常减压装置减压塔工段自动控制工程设计毕业论文Word文档格式.docx
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图其中有22常规仪表回路图和3个串级仪表回路图。
关键词：
控制器；
安全栅；
常规仪表回路图；
串级仪表回路图
1常减压装置减压塔工段工艺流程简介
1.1装置概况
本装置为石油常减压蒸馏装置，原油经原油泵（P-1/1.2）送入装置，到装置内经两路换热器，换热至120℃，加入一定量的破乳剂和洗涤水，充分混合后进入电脱盐罐（V1）进行脱盐。
脱后原油经过两路换热器，换热至235℃进入初馏塔（T1）闪蒸。
闪蒸后的拔头原油经两路换热器，换热至310℃，分四股进入常压塔加热炉（F1）升至368℃进入常压塔（T2）。
常压塔塔底重组分经泵送到减压塔加热炉（F2）升温至395℃进入减压塔（T4）。
减压塔塔底渣油经两路换热器，送出装置。
1.2工艺原理
原油换热
罐区原油（45℃）经原油泵P-1/1.2进入装置，分两路进行换热。
一路原油与E-1（常顶气）、E-2（常二线）、E-3（减一线）、E-4（减三线）、E-5（常一线）、E-6（减渣油）换热到120℃；
二路原油与E-14（常顶气）、E-16（常二线）、E-17（减二线）换热到127.3℃。
两路原油混合换热后温度为120℃，注入冷凝水，经混合阀（PDIC-306）充分混合后，进入电脱盐罐（V-1）进行脱盐脱水。
脱水后的原油分成两路进行换热，一路脱后原油与E-7（常二线）、E-8（减二线）、E-9/1.2（减三线）、E-10/1～4（渣油）换热到239.8℃；
二路脱后原油与E-11/1.2（减一中）、E-12/1.2（常二线）、E--13/1.2（减渣）换热到239.7℃。
两路脱后原油换热升温到230℃合为一路进入初馏塔（T-1）汽化段。
初馏塔塔顶油气经空冷气（KN-5/1～5）冷凝到77℃，进入初顶回流罐（V-2）。
油气经分离后，液相用初顶回流泵（P-4/1.2）打回初馏塔顶作回流，其余油气继续由初顶空冷器（KN-1/1～3）、初顶后冷器（N-1）冷却到40℃，进入初顶产品罐（V-3）。
初馏塔侧线油从初馏塔第10层用泵（P-6/1.2）抽出与常一中返塔线合并送到常压塔第33层塔盘上。
初馏塔底拔头油，经初底泵（P-2/1.2）抽出分两路换热。
一路拔头原油与E-30/1.2（常二中）、E-31（渣油）换热到270、渣油、减四线、减渣油换热到；
二路拔头原油与减二中、减渣油）、E-37/1.2（减二中）、E-38（常四线）、E-39/1.2（减渣油）换热到312.8。
两路拔头原油汇合换热到，然后分四路进入常压炉，加热到，进入常压塔进料段。
减压塔（T4）塔顶油气经抽真空系统后，不凝气放空或作为瓦斯去加热炉燃烧。
冷凝部分进入减顶分水罐（V6），由泵（P24/1.2）抽出。
减一线从减压塔顶部填料段下面的集油箱中抽出送入分离罐（V5），由减一线泵（P-16/1.2）抽出，经过E-3（原油），E-43/1.2（除盐水）换热后，经冷却器（N－8/1.2）后分成两路。
一路作为减一线油送出装置；
另一路返回减压塔顶做减顶回流。
减二线从减压塔第三层填料段下面的集油箱抽出进入减压汽提塔，油气返回减压塔，减二线油用泵（P-17/1.2）抽出，与E-21/1.2（原油）、E-8（原油）、E-17（原油）、E-51（采暖水）换热，经冷却器（N-9）冷至60送出装置。
减三线从减压塔第五层填料段下面的集油箱抽出进入减压汽提塔，油气返回减压塔，减三线由减三线泵（P-18或P-17/2）抽出，与E-9/1.2（原油）、E-4（原油）换热，经冷却器（N-10）冷至60送出装置。
减四线从减压塔第六层填料段下面的集油箱抽出进入减压汽提塔，油气返回减压塔。
减四线由减四线泵（P-19/1.2）抽出与E-33、E-47（采暖水）换热，经冷却器（N-11）冷至60送出装置。
减一中由泵（P-22或P-23/2）从第二层填料下面的集油箱中抽出，经蒸-2/1.2与除氧水发生P=1.0MPa蒸汽之后，再与E-11/1.2（原油）换热降至150，返回减压塔第二层填料段上面的液体分配器。
减二中由泵（P-23/1.2）从第四层填料下面的集油箱中抽出，与E-37/1.2（拔头原油）、E-35/1.2（拔头原油）换热后温度降为236，返回减压塔第四层填料上面的液体分配器。
减压塔底渣油由渣底油泵（P-21/1.2）抽出，分两路换热，一路与E-39/1.2（拔头油）、E-31（拔头油）、E-10/1～4（脱后原油）换热；
另一路与E-34/1.2（拔头油）、E-32（拔头油）、E-36（拔头油）、E-13/1.2（脱后原油）换热。
两路合并再与E-6（脱前原油）、E-50/1.2（采暖水）换热，经冷却器（N-13/1.2）冷至98送出装置。
2常减压装置减压塔工段主要设备及控制指标
2.1主要设备列表
表2-1主要设备列表
序号
设备编号
设备名称
1
T4
减压塔
2
T5
减压汽提塔
3
F2
减压塔加热炉
2.2主要调节器
表2-2主要调节器和指标
位号
正常值
单位
说明
TIC-501
150
℃
减一中返回温度
TIC-502
236
减二中返回温度
TIC-503
55
减压塔塔顶温度
4
TIC-402
395
减压炉出口温度
5
TIC-401
760
减压炉炉膛温度
6
LIC-505
50
％
减压塔塔底液位
7
LIC-501
减顶分离罐液位
8
LIC-502
减二线汽提塔液位
9
LIC-503
减三线汽提塔液位
10
LIC-504
减四线汽提塔液位
11
FIC-401
70.38
t/h
减压炉一路进料量
12
FIC-402
减压炉二路进料量
13
FIC-403
减压炉三路进料量
14
FIC-404
减压炉四路进料量
15
FIC-501
207.2
减一中循环量
16
FIC-502
161.8
减二中循环量
17
FIC-505
148.7
减渣油抽出量
18
FIC-507
20.12
减一线回流量
19
FIC-508
48.1
减二线抽出量
20
FIC-509
24.1
减三线抽出量
21
FIC-510
39.4
减四线抽出量
22
FIC-504
60.20
减压塔塔顶流量
23
FIC-503
6.00
气提蒸汽回流量
24
FIC-506
1.94
25
PTC-401
-0.03
Mpa
减压炉炉膛负压
2.3仪表显示
表2-3显示仪表
TI-501
214
减一中出口温度
TI-502
300
减二中出口温度
TI-503
130
减一线出口温度
TI-504
270
减二线出口温度
TI-505
338
减三线出口温度
TI-506
358
减四线出口温度
TI-507
370
减渣油出口温度
3常减压装置减压塔工段DCS图
图3-1常减压装置减压塔工段自动控制工程设计工艺流程DCS图
图3-2减压塔加热炉DCS
4常减压减压塔自动控制工程设计
4.1设备EH-501TIC-501（A）控制系统设计
4.1.1测量仪表的选择
本设计设备EH-501TIC-501（A）控制根据控制指标150℃，精度为1.0级，可选用测量值为0-300℃的淮安市红旗仪表有限公司WRN-230N
型耐磨热电阻铂热热电阻，通常与温度变送器，调节器以及显示仪表等配套使用，组成过程控制系统，用以直接测量或控制各种生产过程中-200℃-500℃范围内的液体，蒸汽和气体介质以及固体表面的温度。
热电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。
当被测介体中有温度剃度存在时，所测的温度是感温元件所在范围介质中的平均温度。
图4-1T16839-1997铂热热电阻
4.1.2控制器的选择
控制选用金湖盛元仪表TCK型各类传感器与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量显示、智能PID调节仪并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动、气动阀门进行PID调节和控制、报警控制、数据采集、记录。
4.1.3安全栅的选择
选用江苏恒大仪表安全栅ZSF，可实现工业现场仪表与信号类型匹配、信号放大、隔离抗干扰等功能将来至安全区的单双通道电流信号，经安全栅隔离输出单双路电流或电压信号到危险区，可控制危险区的如执行系等仪表。
他是智能化的安全栅产品具有在线故障自诊断功能用户也通过专用手持中文编程器对本产品进行输入信号类型及输出信号量程的设置。
4.1.4执行器的选择
本次设计江苏恒大ZHA/B型多弹簧气动薄膜执行器，由多弹簧气动执行器及低流阻笼式调节阀阀体组成。
多弹簧执行机构高度低、重量轻、装备简便。
阀内件采用单座导向型阀芯，它主要利用流体的压力实现阀芯快速动作，操作力小，密封型式采用单座密封，流量特性曲线精度高。
气动笼式调节阀阀体流道呈S流线型，具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、压降损失小、阀容量大、流量特性精确、维护方便等优点，可用于苛刻的工作条件。
气动薄膜笼式调节阀动态稳定性好、噪音低、防空化，适宜控制各种温度的高压差流体。
图4-2ZJSL气动薄膜笼式调节阀
4.1.5设备EH-501TIC-501（A）控制系统设计的常规仪表回路
设备EH-501TIC-501（A）控制系统设计的常规仪表回路图如图4-3所示。
4.2设备EH-502TIC-502（A）控制系统设计
4.2.1测量仪表的选择
本设计设备EH-502TIC-502（A）根据控制指标236℃精度为1.0级。
可选用测量值在0-700℃。
淮安市红旗仪表有限公司WRN-230N
型耐磨热电阻并经国家仪器仪表防爆安全监督站测试合格.防爆热电偶，防爆热电阻的结构、原理与装配方式基本相同，主要区别是隔爆产品接线盒（外壳）在设计上采用高强度铝合金压铸而成，并具有足够的内部空间，壁厚和机械强度，橡胶密封圈的热稳定性均符合国家防爆标准。
图4-5WRN-230N
型耐磨热电阻外观
4.2.2控制器的选择
选用淮安三丰科技仪表有限公司XMPA-9000智能PID调节仪功能：
各种模拟量输入或频率输入，过程量、给定值、控制量三重显示，PID调节器正反作用选择。
手自动双向无扰动切换，出现断阻、断偶、断线故障时，控制量、过程量的模拟输出可选择0%、100%或上限限幅值、下限限幅值，跟踪输入信号的零点和满度可进行标定，智能声光报警、双定时器或计数器功能，可进行开方及小信号切除，阀位反馈信号任意选择（各种模拟输入），可实现外给定值输入（EM2功能），可分别设定控制量上限、下限输出控制范围。
4.2.3安全栅的选择
选用盛元仪表NPEXA-C安全栅将来自危险区的热电偶信号经隔离变送输出单路或相互隔离的双回路 电流信号到安全期。
通过配置的通讯接口在安全区进行串行通讯联网。
它是智能化的安全栅产品，用户可通过专用编程对本产品进行输入信号类型及输出量程的设置。
4.2.4执行器的选择
本次上海川沪阀门有限公司ZSA/B气动活塞式执行器ZX型新系列气动薄膜三通调节阀采用圆筒型薄壁窗口形阀芯导向，不同于柱塞形阀芯的衬套导向。
配用多弹簧执行机构。
ZX型气动薄膜调节阀具有结构简单、重量轻、体积小、拆装方便等优点。
广泛应用于精确控制气体、液体等介质，工艺参数如压力、流量、温度、液位保持在给定值。
适合于把一种流体通过三通阀分成二路流出或是把两种流体经三通阀合并成一种流体的场合。
4.2.5设备EH-501TIC-502（A）控制系统设计的常规仪表回路
设备EH-501TIC-502（A）控制系统设计的常规仪表回路图如图4-5所示。
4.3设备N8FIC-507（M）控制系统设计
4.3.1测量仪表的选择
本设计设备N8FIC-507（M）据控制指标20.12t/h，精度为1.5级可以选择测量值为0-50m3/h淮安市红旗仪表有限公司HQ-LUGC
插入式涡街流量计它具有以下特点全数字量处理，抗干扰能力强，测量可靠，精度高、流量测量范围可达150：
1超低EMI开关电源，适用电源电压变化范围大，抗EMI性能好。
采用16位嵌入式微处理器，运算速度快,精度高，可编程频率低频矩形波励磁，提高了流量测量的稳定性，功耗低。
采用SMD器件和表面贴装（SMT）技术，电路可靠性高。
4.3.2控制器的选择
选用金湖盛元仪表有限公司，选用XMPA-9000智能PID调节仪：
手自动双向无扰动切换，出现断阻、断偶、断线故障时，控制量、过程量的模拟输出可选择0%、100%或上限限幅值、下限限幅值，跟踪输入信号的零点和满度可进行标定，智能声光报警、双定时器或计数器功能。
4.3.3安全栅的选择
采用选用江苏恒大仪表有限公司HD-PLSR-EX-5产品特点安全栅将来自危险区的热电偶信号经隔离变送输出单路或相互隔离的双回路 电流信号到安全期。
4.3.4执行器的选择
本次设计采用上海川沪阀门有限公司气动智能调节阀笼式调节阀，由多弹簧气动执行器及低流阻笼式调节阀阀体组成。
4.3.5设备N8FIC-507（M）控制系统设计的常规仪表回路
设备EH-501FIC-507（M）控制系统设计的常规仪表回路图如图4-7所示。
4.4设备N9FIC-508（M）控制系统设计
4.4.1测量仪表的选择
本设计设备N9FIC-508（M）根据控制指标48.13t/h精度为1.0级可选用测量值0-100t/h的淮金湖盛元公司的ZYG-5、坚固的全金属结构设计型浮子流量计，采用独立概念设计的测量管指示，可选择不锈钢、哈氏合金、钛材、PTFE材料测量系统低压力损失设计，磁性耦合结构确保数据传输、信号更加稳定，保温或伴热夹套，垂直、水平、各种安装方式更适合不同使用场合，适用于小口径和低流速介质流量测量，工作可靠，维护量小，寿命长。
4.4.2控制器的选择
可选金湖盛元仪表TCK型各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量显示、智能PID调节仪并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动、气动阀门进行PID调节和控制、报警控制、数据采集、记录。
特点：
万能输入功能，自动校准和人工校准功能，手动/自动无扰动切换功能，可选择适应加热或制冷的正/反作用，控制输出信号限幅。
4.4.3安全栅的选择
选用盛元仪表NPEXA-C安全栅安全栅本品采用先进的数字技术，具备了传统模拟隔离器所不具备的多线先进性能，在对高低干扰信号的抑制方面均有着优异表现，在大功率控制系统中毅然能够可靠应用，颞部采用数字化调校无零点级满度电位器，自动动态校准零点，温度漂移自动补偿等先进技术复核坏境对产品的抗磁干扰要求稳定性级可靠性的到科学保证。
4.4.4执行器的选择
可选上海川沪阀门有限公司ZSA/B气动活塞式执行器是带弹簧复位可调零比例式气动活塞式直行程执行机构。
气动活塞式执行器特点是输出力大，结构简洁、可靠、轻小、动作速度快、抗震性好。
气动活塞式执行器可与直通单双座、角型、套筒、隔膜、精小型等直行程类调节阀组配并带上定位器成为气动活塞式调节阀。
4.4.5设备N9FIC-508（M）控制系统设计的常规仪表回路
设备N9FIC-508（M）控制系统设计的常规仪表回路图如图4-8所示。
4.5设备N10FIC-509（M）控制系统设计
4.5.1测量仪表的选择
本设计设备N10FIC-509（M），根据控制指标24.06t/h精度为1.0级,可选用测量值0-100t/h的安市红旗仪表有限公司分体智能型涡流量计它的特点有有极好的耐磨性能，耐酸碱性能略差。
化学性能最稳定的一种材料，能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水，浓碱和各种有机溶剂，不耐三氟化氯、高温二氟化氧。
化学稳定性、电绝缘性、润滑性、不粘性和不燃性与PTFE相仿，但F46材料强度、耐老化性、耐温性能和低温柔韧性优于PTFE。
与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有较好的抗撕裂性能。
4.5.2控制器选用
XMPA-9000智能PID调节仪功能：
可实现分程PID控制，即保持第一控制量的基础上另产生两个分程控制量，测量值与设定值显示可进行加减运算，参数自整定或P参数独立自整定，组设定值及P、I、D参数存储和调用，控制量跟踪反馈量（EM1功能），可实现手/自动双向无扰动切除。
内给定值位移（SB功能），可实现比值控制。
4.5.3安全栅的选择
采用江苏恒大仪表有限公司HDDL-C安全栅将来自危险区的热电偶信号经隔离变送输出单路或相互隔离的双回路 电流信号到安全期。
图4-16江苏恒大仪表有限公司HDDL-C安全栅外观
4.5.4执行器的选择
可选上海川沪阀门有限公司ZSA/B气动活塞式执行器是将压缩空气为动力，通过活塞齿条、齿轮的机械传动，以角行程输出扭距的气动执行器，产品外型小、重量轻、使用寿命长性能高。
是目前一种新型的气动活塞式执行器产品。
执行器分为双作用和单作用（弹簧复位）。
气动活塞式执行器适用于角行程控制阀（球阀、蝶阀类）的开关和调节。
也可用于其它需要回转的场合。
4.5.5设备N10FIC-509（M）控制系统设计的常规仪表回路图
设备N10FIC-509（M）控制系统设计的常规仪表回路图如图4-10所示。
4.6设备N11FIC-510（M）控制系统设计
4.6.1测量仪表的选择
本设计设备N9FIC-508（M）根据控制指标39.37t/h，精度为1.0可选用测量值为0-100m3/h，淮安市红旗仪表有限公司HQLZ-250金属管浮子流量适用于小口径和低流速介质流量测量；
工作可靠，维护量小，寿命长；
对于直管段要求不高；
较宽的流量比10：
1；
双行大液晶显示，可选现场瞬时/累计流量显示，可带背光单轴灵敏指示；
非接触磁耦合传动；
全金属结构，适于高温、高压和强腐蚀性介质；
可用于易燃、易爆危险场合；
可选二线制、电池、交流供电方式；
多参数标定功能；
带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能。
4.6.2控制器的选择
万能输入功能，自动校准和人工校准功能，手动/自动无扰动切换功能，可选择适应加热或制冷的正/反作用，控制输出信号限幅，.智能PID调节仪
采用模糊控制理论和传统PID控制相结合的方式，使控制过程具有响应快、超调小、稳态精度高的优点，对常规PID难以控制的大纯滞后对象有明显的控制效果，智能PID调节仪
增加了30段程序控制功能。
4.6.3安全栅的选择
采用江苏恒大仪表有限公司HD-WP-405他将输入信号进行数学运算具有全智能转换为隔离的20MA，数字化，可编程，级高的稳定性确保准确度多年不变电源，输入，输出双回路间高隔离度，进符合国际电工委员相关抗电磁干扰标准功能齐全操作方便可对现场仪表进行功能设置，采用数字化结构采取环境温度自补偿，零点自动校准先进技术。
4.6.4执行器的选择
可选上海川沪阀门有限公司ZSA/B气动活塞式执行器气动低温角式调节阀采用低温调节阀体与气动薄膜执行器组成，其结构简单，动作可靠，维修方便，防火防爆，阀体流路简单，阻力小，流通能力大，重量轻。
气动低温高压调节阀广泛应
用在大型空分设备制氧机上。
产品符合GB/T4213-92。
气动低温角式调节阀体积小、重量轻、阀芯采用顶导向结构，具有流路简单、阻力小、易于冲洗的特点。
适用于要求直角连接，介质为高粘度、含悬浮物和颗粒状介质的调节。
4.6.5设备N11FIC-510（M）控制系统设计的常规仪表回路图
设备N11FIC-510（M）控制系统设计的常规仪表回路图如图4-12所示。
4.7设备VALIC-501（A）控制系统设计
4.7.1测量仪表的选择
本设计设备VALIC-501（A）根据控制指标50%，精度为1.5级，测量范围值为0-12MPa0的淮安市红旗仪智能型压力变送器差压变送器于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后将其转变成4～20mADC信号输出。
智能型可与HART手操器相互通讯，通过它进行设定，监控或与上位机组成现场监控系统。
图4-13HQ151差压变送器
4.7.2控制器的选择
选用XMPA
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