APC控制器投用总结(上海石化)

1、上海石化炼化部 4 炼油 1 延迟焦化先进控制项目控制器投用总结1 控制器投用情况 错误!未定义书签。控制器整体投用情况 错误!未定义书签。控制器单个回路控制情况 错误!未定义书签。控制器投用前后效果比较 错误!未定义书签。减轻操作人员劳动强度 错误!未定义书签。2 软测量仪表的投用情况 错误!未定义书签。3 空高计算程序的投用情况 错误!未定义书签。4 结论 错误!未定义书签。5 存在的问题 错误!未定义书签。6 几点建议 错误!未定义书签。上海汉中诺软件科技有限公司的工程技术人员和上海石化公司 2# 炼油延迟焦化装置的技术人员一起，从2007 年 3 月 26 日开始对项目中设计的三个控制

2、器进行了试投用。投用过程中发现了大量的问题，在上海石化、上海汉中诺和Aspen 公司的共同努力下，控制器的投用取得了阶段性的成果。 4 月 14 开始，装置进行了检修。 检修完成后， 先后完成了主分馏塔控制器、 支路平衡控制器和烟气氧含量控制器的投用，控制器投用已经取得了初步成功。控制器投用的同时，投用了三个软测量仪表：汽油终馏点、柴油 95 点和蜡油终馏点， 投用空高计算程序并不断地进行改进， 有效地提高了空高预测的精度。每天由操作人员通过开发的 DCS 录入画面录入实验室分析数据和焦炭塔空高实测数据， 对各软测量仪表和空高的预测值进行校正， 随着输入实验室分析数据和空高实测数据的增多，软测

3、量仪表和空高计算程序的预测值也会越来越准确。1 控制器投用情况控制器整体投用情况根据生产工艺的需要，项目共开发了 3 个控制器。当前三个控制器都正常地在线运行，情况良好。1.1.1 支路平衡控制器控制器名： C1101控制范围：焦化炉进料、焦炭塔、富气压缩机控制器实现的控制功能：能够按照工艺要求，实现自动提降进料量，确保生产负荷调整时装置的平稳运行；在保证装置安全约束的情况下，实现装置进料的最大化；实现焦化炉进料的支路平衡控制，在保证各个支路出口温度均匀的情况下，根据各支路的结焦情况合理分配各支路的进料量；1.1.2 烟气氧含量控制器控制器名称：YANQI控制范围：焦化炉的配风控制器实现的控制

4、功能：控制器可以根据烟气氧含量的测量值自动地调整鼓风机出口压力和各个 支路空气挡板的开度，有效保证烟气氧含量的稳定并尽量降低烟气氧含 量。1.1.3 主分储塔控制器控制器名称：FRAC控制范围：主分储塔控制器实现的控制功能：控制器实现了主分储塔的自动控制，减轻操作人员的劳动强度；提高主分储塔控制精度，提高其抗干扰能力；根据的大小调整柴油抽出量，在保证柴油不抽空的情况下，尽可能地增加柴油的抽出量；现场人员可以根据生产目的的不同， 调节渣油的换热温度TIC1109的控 制范围，实现装置长周期运行或提高液收的目的。控制器单个回路控制情况1.2.1 支路平衡控制器由于渣油进料第四组控制阀出现故障，当前

5、控制器无法投用。在阀门出现故 障之前，支路平衡控制器的投用情况如下：表支路平衡控制器已投用回路列表序号回路描述投用状况1支路# 1流量正常2支路# 2流量正常3支路# 3流量正常4支路# 4流量正常5支路# 1出口温度正常6支路# 2出口温度正常7支路# 3出口温度正常8支路# 4出口温度正常无未投用回路，投用率 100%表各支路进料量阀门情况表编p支路进料量阀位1FIC110175%80%2FIC110255%60%3FIC110365%68%4FIC110455%60%针对当前进料阀门的情况，在条件允许的情况下，建议投用支路平衡控制器， 但不投用第四支路进料量 FIC1104 ,这样控制器

6、还可以平衡其它三路的支路平 衡。1.2.2 烟气氧含量控制器表 烟气氧含量控制器已投用回路列表序号回路描述投用状况1支路# 1空气流量正常2支路# 2空气流量正常3支路# 3空气流量正常4支路# 4空气流量正常5鼓风机压力正常无未投用回路，投用率 100%1.2.3 主分储塔控制器表 烟气氧含量控制器已投用回路列表序号回路描述投用状况1主分储塔顶温度正常2柴油回流流量正常3柴油抽出量正常4中段回流量正常5蜡油上回流流量正常6蜡油下回流量正常7重蜡油上回流量正常8急冷油流量正常无未投用回路，投用率 100%控制器投用前后效果比较1.3.1 装置进料量的变化控制器投用后，大大地降低了装置变量的波动

7、，在保证装置的主要安全约束 的前提下，有效提高了装置的处理量。1.3.2 控制器对焦化炉进料量的分配FIC11flrlS¥ |RiW EM riFicnov IRrfw 口卯刈HC114WV lihw 的刚图焦化炉四支路进料量分配图中红色线为第一支路进料量，蓝色线为第二支路进料量，粉色线为第三支 路进料量，绿色线为第四支路进料量MAXTH Cnkul«ledl DEGCkMAXra?(DCGCI" IAAXT13 仁*ei|l3lEd Hpe匚.MAXT4M, Caltiilafted(味H匚图焦化炉四支路炉管表面最高温度图中红色线为第一支路最高温度，蓝色线为第二

8、支路最高温度，粉色线为第 三支路最高温度，绿色线为第四支路最高温度。在装置当前的状态下，炉管表面的最高温度是限制装置进料量的最主要因 素。从图和图中可以看出，当某支炉管温度较高时（如第二支炉管，蓝色线），控制器为其分配的进料量较低，并将减少的进料量分配到其它炉管温度较低的支 路中。可见，控制器可以根据各个支路炉管表面最高温度的不同，合理分配各支路的进料量，实现装置的支路平衡。在投用先进控制之前，焦化炉炉管进料量的 分配都是现场技术人员根据对炉管结焦情况的判断手工分配，并且设定后会保持较长时间不变，不利于减少炉管的结焦；投用 APC后，控制器可以有效地完成 进料量的自动分配。1.3.3 稳定焦化

9、炉出口温度控制器投用后，焦化炉出口温度投用审级控制，能够根据炉出口温度的变化 自动调整燃料气的用量，保证了焦化炉出口温度的稳定493J9黑LW 嘏LM 帆事I 蜀丸” gKM4»411nmipw 的 w EMdi(a)投用前TI411-1PU1 国.* 口油即必加 心孔部452JD 4S1.6J4SH.5S 的*44 翱&» 4A7J? 仙机114fl，M(b)投用后图 控制器投用前后焦化炉出口混合温度对比训雷朋l4S7J8书5SG4SO34fi2J£24M.1149IJ0DTIC11OPV gw |)5州50IJN)（a）投用前制也RD«7JB

10、前礼”3M4MU®3.Jj岫工维业Ml%(LMT»C11H7：PVl%ilW natfl（b）投用后图控制器投用前后焦化炉支路出口温度对比（以TIC1102 为例)表 控制器投用前后炉出口温度波动对比投用前标准偏差（C）投用后标准偏差（C）前后对比TIC1101%TIC1102%TIC1103%TIC1104%TI1134%2.2WT1回却1.61132也105?1.052S-um17191-5J18*JJ18i00;00;M 1 六MRD OftOtktfl 17A»AQ42;C«M) ”;M 海。120(kl(l M 哥中;WDTI? FCdkubt

11、edl(a)投用前(b)投用后图控制器投用前后焦化炉出口温度与平均温度的偏差对比表 控制器投用前后炉出口温度对比标准偏差(C)平均值(C)同时，控制器可以根据各个支路出口温度与平均温度的偏差实时地调整焦化炉各支路出口的温度从而降低出口温度的偏差，保证进料的焦炭化程度相近。业现1，0JR Iba>T,'士F T*正V iitl B tl 1 1 1 V 1 ) > 1 1 4 1 I 1 i! 1 1 ! I ! iaiiiiiniiik.4iib，iif Zf Jf 1J.：；：；： 41F1111I41iii!iiiiI1 Jilli? l 一二d|ii1iid|-1if

12、c1lll-iluin懒*组*|!1to* r11 J L . 1.1pIir- - - - n - -1Ib-ul Js11h1i1ii>i1iiiiiii I' "jf ' ".* r " " " 1 " ，" ", 中!.F1 .*"""* "-," ' " " , *，11iII1Iiiii>1iI1I1|IiBii|1Ba中bjbu? ULujhk-D.3SS3l!lJK2til|pg11|if1&#

13、187;|11b1i111wi1.'.：-1,0528h a 9 it U1JJ .；iiiiinit|1|i1IIIIIdI1iIIa'iii>'11ilibiil11kriil . .1. 1.*_ 工工；, =上.= * : . £-, 一. a .4J1931 * hI!.!f 工il|P1111Pil|11I1111fi11-L365* -；1|*gi|p-i号t bi|l.l.|ii|11Ii1i1ii>i1F -3JHi23；一 .；，一,._,，11.一一一XCfiZJI11F1rr11iiIIa-IIiiiiIagpiigpa.1

14、-11|i1a11i1iiiiiiiiiii'''''''-' .i7：ni：fii mjiMrrin i7：»«roo m：m>；onoom：iin 11kM:mi?：w：n 口。“口加投用前投用后前后对比投用前投用后DT01%DT02%DT03%DT04%1.3.4 烟气氧含量控制UNW心现XI HQ 7MMW对 1.25B0收5。 0MMAHimPV Raw DualAI1942PV IFiiw D«lal(a)投用前WWPM IR4W X制配吸咖 4圻对3.FSD0XI2 50 2JMb

15、 %灯印 iLisma阿(b)投用后图控制器投用前后烟气氧含量控制情况对比图中红色线为第二个炉膛的烟气氧含量，蓝色线为第一个炉膛的烟气氧含 量。从图中可以看出，投用后控制器可以根据烟气氧含量的变化自动调整鼓风机 出口的压力和各个支路空气挡板的开度，减小了烟气氧含量的波动，降低能耗。 控制器能够有效地将烟气氧含量控制在到之间。1.3.3 装置液收变化表控制器投用前后延迟焦化装置液收对比投用前()投用后()前后比较汽油收率柴油收率蜡油收率轻油收率总液收注：本表中投用前数据为 2007年1月1日至4月30日，投用后数据为2007年5月9日至7月26日表提高柴油抽出量测试数据对比测试开始(tons )

16、测试结束 (tons)累积量(tons )收率 (%)投用前收率 (%)前后对比 (%)新鲜渣油130743713136056168汽油6552946563221028柴油1314151334362021蜡油591509592335826轻油7867097897583049液体产品137821813820933875从表和表的数据可以看出，控制器投用后装置高附加值产品柴油的收率都显著增加，部分汽油被回流压入到柴油中， 造成汽油产率下降；表中蜡油收率和表 中蜡油收率、总液收有所下降主要是因为焦化急冷油原来大部分来自柴油加氢装 置的反冲洗污油，柴油加氢装置停车后，急冷油几乎完全由焦化蜡油提供， 减

17、少 了蜡油产品的产量。控制器有效地提高了装置的总液体产品收率， 并增加了柴油 的产率。在控制器投用过程中为了避免焦化炉炉管结焦，从而获得较长的生产周期，控制器采用了较高的渣油换热温度。这样主分储塔的中段回流和蜡油上回流 的用量较大。待新延迟焦化装置开工投产后，焦化炉负荷降低，可以采用较低的 渣油换热温度，降低主分储塔的回流量，可以获得更高的液体产品收率。1.3.4 产品质量卡边表控制器投用前后延迟焦化装置产品质量对比投用前投用后前后比较2005-9-1 2006-3-232007-1-1 2007-4-302007-5-9 2007-7-262005-9-1 2006-3-232007-1-1

18、 2007-4-30汽油终储点（C）柴油95点（C）蜡油终储点（C）注：本表中投用前数据为 2007年1月1日至4月30日，投用后数据为2007年5月9日至7月26日从表的数据可以看出，随着装置的检修、PID整定和先进控制项目的实施,装置的控制回路得到了不断的改善，控制水平不断提高，最终在控制器投用后， 汽油终储点、柴油95点和蜡油终储点都得到了显著的提高，实现了产品质量的 卡边控制。1.3.5 产品质量波动减小表控制器投用前后延迟焦化装置产品质量标准偏差对比投用前投用后前后比较2005-9-1 2006-3-232007-1-1 2007-4-302007-5-9 2007-7-262005

19、-9-1 2006-3-232007-1-1 2007-4-30汽油终储点（C）%柴油95点（C）%蜡油终储点（C）%注：本表中投用前数据为 2007年1月1日至4月30日，投用后数据为2007年5月9日至7月26日从表的数据可以看出，随着装置检修、PID整定和先进控制项目的实施，装 置的控制回路得到了不断的改善，实现了主要回路的自动控制，控制水平不断提 高，减小了装置的波动，控制器投用后，控制器能够根据软测量仪表提供的产品 质量数据和主分储塔的温度变化及时地进行调整主分储塔的回流量，有效减少了产品质量的波动。减轻操作人员劳动强度需要调整装置处理量时，操作人员只需要根据要求设定好目标处理量，

20、并放开操作变量的约束，控制器就可以自动地完成处理量的调整工作， 并做到无扰动的过渡；实现了烟气氧含量的自动控制，并保证烟气氧含量的稳定，有效降低操 作人员劳动强度；实现了焦炭塔预热、切换过程中主分储塔的自动控制，大大减少了操作 人员的工作量，使操作人员能够把更多的精力放到整个装置的优化上去2软测量仪表的投用情况根据装置实施先进控制的需要，项目中开发了三个软测量仪表，用于给控制 器提供实时的产品质量数据。这三个软测量仪表分别为：粗汽油终储点、柴油 95点和蜡油终储点。粗汽油终储点表粗汽油终储点预测值与实验室分析值的比较（部分数据节选）编力时间预测值分析值绝对偏差相对偏差105-09 00:002

21、16%205-10 00:00216%305-11 00:00215%405-12 00:00214%505-13 00:00218%605-14 00:00217%705-15 00:00218%805-16 00:00216%905-17 00:00214%1005-18 00:00216%1105-19 00:00216%1205-20 00:00215%1305-21 00:00217%1405-22 00:00218%1505-25 00:00213%1605-26 00:00214%1705-27 00:00215%1805-28 00:00214%1905-29 00:00211

22、%2005-30 00:00212%2105-31 00:00210%2206-01 00:00213%2306-02 00:00214%2406-03 00:00212%2506-04 00:00213%2606-05 00:00212%2706-06 00:00215%2806-07 00:00210%平均值%柴油95点表柴油95点预测值与实验室分析值的比较（部分数据节选）编R时间预测值分析值绝对偏差相对偏差105-24 00:00357%205-24 08:00359%305-24 16:00358%405-25 00:00352%505-25 08:00362%605-25 16:00

23、366%705-26 00:00362%805-26 08:00364%905-26 16:00361%1005-27 00:00362%1105-27 08:00361%1205-27 16:00362%1305-28 00:00361%1405-28 08:00362%1505-28 16:00360%1605-29 00:00360%1705-29 08:00361%1805-29 16:00362%1905-30 00:00363%2005-31 00:00360%2105-31 16:00362%2206-01 00:00362%2306-01 08:00364%2406-01 16

24、:00363%2506-02 00:00360%2606-02 08:00361%2706-02 16:00363%2806-03 00:00362%2906-03 08:00363%3006-04 00:00360%3106-04 08:00364%3206-04 16:00362%3306-05 00:00362%3406-05 08:00364%3506-05 16:00363%3606-06 00:00362%3706-06 08:00363%3806-06 16:00362%3906-07 00:00363%平均值%蜡油终储点表蜡油终储点预测值与实验室分析值的比较（部分数据节选）编R

25、时间预测值分析值绝对偏差相对偏差105-09 8:00516%205-10 8:00517%305-11 8:00520%405-12 8:00523%505-13 8:00520%605-14 8:00516%705-15 8:00514%805-16 8:00526%905-17 8:00529%1005-18 8:00522%1105-19 8:00518%1205-20 8:00514%1305-21 8:00518%1405-22 8:00516%1505-23 8:00518%1605-24 8:00529%1705-25 8:00523%1805-26 8:00523%1905-

26、27 8:00517%2005-28 8:00522%2105-30 8:00523%2205-31 8:00523%2306-01 8:00526%2406-02 8:00523%2506-03 8:00520%2606-04 8:00521%2706-05 8:00523%2806-06 8:00526%平均值%从以上各表的数据可以看出，大部分的软测量仪表预测值与实验室分析值的偏差都在土 1%以内，造成个别点的偏差较大的原因可能有两个：（1）软测量仪表的预测有偏差；（2）实验室的分析数据不可靠。控制器中可以自动剔除偏差过 大的数据，保证控制的稳定，同时软测量预测的数据也可以用于检验实验室分析 的可靠性。另外，随着实验室分析数据的录入，对软测量仪表进行不断的校正， 软测量仪表预测值的准确性会越来越高。3空高计算程序的投用情况为了配合装置进料最大化的要求，项目进行过程中开发了焦炭塔空高计算的 程序，用于预测到装