液位柔性控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液位柔性控制方法，該方法包含：測算容器內液位每單位時間內變化量；若變化量超過根據(jù)工藝要求設定的閾值，則對容器的出口流量進行控制，從而補償容器內的液位變化。本發(fā)明通過根據(jù)容器內液位變化量控制容器出口流量，實現(xiàn)減少系統(tǒng)波動，提高輕烴回收系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性，從而提高所帶來的干氣、液態(tài)烴、石腦油產(chǎn)品的質量和收率。
【專利說明】液位柔性控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種原料流量控制技術，具體涉及一種用于原料流量波動的液位柔性 控制方法。

【背景技術】
[0002] 國外輕烴回收工藝技術較先進，一些國家在提高加工深度、增加輕烴收率、合理利 用油氣資源上都取得了顯著的成就。自20世紀70年代以來，國外輕烴回收技術以節(jié)能降 耗、提高輕烴收率為目的，以低溫分離法為主，向投資少、深分離、高效率、低能耗、撬裝化、 自動化等方向發(fā)展。在此基礎上對輕烴回收裝置出現(xiàn)了許多新工藝。這些新工藝主要是在 膨脹制冷法流程和冷劑制冷法流程的基礎上對流程加以改進而發(fā)展起來的。自動控制方面 研發(fā)及使用較早，90年代已經(jīng)比較廣泛的使用，隨著自動控制技術飛速的發(fā)展以及回收工 藝的不斷改進，國外的輕烴回收工藝自動控制技術也在進行不斷的更新和調整。
[0003] 近年來我國進口原油量持續(xù)增長，其中輕質原油占了很大的比例。這些輕質原油 的輕質油收率高，并往往含有相當數(shù)量的飽和烷烴。因此采用通常的常減壓蒸餾工藝流程 在加工輕質原油時會產(chǎn)生種種不利的結果。因此在常減壓蒸餾裝置設置輕烴回收系統(tǒng)是完 全必要的。輕烴回收系統(tǒng)的自動控制也就十分重要，在最初自動控制系統(tǒng)設計時，吸收塔液 位沒有進入自動控制，由于原料不斷波動，液位難以進入自動控制，這必然影響到整個輕烴 回收系統(tǒng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。隨著自動控制技術的不斷發(fā)展和進步，我們需要將原始的控制 方案加以改進，可以解決這個問題。
[0004] 國內輕烴回收裝置很多吸收塔液位都不能自動控制，本項目根據(jù)高化具體情況進 行整改，利用DCS編程，創(chuàng)新設計了吸收塔液位的自動控制，填補了這個控制系統(tǒng)的空白， 完善了整個輕烴回收裝置的自動控制技術，省去了人工操作的煩瑣和風險。
[0005] 高橋石化1#蒸餾裝置是2010年新建的，已經(jīng)運用了處于國內領先水平的先進自 動控制技術。輕烴回收裝置自動控制系統(tǒng)自投運以來，在保證裝置安全生產(chǎn)方面起了非常 重要的作用。隨著使用年限的增加，目前的控制系統(tǒng)不能實現(xiàn)某些重要參數(shù)的自動控制， 人工操作存在很大的安全隱患和誤差問題，無法滿足裝置的安全生產(chǎn)需要，影響裝置的安 全運行，因此對自動控制系統(tǒng)進行升級改造勢在必行。針對自動控制系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn) 的各種問題，最主要的問題就是輕烴回收部分原料波動引起的吸收塔液位不能投自動。在 國內其他石化企業(yè)的輕烴回收裝置運行過程中，同樣也發(fā)現(xiàn)不少類似的自動控制的問題， 因此，自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化是勢在必行的，能夠提高產(chǎn)品質量，節(jié)能降耗，保障裝置安全穩(wěn) 定的長周期運行。
[0006] 目前廣泛使用的吸收塔底液位流量串級控制，通過塔底液位的變化來調節(jié)出口 流量，這種控制方案在原料流量波動較大時，塔底液位也會產(chǎn)生較大的波動。
[0007] 吸收塔的原料流量來自于初頂油與常頂油調合后的總量，但由于工藝設備的老 化，調合不均勻等種種因素的影響，導致原料流量成脈沖式的波動，液位也跟著一起波動， 當液位成階躍形上升或下降時，如果主副回路在自動狀態(tài)下，會對出口流量造成擾動，影響 后面的脫吸塔液位。
[0008] 該問題通過PID參數(shù)整定也無法克服擾動，導致塔底液位無法投自動，造成后續(xù) 設備系統(tǒng)的不穩(wěn)定，從而影響產(chǎn)品質量。在國內很多石化企業(yè)的輕烴回收裝置運行過程中， 同樣也發(fā)現(xiàn)不少類似的自動控制的問題，因此，自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化是勢在必行的，能夠提 高產(chǎn)品質量，節(jié)能降耗，保障裝置安全穩(wěn)定的長周期運行。


【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明提供一種液位柔性控制方法，減少系統(tǒng)波動，提高輕烴回收系統(tǒng)的操作穩(wěn) 定性，以及所帶來的干氣、液態(tài)烴、石腦油產(chǎn)品的質量和收率。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種液位柔性控制方法，其特點是，該方法包含： 測算容器內液位每單位時間內變化量； 若變化量超過根據(jù)工藝要求設定的閾值，則對容器的出口流量進行控制，從而補償容 器內的液位變化。
[0011] 上述對容器的出口流量進行控制補償容器內液位變化包含： 根據(jù)式（1)計算平均容積流量： (容器的底面積X液位變化的高度）/單位時間=平均容積流量（1) 該平均容積流量即為補償量； 根據(jù)補償量對容器出口流量進行控制。
[0012] 上述根據(jù)補償量對容器出口流量進行控制包含： 判斷容器內液位為增長量或降低量超過液位變化量的閾值，若增長量超過閾值，則控 制增加容器出口的流量，若降低量超過閾值，則控制減少容器出口的流量。
[0013] 若變化量沒有超出閾值，則正常運行，不進行補償。
[0014] 本發(fā)明液位柔性控制方法和現(xiàn)有技術的液位控制方法相比，其優(yōu)點在于，本發(fā)明 通過根據(jù)容器內液位變化量控制容器出口流量，實現(xiàn)減少系統(tǒng)波動，提高輕烴回收系統(tǒng)的 操作穩(wěn)定性，從而提高所帶來的干氣、液態(tài)烴、石腦油產(chǎn)品的質量和收率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明液位柔性控制方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0016] 以下結合附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施例。
[0017] 本發(fā)明公開一種用于解決原料流量大波動的液位柔性控制方法的實施例，該控制 方法可基于橫河CS3000建立。該控制方法可用于各種具有液體容器的設備，該類設備包含 有用于存放液體的容器，容器中設有液位儀表，本發(fā)明中在容器的出口設置用于補償流量 的控制裝置，例如閥門，可用于控制容器出水口的流量。
[0018] 如圖1所示，該液位柔性控制方法具體包含以下步驟： 步驟1、通過現(xiàn)場液位儀表的測量，將設備容器內液位信號傳輸進控制系統(tǒng)，在設備的 控制系統(tǒng)中測算出容器，例如吸收塔，底部液位每單位時間內的變化量。
[0019] 在控制系統(tǒng)的控制方法進行前，先對控制方法中涉及的變量進行定義，將所需進 行計算的所有變量進行申明，其中包含：單位時間、液位的變化量、判斷液位波動的設定值、 計算后得出的補償量等一系列計算需要用到的量。
[0020] 單位時間為一個可自由設定時間變量，一般以經(jīng)驗值進行設定，不同的工藝工況， 不同的設備設定的時間變量不同，需要通過一定的測試后得出。
[0021] 變化量為現(xiàn)場儀表測量后得出的單位時間內的液位差。
[0022] 設定值為可自由設定的變量，一般以工藝要求進行設定。
[0023] 補償量為通過折算出的平均容積流量減去單位時間內的實際流量后得出的需補 償至出口流量上的補償量。
[0024] 步驟2、控制系統(tǒng)判斷液位串級控制回路的狀態(tài)，單位時間內的變化量是否大于允 許范圍的設定值；若是，跳轉到步驟3,若否，則跳轉到步驟4。
[0025] 步驟3、若液位在單位時間內的變化量大于設定值，則判斷該時間段內液位波動較 大。
[0026] 根據(jù)式（1)計算平均容積流量： (容器的底面積X液位變化的高度）/單位時間=平均容積流量（1) 通過存放液體的容器的底面積乘以液位變化的高度，得出液位變化的體積，然后除以 單位時間，即可得出平均容積流量。
[0027] 將測算出平均容積流量通過轉換為補償量，根據(jù)補償量補償至容器的出口流量 上，以達到整個系統(tǒng)的液位的平衡。
[0028] 判斷容器內液位為增長量或降低量超過液位變化量的閾值；若液位降低量過大， 超過液位變化量的閾值(設定值)，則控制減少容器的出口流量，若液位增長量過大，超過液 位變化量的閾值(設定值)，則控制增加容器的出口流量。
[0029] 步驟4、若液面在單位時間內的變化量小于設定值，則判斷該時間段內液位無較大 波動，無需進行出口流量的補償，仍以液位流量串級控制的方法進行控制。
[0030] 盡管本發(fā)明的內容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1. 一種液位柔性控制方法，其特征在于，該方法包含： 測算容器內液位每單位時間內變化量； 若變化量超過根據(jù)工藝要求設定的閾值，則對容器的出口流量進行控制，從而補償容 器內的液位變化。
2. 如權利要求1所述的液位柔性控制方法，其特征在于，所述對容器的出口流量進行 控制補償容器內液位變化包含： 根據(jù)式（1)計算平均容積流量： (容器的底面積X液位變化的高度）/單位時間=平均容積流量（1) 該平均容積流量即為補償量； 根據(jù)補償量對容器出口流量進行控制。
3. 如權利要求2所述的液位柔性控制方法，其特征在于，所述根據(jù)補償量對容器出口 流量進行控制包含： 判斷容器內液位為增長量或降低量超過液位變化量的閾值，若增長量超過閾值，則控 制增加容器出口的流量，若降低量超過閾值，則控制減少容器出口的流量。
4. 如權利要求1所述的液位柔性控制方法，其特征在于，若變化量沒有超出閾值，則正 常運行，不進行補償。
【文檔編號】B67D7/08GK104058359SQ201410288718
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】符自力, 宋之寅 申請人:上海高橋捷派克石化工程建設有限公司