專利名稱：煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制方法及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉油廠采用的一種新的防腐蝕控制技術(shù)。 現(xiàn)有技術(shù)我國目前原油加工原料緊缺，品質(zhì)好的大慶等地的原產(chǎn)油早已不能滿足需求， 因此在考慮經(jīng)濟(jì)成本的情況下，只能選擇進(jìn)口的高含硫原油或高酸值(環(huán)烷酸)原油。高 硫和高酸值原油對設(shè)備的腐蝕影響了生產(chǎn)裝置長周期平穩(wěn)運行，也是造成設(shè)備經(jīng)濟(jì)損失 的主要原因，為此，長期以來各煉油企業(yè)為解決和減緩設(shè)備的腐蝕做出了不懈的努力。 “一脫三注”(脫鹽、注水、注氨或注胺、注緩蝕劑)是煉油裝置普遍采用的塔頂?shù)蜏叵?br> 統(tǒng)的工藝防腐措施，其效果直接決定了塔頂?shù)母g情況。其中注氨或胺主要是中和酸， 使介質(zhì)的pH值增大并略顯堿性，這是“一脫三注”的一個重要環(huán)節(jié)，也是減緩腐蝕的 主要途徑。通常pH值需要控制在7 9，但在實際操作中當(dāng)工藝條件改變時往往控制不 及時，無法達(dá)到有效控制腐蝕的目的，工作效率也較低。根據(jù)近一個時期的研究探索， pH值及腐蝕速率的在線網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測技術(shù)比較成熟，如果將pH值的實時在線監(jiān)測同塔頂 注氨系統(tǒng)形成閉環(huán)控制，將會及時有效地調(diào)節(jié)塔頂注氨，會充分提高氨水或有機胺的利 用率。在保障注劑效果的前提下，節(jié)約一定量的氨水或有機胺，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益。在 實際操作中工作效率也會明顯提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制方法及其控制系 統(tǒng)，以解決將煉廠控制塔頂污水PH值的一系列手工操作轉(zhuǎn)換成自動控制的技術(shù)問題。本發(fā)明所述的煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制方法步驟如下使用抗污染耐高溫的pH復(fù)合電極直接安插在需要監(jiān)測的污水介質(zhì)中，通過現(xiàn)場 的pH采集變送器實時采集pH值信號，測量值在現(xiàn)場顯示；同時將pH信號變送到監(jiān)控 室的注劑自動控制器，注劑自動控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的在線PH值送監(jiān)控機實 時顯示，同時與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)偏差情況，采用PID過程控制，計算出輸出流量 的調(diào)節(jié)值，將調(diào)節(jié)值送給流量輸出控制設(shè)備，從而控制注劑泵的輸出，實現(xiàn)閉環(huán)控制， 達(dá)到塔頂pH值的穩(wěn)定。本發(fā)明所述的煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制系統(tǒng)，它包括一組設(shè)置在 每個蒸餾塔油水分離罐的脫水包中的pH值信號自動采集復(fù)合電極、與上述pH復(fù)合電極 輸出端分別連接的一組pH采集變送器、由pH值信號自動計算和顯示的助劑自動控制器 組成的監(jiān)控室、由變頻控制單元組成的低壓配電室；所述助劑自動控制器是由可編程計 算機處理器組成，該可編程計算機處理器具有RS485和4 20mA兩種數(shù)據(jù)傳輸格式的輸 出端；所述變頻控制單元的輸入端與可編程計算機處理器的輸出端連接，所述變頻控制 單元的輸出端與儲劑罐的助劑泵的控制端連接。本發(fā)明與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，具有如下有點
1、大大提高了塔頂PH值控制的穩(wěn)定性，減少人為造成的不確定因素影響；2、減小注劑量，節(jié)約了人力和物力資源，提高了工作效益；3、減小了腐蝕；4、方便了運營管理。


圖1是本發(fā)明所述的自動控制系統(tǒng)原理框圖。圖2是助劑泵的電機頻率與pH值曲線圖。
具體實施例方式本發(fā)明所述的煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制方法是使用抗污染耐高溫的 pH復(fù)合電極直接安插在需要監(jiān)測的污水介質(zhì)中，通過現(xiàn)場的pH采集變送器實時采集pH 值信號，測量值在現(xiàn)場顯示；同時將pH信號變送到監(jiān)控室的注劑自動控制器，注劑自 動控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的在線PH值送監(jiān)控機實時顯示，同時與設(shè)定值進(jìn)行比 較，根據(jù)偏差情況，采用PID過程控制，計算出輸出流量的調(diào)節(jié)值，將調(diào)節(jié)值送給流量 輸出控制設(shè)備，從而控制注劑泵的輸出，實現(xiàn)閉環(huán)控制，達(dá)到塔頂pH值的穩(wěn)定。具體的步驟如下一、確認(rèn)pH值的準(zhǔn)確性先將pH值在線采集部分安裝完畢，在使用離心泵(沒換計量泵)的情況下，先 對在線采集的pH值準(zhǔn)確性進(jìn)行校驗，采用對比方法，對同一時間的在線值和實驗室測得 的取樣值進(jìn)行比對，試驗結(jié)果如表1所示。表1中數(shù)據(jù)的較大波動是人為造成，為了驗證在線測量值的準(zhǔn)確性，在第一次 取樣化驗后，人為減小注劑注入量，而在2月6日上午正常取樣測量后，又人為加大注劑 注入量。實驗數(shù)據(jù)表明，pH值在5.61 8.81波動范圍內(nèi)，在線測量值與實驗室化驗值 結(jié)果的誤差最大值為0.21，由于測量環(huán)境的差異，誤差值在0.2范圍內(nèi)是可以接受的。同 時根據(jù)注劑量變動的時間，結(jié)合數(shù)據(jù)曲線觀查到注劑從注入到pH監(jiān)測點注劑生效滯后的 時間約為25分鐘。二、手動控制在低壓配電室將AC 380V計量泵電機輸出線轉(zhuǎn)到通過變頻器輸出，先將變頻控 制器面板上的控制開關(guān)打到工頻，使電機先在工頻50Hz的環(huán)境下運行，在現(xiàn)場調(diào)整注劑 泵的行程，觀查塔頂污水的pH值情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在把計量泵行程打到最大的情況下， pH值停留在5.6不在上升，確認(rèn)是注劑泵故障?，F(xiàn)場決定對注劑泵進(jìn)行維修，在維修注劑泵期間，電機與注劑泵分離，用空載 電機試驗，用手動控制觀察頻率跟蹤情況，結(jié)果如表2所示，說明手動設(shè)定值在變頻器 的頻率變化上得到了完全的跟隨。在注劑泵維修后，系統(tǒng)試驗，結(jié)果顯示在行程調(diào)到開度最大的情況下，pH值處 于6.2處，依然小于設(shè)定值7.5，經(jīng)相關(guān)人員商定，決定新請購一臺注劑泵，先將系統(tǒng)主 要功能調(diào)試完畢，待新購注劑泵到位后短時間就可投入運行。為了測試自動控制功能，決定采用降低設(shè)定值的方式，觀查頻率_pH曲線的變化情況。先在手動控制的情況下，將設(shè)定頻率調(diào)整到接近100%，頻率反饋值是48.4Hz， 運行2個小時，在線pH值一直處于6.1左右。三、自動控制接上節(jié)，在手動控制穩(wěn)定后，這時將 設(shè)定值改為5.8，系統(tǒng)調(diào)整間隔為25分鐘， 其它系統(tǒng)參數(shù)采用默設(shè)置，將界面控制打到自動控制狀態(tài)，運行4個小時，數(shù)據(jù)曲線如 圖2所示。從圖2可看出在pH值高于設(shè)定值的情況下，變頻器輸出頻率在逐步減小，在pH值接近設(shè)定 值時，頻率不再變化，這符合控制趨勢；pH值的變化不是完全跟蹤頻率的變化，且跟隨趨勢較慢，說明電機在接近工頻 的狀態(tài)下工作，且行程開度接近最大，處于滿負(fù)荷非正常(線性)狀態(tài)，注劑泵響應(yīng)頻率 的變化不太靈敏；整個系統(tǒng)大滯后的客觀狀態(tài)對控制精度有一定的影響。本發(fā)明所述的自動控制系統(tǒng)參見圖1，該系統(tǒng)包括一組設(shè)置在每個蒸餾塔油 水分離罐的脫水包中的pH值信號自動采集復(fù)合電極、與上述pH復(fù)合電極輸出端分別連 接的一組pH采集變送器、由pH值信號自動計算和顯示的助劑自動控制器組成的監(jiān)控 室、由變頻控制單元組成的低壓配電室；所述助劑自動控制器是由可編程計算機處理器 組成，該可編程計算機處理器具有RS485和4 20mA兩種數(shù)據(jù)傳輸格式的輸出端；所 述變頻控制單元的輸入端與可編程計算機處理器的輸出端連接，所述變頻控制單元的輸 出端與儲劑罐的助劑泵的控制端連接。 其中pH值信號自動采集復(fù)合電極、pH采集變送器和助劑自動控制器組成pH值 信號自動采集顯示裝置。pH采集變送器設(shè)有液晶顯示屏，操作員在現(xiàn)場可直接讀到介質(zhì) 當(dāng)前較精確的pH值，無須再采樣化驗或用pH試紙粗略測量。本發(fā)明的數(shù)據(jù)變送同時提供RS485和4 20mA兩種數(shù)據(jù)傳輸格式，分別對 監(jiān)控服務(wù)器、DCS或注劑自動控制器等提供數(shù)據(jù)。本發(fā)明在自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)手動控制根據(jù)當(dāng)前顯示的pH監(jiān)測值，可以 在監(jiān)控服務(wù)器處直接調(diào)整變頻器的頻率輸出，不用再到現(xiàn)場對閥組或計量泵行程進(jìn)行手 動調(diào)整。本發(fā)明自動控制參見上述控制方法采用PID過程控制，自動調(diào)整注劑量。表1
權(quán)利要求
1.一種煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制方法，其步驟如下使用抗污染耐高溫 的pH復(fù)合電極直接安插在需要監(jiān)測的污水介質(zhì)中，通過現(xiàn)場的pH采集變送器實時采集 pH值信號，測量值在現(xiàn)場顯示；同時將pH信號變送到監(jiān)控室的注劑自動控制器，注劑 自動控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的在線PH值送監(jiān)控機實時顯示，同時與設(shè)定值進(jìn)行 比較，根據(jù)偏差情況，采用PID過程控制，計算出輸出流量的調(diào)節(jié)值，將調(diào)節(jié)值送給流 量輸出控制設(shè)備，從而控制注劑泵的輸出，實現(xiàn)閉環(huán)控制，達(dá)到塔頂pH值的穩(wěn)定。
2.—種煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制系統(tǒng)，其特征在于它包括一組設(shè)置在 每個蒸餾塔油水分離罐的脫水包中的pH值信號自動采集復(fù)合電極、與上述pH復(fù)合電極 輸出端分別連接的一組pH采集變送器、由pH值信號自動計算和顯示的助劑自動控制器 組成的監(jiān)控室、由變頻控制單元組成的低壓配電室；所述助劑自動控制器是由可編程計 算機處理器組成，該可編程計算機處理器具有RS485和4 20mA兩種數(shù)據(jù)傳輸格式的輸 出端；所述變頻控制單元的輸入端與可編程計算機處理器的輸出端連接，所述變頻控制 單元的輸出端與儲劑罐的助劑泵的控制端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煉油裝置塔頂注氨及pH值的自動控制方法及控制系統(tǒng)，其控制步驟如下使用抗污染耐高溫的pH復(fù)合電極直接安插在需要監(jiān)測的污水介質(zhì)中，通過現(xiàn)場的pH采集變送器實時采集pH值信號，測量值在現(xiàn)場顯示；同時將pH信號變送到監(jiān)控室的注劑自動控制器，注劑自動控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的在線pH值送監(jiān)控機實時顯示，同時與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)偏差情況，采用PID過程控制，計算出輸出流量的調(diào)節(jié)值，將調(diào)節(jié)值送給流量輸出控制設(shè)備，從而控制注劑泵的輸出，實現(xiàn)閉環(huán)控制，達(dá)到塔頂pH值的穩(wěn)定。本發(fā)明可以解決將煉廠控制塔頂污水pH值的一系列手工操作轉(zhuǎn)換成自動控制的技術(shù)問題。
文檔編號G05B19/05GK102023655SQ20091009265
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者劉家海, 臺闖, 吳建平, 朱曉明, 李欣波, 楊永寬, 楊鋒, 王興旭, 鄭麗群, 黃錦繡 申請人:中國石油化工股份有限公司