过程控制课程设计--减压塔过程控制系统分析与设计

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1、 减压塔过程控制系统分析与设计减压塔过程控制系统分析与设计 目 录 第 1 章 减压塔工艺流程简介 1 第 2 章 塔顶影响因素及系统建模 3 2.1 塔顶影响因素 3 2.2 系统建模 3 第 3 章 节流装置的计算机辅助设计计算 5 3.1 概述 5 3.2 程序框图 6 3.3 计算实例 7 第 4 章 调节阀的选型及口径计算 9 4.1 调节阀的选型 9 4.2 调节阀口径计算 9 4.3 计算实例 10 课程设计心得 12 参考文献 13 附 录 14 自控工程课程设计 1 第第 1 1 章章 减压塔工艺流程简介减压塔工艺流程简介 减压塔是石油炼制工业中的重要设备，它的质量控制受到多

2、方面的关注，出 现多种控制方案。 基于专家经验的 PID 控制方案对减压塔中的关键质量指标进行 串级控制，有效的增强了系统控制的精确性和抗干扰性，但应用的成功与否建立 在对装置模型的正确估计之上。 常减压装置是由初馏塔、 常压炉、 常压塔、 减压炉和减压塔等主要设备组成。 如图 1 所示，减压塔顶用蒸汽喷射泵抽真空，使塔顶保持约 40 mm汞柱的残压， 即塔顶真空度约为 720 mm汞柱。 减压塔共设 4 个填料段，抽出 3 个侧线。减一线油一部分直接进入蜡油分配 器；另一部分经过空冷和水冷冷至 50再返回减压塔顶，作为塔顶回流；减二 线油一部分经换热至 120后进入蜡油分配器；另一部分作为减

3、一中回流再返回 减压塔段填料段；减三线油大部分作为减二中回流返回减压塔段填料段；减 四线油（过汽化油）一部分返回减压塔底或去常压塔一层作为循环油，另一部分 作为重洗油又返回重洗段。减底油一般作为延迟焦化等装置热进料，或冷却至 100以下送出装置作为渣油产品。 该生产过程是一个强耦合，非线性程度高的多变量系统，调节一线就会影响 到其它线。以往减压塔的质量控制方法都是在对系统解耦之后进行的，但是耦合 系统的分析与设计所要求的有关系统信息远远多于解耦系统所要求的信息， 强行 割裂系统内的信息关联会造成系统的不稳定。 采用链系统方法探索常减压装置减 压塔的质量控制问题， 用按系统固有结构的相互关联的子

4、系统描述系统的运动行 为，从而得到以子系统级模型表征的分散型模型，从根本上冲破了集中处理方法 的束缚，对减压塔质量控制是一个新的突破。影响减压塔操作的因素很多，但这 些因素的变化都集中反映在塔顶真空度、塔顶温度这两个参数的变化上，而真空 度是减压塔操作的核心。下面以塔顶真空度和塔顶温度为控制对象分别进行分 析。如图 1-1 所示。 自控工程课程设计 2 图 1-1 减压塔工艺流程图 自控工程课程设计 3 第第 2 2 章章 塔顶影响因素及系统建模塔顶影响因素及系统建模 2.1 塔顶影响因素塔顶影响因素 1、塔顶真空度影响因素 1）抽真空蒸汽压力变化：蒸汽压力增大时，真空度上升，反之，真空度下 降。 2）喷淋、软化水压力及温度变化：喷淋大、压力高或水温低，空冷器冷却 效果增强，真空度上升，反之，真空度下降。 3）塔顶温度变化：塔顶温度高，塔顶负荷大，不利于提高真空度；塔顶温 度低，塔顶负荷低，有利于提高真空度。但如果塔顶温度过低，使塔顶负荷过小， 易产生增压器倒汽现象，而使整个操作发生异常。 4）塔顶回流量变化：塔顶回流量减小，则塔顶负荷增大，真空度下降。 2、塔顶温度影