[發(fā)明專利]一種精餾塔自適應(yīng)蒸汽壓力波動的控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910463340.0
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN110075559B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭梁;田宇;王遠(yuǎn)輝;盧大鵬;王浩;董玉璽;劉剛;朱敏燕;張宏科
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司;萬華化學(xué)（寧波）有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/42
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

1.一種精餾塔自適應(yīng)蒸汽壓力波動的控制方法，該方法包括以下步驟：

(1)首先根據(jù)設(shè)計文件確定參考工況對應(yīng)的塔釜加熱蒸汽流量F₀和加熱蒸汽壓力P₀，并利用工具采集精餾塔塔釜實際加熱蒸汽的管網(wǎng)壓力P’和需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽流量F’參數(shù)；

(2)利用化工流程軟件Aspen計算不同蒸汽壓力P下蒸汽熱的焓值H，然后建立蒸汽波動范圍內(nèi)蒸汽壓力P與相應(yīng)壓力下蒸汽熱的焓值H的函數(shù)關(guān)系；

(3)建立維持塔釜熱量一定時，實際加熱蒸汽的管網(wǎng)壓力P’和需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽流量F’的數(shù)學(xué)模型；

(4)在DCS(分布式控制系統(tǒng))上通過該數(shù)學(xué)模型計算需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽流量F’，根據(jù)計算的需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽流量F’，實現(xiàn)加熱蒸汽流量自適應(yīng)調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，步驟(2)中，所建立蒸汽波動范圍內(nèi)蒸汽壓力P與蒸汽熱的焓值H的函數(shù)關(guān)系為：

H＝KP+a 公式(1)

其中，H為蒸汽熱的焓值H,KJ/kg；K為蒸汽熱的焓值H與蒸汽壓力P的線性比例系數(shù)；

P為蒸汽壓力，MPa；

a為公式擬合得到的常數(shù)，其通過對蒸汽熱的焓值H與蒸汽壓力P的數(shù)值進(jìn)行擬合而得到的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，實際加熱蒸汽的管網(wǎng)壓力P’和需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽流量F’的數(shù)學(xué)模型為：

F₀＝參考工況下精餾塔塔釜加熱蒸汽流量,t/h；

F’＝需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽流量，t/h；

H₀＝參考工況下加熱蒸汽的熱焓，KJ/kg；

K為蒸汽熱的焓值H與蒸汽壓力P的線性比例系數(shù)，在一定范圍內(nèi)，蒸汽壓力P與相應(yīng)壓力下蒸汽熱的焓值H呈線性關(guān)系；

P₀＝參考工況下加熱蒸汽壓力,MPa；

P’＝實際加熱蒸汽的管網(wǎng)壓力,MPa。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，實際加熱蒸汽的管網(wǎng)壓力P’和需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽量F’的數(shù)學(xué)模型通過以下步驟獲得：

基于精餾塔原理，通過理論推導(dǎo)建立滿足分離要求時，需要控制的實際加熱蒸汽流量F’、實際蒸汽熱的焓值H’和蒸汽壓力P’之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，滿足精餾塔分離需求的再沸器加熱量一定，

即F₀H₀＝F’H’ 公式(3)

根據(jù)蒸汽波動范圍內(nèi)蒸汽壓力P與蒸汽熱的焓值H的函數(shù)關(guān)系：H＝KP+a，得出

H’＝H₀+K(P’-P₀)， 公式(4)

根據(jù)公式(3)和公式(4)推導(dǎo)得出需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽量如下：

F₀＝參考工況下精餾塔塔釜加熱蒸汽流量，t/h；

F’＝需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽流量，t/h；

H₀＝參考工況下加熱蒸汽的熱焓，KJ/kg；

K＝蒸汽熱的焓值H與蒸汽壓力P的線性比例系數(shù)，在一定范圍內(nèi)，蒸汽壓力P與相應(yīng)壓力下蒸汽熱的焓值H呈線性關(guān)系；

P₀＝參考工況下加熱蒸汽壓力，MPa；

P’＝實際加熱蒸汽的管網(wǎng)壓力，MPa。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，步驟(4)包括：DCS后臺組態(tài)公式(2)的計算功能塊，進(jìn)入功能塊的P’需要通過壓力表實時測量蒸汽管網(wǎng)的壓力，H₀、K、P₀均為根據(jù)設(shè)計文件和模擬計算確定的參數(shù)，F(xiàn)₀是DCS畫面上操作員可寫值的參數(shù)；F’為計算功能塊通過計算確定的值，在DCS上是一個加熱蒸汽流量控制回路的設(shè)定值，以實現(xiàn)加熱蒸汽流量的自適應(yīng)控制。

6.一種精餾塔自適應(yīng)蒸汽壓力波動的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：一個精餾塔，蒸汽管網(wǎng)，蒸汽管網(wǎng)上設(shè)置有壓力傳感器和蒸汽流量計，塔釜出口分為兩路，一路經(jīng)第一換熱器加熱后返回塔釜，另一路經(jīng)泵外排，蒸汽管網(wǎng)用于對從塔釜出口排出的物料在第一換熱器處加熱，加熱后的物料返回塔釜，塔頂出口管道經(jīng)第二換熱器之后連接分液罐，

壓力傳感器和蒸汽流量計與DCS系統(tǒng)連接，DCS系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器和蒸汽流量計的測定值，計算需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽量F’；根據(jù)計算的需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽量F’，實現(xiàn)加熱蒸汽流量自適應(yīng)調(diào)整；

其中，DCS系統(tǒng)根據(jù)以下數(shù)學(xué)模型計算需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽量F’：

F₀＝參考工況下精餾塔塔釜加熱蒸汽量，t/h；

F’＝需要控制的實際精餾塔塔釜加熱蒸汽量，t/h；

H₀＝參考工況下加熱蒸汽的熱焓，KJ/kg；

K為蒸汽熱的焓值H與蒸汽壓力P的線性比例系數(shù)；

P₀＝參考工況下加熱蒸汽壓力，MPa；

P’＝實際加熱蒸汽的管網(wǎng)壓力，MPa。