一種基于熱值的精餾塔液位控制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工、冶金、制造等領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于化工企業(yè)基于熱值的精餾塔液位的控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工生產(chǎn)過程中，在換熱器熱媒流量或溫度波動(dòng)時(shí)，仍需要保持精餾塔液位穩(wěn)定?，F(xiàn)有的控制方案在設(shè)計(jì)和實(shí)際使用方面均存在一定的困難。首先，傳統(tǒng)控制方案僅考慮穩(wěn)定換熱器熱媒出口流量，如果熱媒溫度在公用工程異常情況下低于正常值，則原先穩(wěn)定的熱媒流量無法提供足夠的熱量來保持精餾塔液位穩(wěn)定；其次，當(dāng)精餾塔液位因受上述情況影響而被打破平衡后，為了使精餾塔液位不超過安全上限，需要考慮從精餾塔塔底排放部分產(chǎn)品或增加熱媒流量，進(jìn)而維持精餾塔液位穩(wěn)定在設(shè)定值；最終，從塔底排放部分產(chǎn)品會(huì)帶來收率的下降，增加熱媒流量需要操作工憑經(jīng)驗(yàn)人工進(jìn)行控制。這兩種方法均會(huì)造成精餾塔內(nèi)液位的大幅波動(dòng)。這種傳統(tǒng)操作方式，會(huì)對(duì)化工生產(chǎn)的產(chǎn)品收率和最終產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，甚至帶來安全隱患。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中化工企業(yè)的操作流程，全過程的人工操作使得操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、物耗和能耗上升、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，需要提供一種基于熱值的精餾塔液位控制方法和裝置，以便最大限度地降低物耗提高收率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)減少企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種基于熱值的精餾塔液位控制方法，該方法包括以下步驟:
[0006]精餾塔液位設(shè)定步驟，根據(jù)工藝要求設(shè)定精餾塔液位SV ;
[0007]精餾塔液位測量步驟，測量精餾塔實(shí)際液位值PV ;
[0008]熱值測量步驟，測量換熱器熱媒向精餾塔輸入的實(shí)際熱值；
[0009]液位自動(dòng)控制步驟，根據(jù)所設(shè)定的精餾塔液位SV和所測得的實(shí)際液位值PV，通過閉環(huán)反饋控制算法，計(jì)算得到換熱器的熱媒流量第一值CV1，以將精餾塔中的液位自動(dòng)控制在設(shè)定值；
[0010]熱值自動(dòng)控制步驟，根據(jù)所述實(shí)際熱值，對(duì)所述熱媒流量第一值CV1進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到熱媒流量第二值CV2 ;
[0011]熱媒流量執(zhí)行步驟，控制所述換熱器的流量閥，使其開度實(shí)現(xiàn)所述熱媒流量第二值 CV2。
[0012]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括運(yùn)行結(jié)果顯示步驟，動(dòng)態(tài)顯示精餾塔液位設(shè)定值和實(shí)際測量值。
[0013]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述熱值測量步驟包括:測量熱媒在換熱器入口處的溫度；測量熱媒在換熱器出口處的溫度；測量換熱器熱媒的出口流量，所述熱值由換熱器出、入口溫差與所述出口流量計(jì)算得到。若此，所述運(yùn)行結(jié)果顯示步驟還可以顯示換熱器熱媒出入口溫度和流量測量值。
[0014]作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，還提供了一種基于熱值的精餾塔液位控制裝置，該裝置包括:
[0015]精餾塔液位設(shè)定模塊，用于接受精餾塔液位設(shè)定值SV的輸入；
[0016]精餾塔液位測量模塊，用于測量精餾塔的實(shí)際液位值PV ;
[0017]熱值測量模塊，用于測量換熱器熱媒狀態(tài)，獲得向精餾塔輸入的實(shí)際熱值；
[0018]反饋控制算法模塊，用于根據(jù)所設(shè)定的精餾塔液位SV和所測得的實(shí)際液位值PV，通過閉環(huán)反饋控制算法，計(jì)算得到換熱器的熱媒流量第一值CV1，然后，根據(jù)所述實(shí)際熱值，對(duì)所述熱媒流量第一值進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到熱媒流量第二值CV2 ;
[0019]執(zhí)行模塊，用于控制所述換熱器的流量閥，使其開度實(shí)現(xiàn)所述熱媒流量第二值CV2。
[0020]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)用人工方法調(diào)節(jié)精餾塔出料量或換熱器熱媒流量控制精餾塔液位的技術(shù)缺陷，通過熱值控制將由于熱媒波動(dòng)對(duì)精餾塔液位影響的可能性降至最低，最大限度地減少由于熱媒波動(dòng)導(dǎo)致化工生產(chǎn)過程收率下降和產(chǎn)出不合格品的可能性。
【附圖說明】
[0021]圖1給出了現(xiàn)有技術(shù)中采用人工操作控制精餾塔液位的示意圖；
[0022]圖2給出了本發(fā)明的基于熱值的精餾塔液位控制方法和裝置的總體示意圖；
[0023]圖3給出了本發(fā)明的基于熱值的精餾塔液位控制方法的優(yōu)選實(shí)施示意圖；以及
[0024]圖4給出了本發(fā)明的基于熱值的精餾塔液位控制裝置的優(yōu)選實(shí)施示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0026]參見圖2的流程圖，其示出本發(fā)明的基于熱值的精餾塔液位控制方法的總體方案，其中列出各操作步驟。該控制方法包括以下步驟:
[0027]精餾塔液位設(shè)定步驟，根據(jù)工藝要求設(shè)定精餾塔液位；
[0028]精餾塔液位自動(dòng)控制步驟，自動(dòng)控制精餾塔液位達(dá)到設(shè)定值；
[0029]精餾塔液位測量步驟，測量精餾塔液位實(shí)際值；
[0030]換熱器熱媒入口溫度測量步驟，測量熱媒的入口溫度；
[0031]換熱器熱媒出口溫度測量步驟，測量熱媒的出口溫度；
[0032]換熱器熱媒出口流量測量步驟，測量熱媒的出口流量；
[0033]熱值自動(dòng)控制步驟，根據(jù)換熱器熱媒出入口溫差和流量計(jì)算得到的熱值，調(diào)節(jié)換熱器熱媒出口流量，達(dá)到基于強(qiáng)化傳熱的液位穩(wěn)態(tài)值；
[0034]換熱器熱媒流量調(diào)節(jié)執(zhí)行步驟，調(diào)節(jié)換熱器熱媒出口流量；
[0035]運(yùn)行結(jié)果顯示步驟，動(dòng)態(tài)顯示精餾塔液位設(shè)定值和實(shí)際測量值、換熱器熱媒出入口溫度和流量測量值。
[0036]上述換熱器熱媒出、入口測量步驟和出口流量測量步驟是用于獲得提供給精餾塔的熱值，這是一種優(yōu)選的方式。本領(lǐng)域人員可以想到其他的實(shí)施方式，例如，僅僅根據(jù)出口流量或者入口流量，以及換熱器某一采集點(diǎn)的溫度進(jìn)行計(jì)算，得出實(shí)際熱值，該采集點(diǎn)溫度可以是換熱器的平均溫度或者非平均溫度，無論是哪種情況，需要建立該采集點(diǎn)溫度、出口流量與所提供熱值之間的計(jì)算公式，以便根據(jù)該單個(gè)采集點(diǎn)的溫度溫度和流量就可以獲得上述熱值。
[0037]通常情況下，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，上述精餾塔液位設(shè)定步驟、精餾塔液位自動(dòng)控制步驟、精餾塔液位測量步驟、換熱器熱媒入口溫度測量步驟、換熱器熱媒出口溫度測量步驟、換熱器熱媒出口流量測量步驟、熱值自動(dòng)控制步驟、換熱器熱媒流量調(diào)節(jié)執(zhí)行步驟和運(yùn)行結(jié)果顯示步驟均在分布式控制系統(tǒng)中自動(dòng)完成。根據(jù)化工企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)工藝要求輸入精餾塔液位的設(shè)定值后，當(dāng)自動(dòng)檢測到換熱器熱媒的熱值發(fā)生波動(dòng)后，最為關(guān)鍵的一步是通過反饋算法改變熱媒的流量，再基于液位測量結(jié)果通過反饋控制算法使得精餾塔液位穩(wěn)定在設(shè)定值，完成克服由于熱媒流量或溫度波動(dòng)后動(dòng)態(tài)平衡的建立。上述方法和裝置能夠幫助化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中自動(dòng)維持精餾塔液位穩(wěn)定在工藝要求的設(shè)定值，克服傳統(tǒng)人工操作狀態(tài)下由于換熱器熱媒的熱值波動(dòng)造成精餾塔液位無法穩(wěn)定控制，進(jìn)而影響產(chǎn)品收率和質(zhì)量。通過上述方法和裝置，能夠在強(qiáng)化傳熱的基礎(chǔ)上解決化工生產(chǎn)過程中維持精餾塔液位的難題，通過自動(dòng)控制解決了目前人工操作過程中當(dāng)遇到熱媒突然波動(dòng)后、在不損失收率的情況下維持精餾塔液位的操作困難，極大地提高了控制精度和生產(chǎn)效率，還能夠在一定程度上降低能耗和物耗。
[0038]圖3示出本發(fā)明上述控制方法的具體實(shí)施例。如圖3所示，精餾塔液位設(shè)定步驟根據(jù)化工企業(yè)的實(shí)際工藝要求，確定精餾塔中液位的設(shè)定值SV，精餾塔液位自動(dòng)控制步驟根據(jù)該SV值和精餾塔液位測量步驟測得的精餾塔的實(shí)際液位值PV，通過閉環(huán)反饋控制算法將精餾塔中的液位自動(dòng)控制在設(shè)定值，具體地是通過向下游的熱值自動(dòng)控制步驟提供熱媒流量第一值CV1來實(shí)現(xiàn)。換熱器熱媒入口溫度測量步驟檢測換熱器中的熱媒入口溫度PV1，換熱器熱媒出口溫度測量步驟檢測換熱器中的熱媒出口溫度PV2，換熱器熱媒出口流量測量步驟檢測換熱器中的熱媒出口流量PV3。熱值