日至4月30日，投用后數(shù)據(jù)為2007年5月9日至7月26日表提高柴油抽出量測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比測(cè)試開始(tons )

16、測(cè)試結(jié)束 (tons)累積量(tons )收率 (%)投用前收率 (%)前后對(duì)比 (%)新鮮渣油130743713136056168汽油6552946563221028柴油1314151334362021蠟油591509592335826輕油7867097897583049液體產(chǎn)品137821813820933875從表和表的數(shù)據(jù)可以看出，控制器投用后裝置高附加值產(chǎn)品柴油的收率都顯著增加，部分汽油被回流壓入到柴油中， 造成汽油產(chǎn)率下降；表中蠟油收率和表 中蠟油收率、總液收有所下降主要是因?yàn)榻够崩溆驮瓉?lái)大部分來(lái)自柴油加氫裝 置的反沖洗污油，柴油加氫裝置停車后，急冷油幾乎完全由焦化蠟油提供， 減

17、少 了蠟油產(chǎn)品的產(chǎn)量?？刂破饔行У靥岣吡搜b置的總液體產(chǎn)品收率， 并增加了柴油 的產(chǎn)率。在控制器投用過程中為了避免焦化爐爐管結(jié)焦，從而獲得較長(zhǎng)的生產(chǎn)周期，控制器采用了較高的渣油換熱溫度。這樣主分儲(chǔ)塔的中段回流和蠟油上回流 的用量較大。待新延遲焦化裝置開工投產(chǎn)后，焦化爐負(fù)荷降低，可以采用較低的 渣油換熱溫度，降低主分儲(chǔ)塔的回流量，可以獲得更高的液體產(chǎn)品收率。1.3.4 產(chǎn)品質(zhì)量卡邊表控制器投用前后延遲焦化裝置產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比投用前投用后前后比較2005-9-1 2006-3-232007-1-1 2007-4-302007-5-9 2007-7-262005-9-1 2006-3-232007-1-1

18、 2007-4-30汽油終儲(chǔ)點(diǎn)（C）柴油95點(diǎn)（C）蠟油終儲(chǔ)點(diǎn)（C）注：本表中投用前數(shù)據(jù)為 2007年1月1日至4月30日，投用后數(shù)據(jù)為2007年5月9日至7月26日從表的數(shù)據(jù)可以看出，隨著裝置的檢修、PID整定和先進(jìn)控制項(xiàng)目的實(shí)施,裝置的控制回路得到了不斷的改善，控制水平不斷提高，最終在控制器投用后， 汽油終儲(chǔ)點(diǎn)、柴油95點(diǎn)和蠟油終儲(chǔ)點(diǎn)都得到了顯著的提高，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量的 卡邊控制。1.3.5 產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)減小表控制器投用前后延遲焦化裝置產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)比投用前投用后前后比較2005-9-1 2006-3-232007-1-1 2007-4-302007-5-9 2007-7-262005

19、-9-1 2006-3-232007-1-1 2007-4-30汽油終儲(chǔ)點(diǎn)（C）%柴油95點(diǎn)（C）%蠟油終儲(chǔ)點(diǎn)（C）%注：本表中投用前數(shù)據(jù)為 2007年1月1日至4月30日，投用后數(shù)據(jù)為2007年5月9日至7月26日從表的數(shù)據(jù)可以看出，隨著裝置檢修、PID整定和先進(jìn)控制項(xiàng)目的實(shí)施，裝 置的控制回路得到了不斷的改善，實(shí)現(xiàn)了主要回路的自動(dòng)控制，控制水平不斷提 高，減小了裝置的波動(dòng)，控制器投用后，控制器能夠根據(jù)軟測(cè)量?jī)x表提供的產(chǎn)品 質(zhì)量數(shù)據(jù)和主分儲(chǔ)塔的溫度變化及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整主分儲(chǔ)塔的回流量，有效減少了產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)。減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度需要調(diào)整裝置處理量時(shí)，操作人員只需要根據(jù)要求設(shè)定好目標(biāo)處理量，

20、并放開操作變量的約束，控制器就可以自動(dòng)地完成處理量的調(diào)整工作， 并做到無(wú)擾動(dòng)的過渡；實(shí)現(xiàn)了煙氣氧含量的自動(dòng)控制，并保證煙氣氧含量的穩(wěn)定，有效降低操 作人員勞動(dòng)強(qiáng)度；實(shí)現(xiàn)了焦炭塔預(yù)熱、切換過程中主分儲(chǔ)塔的自動(dòng)控制，大大減少了操作 人員的工作量，使操作人員能夠把更多的精力放到整個(gè)裝置的優(yōu)化上去2軟測(cè)量?jī)x表的投用情況根據(jù)裝置實(shí)施先進(jìn)控制的需要，項(xiàng)目中開發(fā)了三個(gè)軟測(cè)量?jī)x表，用于給控制 器提供實(shí)時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)。這三個(gè)軟測(cè)量?jī)x表分別為：粗汽油終儲(chǔ)點(diǎn)、柴油 95點(diǎn)和蠟油終儲(chǔ)點(diǎn)。粗汽油終儲(chǔ)點(diǎn)表粗汽油終儲(chǔ)點(diǎn)預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)室分析值的比較（部分?jǐn)?shù)據(jù)節(jié)選）編力時(shí)間預(yù)測(cè)值分析值絕對(duì)偏差相對(duì)偏差105-09 00:002

21、16%205-10 00:00216%305-11 00:00215%405-12 00:00214%505-13 00:00218%605-14 00:00217%705-15 00:00218%805-16 00:00216%905-17 00:00214%1005-18 00:00216%1105-19 00:00216%1205-20 00:00215%1305-21 00:00217%1405-22 00:00218%1505-25 00:00213%1605-26 00:00214%1705-27 00:00215%1805-28 00:00214%1905-29 00:00211

22、%2005-30 00:00212%2105-31 00:00210%2206-01 00:00213%2306-02 00:00214%2406-03 00:00212%2506-04 00:00213%2606-05 00:00212%2706-06 00:00215%2806-07 00:00210%平均值%柴油95點(diǎn)表柴油95點(diǎn)預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)室分析值的比較（部分?jǐn)?shù)據(jù)節(jié)選）編R時(shí)間預(yù)測(cè)值分析值絕對(duì)偏差相對(duì)偏差105-24 00:00357%205-24 08:00359%305-24 16:00358%405-25 00:00352%505-25 08:00362%605-25 16:00

23、366%705-26 00:00362%805-26 08:00364%905-26 16:00361%1005-27 00:00362%1105-27 08:00361%1205-27 16:00362%1305-28 00:00361%1405-28 08:00362%1505-28 16:00360%1605-29 00:00360%1705-29 08:00361%1805-29 16:00362%1905-30 00:00363%2005-31 00:00360%2105-31 16:00362%2206-01 00:00362%2306-01 08:00364%2406-01 16

24、:00363%2506-02 00:00360%2606-02 08:00361%2706-02 16:00363%2806-03 00:00362%2906-03 08:00363%3006-04 00:00360%3106-04 08:00364%3206-04 16:00362%3306-05 00:00362%3406-05 08:00364%3506-05 16:00363%3606-06 00:00362%3706-06 08:00363%3806-06 16:00362%3906-07 00:00363%平均值%蠟油終儲(chǔ)點(diǎn)表蠟油終儲(chǔ)點(diǎn)預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)室分析值的比較（部分?jǐn)?shù)據(jù)節(jié)選）編R

25、時(shí)間預(yù)測(cè)值分析值絕對(duì)偏差相對(duì)偏差105-09 8:00516%205-10 8:00517%305-11 8:00520%405-12 8:00523%505-13 8:00520%605-14 8:00516%705-15 8:00514%805-16 8:00526%905-17 8:00529%1005-18 8:00522%1105-19 8:00518%1205-20 8:00514%1305-21 8:00518%1405-22 8:00516%1505-23 8:00518%1605-24 8:00529%1705-25 8:00523%1805-26 8:00523%1905-

26、27 8:00517%2005-28 8:00522%2105-30 8:00523%2205-31 8:00523%2306-01 8:00526%2406-02 8:00523%2506-03 8:00520%2606-04 8:00521%2706-05 8:00523%2806-06 8:00526%平均值%從以上各表的數(shù)據(jù)可以看出，大部分的軟測(cè)量?jī)x表預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)室分析值的偏差都在土 1%以內(nèi)，造成個(gè)別點(diǎn)的偏差較大的原因可能有兩個(gè)：（1）軟測(cè)量?jī)x表的預(yù)測(cè)有偏差；（2）實(shí)驗(yàn)室的分析數(shù)據(jù)不可靠。控制器中可以自動(dòng)剔除偏差過 大的數(shù)據(jù)，保證控制的穩(wěn)定，同時(shí)軟測(cè)量預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)也可以用于檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室分析 的可靠性。另外，隨著實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)的錄入，對(duì)軟測(cè)量?jī)x表進(jìn)行不斷的校正， 軟測(cè)量?jī)x表預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確性會(huì)越來(lái)越高。3空高計(jì)算程序的投用情況為了配合裝置進(jìn)料最大化的要求，項(xiàng)目進(jìn)行過程中開發(fā)了焦炭塔空高計(jì)算的 程序，用于預(yù)測(cè)到裝