汽油管道調(diào)合控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽油管道調(diào)合控制方法，該方法不控制所有直調(diào)組分油的流量，上游裝置產(chǎn)出的油品直接進(jìn)入調(diào)合總管，選取其中一路直調(diào)組分油為基礎(chǔ)，根據(jù)工藝調(diào)度要求的調(diào)合配方計算其余有儲罐的組分油的流量設(shè)定值；通過PID控制器調(diào)節(jié)使得實際流量跟隨計算得到的流量設(shè)定值；當(dāng)基準(zhǔn)直調(diào)組分油流速小范圍波動時通過一階濾波方法消除干擾，當(dāng)基準(zhǔn)直調(diào)油波動較大時候可切換到另外一路直調(diào)組分油作為基準(zhǔn)消除干擾，保證流量的精確控制。
【專利說明】汽油管道調(diào)合控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽油在線管道調(diào)合領(lǐng)域，涉及汽油管道調(diào)合的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽油調(diào)合是煉油廠儲運管理系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其作用及目的是將各種組分油(經(jīng)過蒸餾、精制和其它二次加工裝置生產(chǎn)出來的各種石油組分、半成品)和添加劑按一定的比例調(diào)合，以使油品達(dá)到使用要求所應(yīng)具有的性質(zhì)，同時盡量充分、合理地使用組分油資源，增加產(chǎn)品品種和數(shù)量，滿足市場需求。
[0003]當(dāng)前，世界各國對環(huán)保日益重視，國內(nèi)新出臺的國V汽油標(biāo)準(zhǔn)中硫含量要求控制在IOppm以下，對燃料油質(zhì)量指標(biāo)的要求也越來越苛刻。同時，世界原油資源日益減少，如何利用有限的資源獲得最大的效益是煉油廠追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)調(diào)合工藝生產(chǎn)效率低、浪費大，給煉油廠造成了潛在的經(jīng)濟(jì)損失。原油品種繁雜，導(dǎo)致組分油性質(zhì)波動較大，依靠經(jīng)驗的調(diào)合方式面臨一定的困難。如何提高一次調(diào)合合格率，同時充分利用低品質(zhì)產(chǎn)品，降低產(chǎn)品的成本，使工廠的效益最大化，成為煉油廠普遍期待解決的問題。
[0004]在國家對煉化企業(yè)環(huán)保要求日益提高，以及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長需求的大背景下，傳統(tǒng)的罐式調(diào)合工藝已經(jīng)難以滿足企業(yè)發(fā)展要求，國內(nèi)煉廠急需進(jìn)行管道調(diào)合方式的改造。所謂管道調(diào)合方式是將各組分油和添加劑按照一定的比例連續(xù)泵入調(diào)合總管，經(jīng)靜態(tài)混合器混合后直接進(jìn)入成品罐，可以取消罐式調(diào)合方式下的循環(huán)倒罐操作，既節(jié)省了儲罐的占用時間又減少了循環(huán)揮發(fā)損耗。但管道調(diào)合方式對控制系統(tǒng)也提出了更高的要求，控制系統(tǒng)要考慮現(xiàn)場實際情況(包括設(shè)備儀表等設(shè)計壓力、裝置波動等異常情況)，兼顧各個細(xì)節(jié)。
[0005]汽油管道調(diào)合控制要求保證各參調(diào)組分的精確參調(diào)比例，各組分的參調(diào)比例的控制主要體現(xiàn)在組分流速的精確控制上；汽油的參調(diào)組分分為兩大類:直接來自于上游生產(chǎn)裝置的，未經(jīng)過組分罐或緩沖罐的為直調(diào)組分油；帶有儲罐儲存的組分油為儲罐組分油；對于直調(diào)組分油參與調(diào)合的情況下，由于直調(diào)組分油直接來自于生產(chǎn)裝置，不經(jīng)過中間緩沖罐，所以直調(diào)組分油的流量是無法調(diào)節(jié)的，而且裝置的生產(chǎn)量本身就存在波動的，那么嚴(yán)格意義上來講，在有直調(diào)組分油參與調(diào)合的情況下，不可能保證所有參與調(diào)合的組分油按照調(diào)度要求的配方精確執(zhí)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述對汽油管道調(diào)合實時控制的精度要求，本發(fā)明提出了一種汽油管道調(diào)合的控制方法，以期最大限度地控制調(diào)合配方接近于調(diào)度要求的配方:
[0007](I)由于直調(diào)組分油直接來自于上游裝置，所以瞬時流速是有波動的，當(dāng)存在兩路及以上直調(diào)油參與調(diào)合時，無法控制直調(diào)油之間的瞬時參調(diào)比例滿足工藝調(diào)度給定的調(diào)合配方，但是在一段時間內(nèi)(例如調(diào)合一整罐成品汽油的時間段內(nèi))直調(diào)組分油的產(chǎn)量是可以預(yù)估的，所以最終產(chǎn)品罐中各直調(diào)組分油總參調(diào)量之間的比例是可以滿足調(diào)度配方要求的。本發(fā)明不控制所有直調(diào)組分油的流量，上游裝置產(chǎn)出的油品直接進(jìn)入調(diào)合總管，選取其中一路直調(diào)組分油為基礎(chǔ)，根據(jù)工藝調(diào)度要求的調(diào)合配方計算其余有儲罐的組分油的流速設(shè)定值，以下簡稱選為基礎(chǔ)的直調(diào)組分油為“基準(zhǔn)直調(diào)油”，帶儲罐的組分油為“儲罐油”，儲罐油流速設(shè)定值計算公式如下:
[0008]H-
[0009]式中，i表示第i個儲罐油，G表示第i個儲罐油的流速設(shè)定值，F(xiàn)base表示基準(zhǔn)直
調(diào)油的當(dāng)前流速，Ri表示調(diào)度下達(dá)的第i個儲罐油的參調(diào)百分比，Rbase表示調(diào)度下達(dá)的基準(zhǔn)直調(diào)油的參調(diào)百分比
[0010](2)根據(jù)以上公式，可以計算得到儲罐油的流速設(shè)定值，為保證調(diào)合過程按照計算好的設(shè)定值精確執(zhí)行，本發(fā)明采用“比例一積分一微分”(Proportion IntegrationDifferentiation,以下簡稱PID)控制器控制組分的流速按照計算得到的流速設(shè)定值執(zhí)行。
[0011](3)直調(diào)組分油直接來自于上游的生產(chǎn)裝置，未設(shè)置組分罐，那么直調(diào)組分油流速是有波動的。正常生產(chǎn)工況下，裝置產(chǎn)出的直調(diào)組分油流速是相對穩(wěn)定的，或者流速變化較為平穩(wěn)，在這種情況下，單純采用一階濾波方法，仍可保證調(diào)合過程平穩(wěn)進(jìn)行。
[0012](4)當(dāng)裝置由于故障或人為原因?qū)е禄鶞?zhǔn)直調(diào)組分油流速突增突降較大時，如果仍然按照當(dāng)前直調(diào)組分為基準(zhǔn)進(jìn)行比例控制會導(dǎo)致其余組分油波動較大，本發(fā)明設(shè)置可選擇流速較穩(wěn)定的直調(diào)組分油為新的基準(zhǔn)直調(diào)油。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:對于有直調(diào)組分油存在的情況下可以保證精確地參調(diào)比例，當(dāng)基準(zhǔn)直調(diào)組分油流速小范圍波動時通過一階濾波方法消除干擾，當(dāng)基準(zhǔn)直調(diào)油波動較大時候可切換到另外一路直調(diào)組分油作為基準(zhǔn)消除干擾，保證流量的精確控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1調(diào)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；
[0015]圖2流速控制方法流程圖；
[0016]圖3裝置波動時控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0018](I)如圖1所示為2路直調(diào)組分油和5路儲罐組分油的調(diào)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖，其中OCTM直調(diào)油和SZORB直調(diào)油為兩路直調(diào)組分油，這2路直調(diào)組分油直接來自上游的脫硫裝置，不設(shè)有組分油儲罐；低硫MTBE、催化汽油、甲苯、非芳、MTBE這5路組分油都有各自對應(yīng)的儲罐分別為TK303、TK304、TK305、TK306、TK307 ;0CTM直調(diào)油和SZORB直調(diào)油對應(yīng)的流速調(diào)節(jié)閥FIC3001和FIC3002開度固定為100%全開狀態(tài)，而5路儲罐組分油的流速調(diào)節(jié)閥的開度根據(jù)本發(fā)明所述的PID控制器的OP輸出來自動調(diào)整。
[0019](2)如圖2所示為在Honeywell PKS系統(tǒng)的Control Builder控制策略組態(tài)軟件平臺上實施的控制流程圖。DCS讀取現(xiàn)場質(zhì)量流量計測量的各個組分油的流速，通過DACA模塊變換為實際工程單位；選用流量較大的SZORB直調(diào)組分油為基礎(chǔ)直調(diào)組分油；選用NUMERICARRAY數(shù)組存儲模塊存儲調(diào)度下達(dá)的調(diào)合配方；選用AUXCALCA模塊輸入本發(fā)明的儲罐油流速計算公式計算給出所有5路儲罐油的流速設(shè)定值。
[0020](3)流速計算模塊計算得到的流速設(shè)定值作為PID控制器模塊的SP值，PID控制器置為串級狀態(tài)。PID控制器會根據(jù)現(xiàn)場儲罐油流速的反饋值，通過調(diào)節(jié)現(xiàn)場閥門開度來實現(xiàn)流速設(shè)定值到控制目標(biāo)，其中PID控制器選用ControlBuilder中的PIDA模塊實現(xiàn)。
[0021](4)如圖3所示為考慮裝置波動時的流速控制方法流程圖，所有7路參調(diào)組分油的流速，經(jīng)過了 DACA模塊中的Filter Timer參數(shù)的一階濾波處理，濾波根據(jù)現(xiàn)場情況不同設(shè)置的數(shù)值大小也不同，本案例中，濾波時間設(shè)置為0.3分鐘；當(dāng)直調(diào)組分油流速波動不大時，按照圖2所示的SZORB直調(diào)油作為基準(zhǔn)直調(diào)油即可實現(xiàn)5路儲罐流速的精確控制，保證調(diào)合配方。
[0022](5)當(dāng)已經(jīng)選取的SZORB直調(diào)組分油流速波動較大時，單獨按照圖2所示的控制方式就難以滿足流速的精確控制，此時通過基準(zhǔn)直調(diào)油選擇模塊SELREAL可以將基準(zhǔn)直調(diào)油切換到OCTM直調(diào)組分油。
[0023](6)下表所示為根據(jù)調(diào)度要求的配方，按上述方法進(jìn)行流速精確控制后的結(jié)果，比較調(diào)度配方和實際配方可以看出滿足工藝配方精度要求。
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種汽油管道調(diào)合的控制方法，其特征在于: 以多路直調(diào)組分油其中一路為基準(zhǔn)，根據(jù)調(diào)合配方，計算儲罐組分油的流速設(shè)定值，并以該設(shè)定值對儲罐組分油流速進(jìn)行設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計算儲罐組分油的流速設(shè)定值的方式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對儲罐組分油流速進(jìn)行設(shè)定，采用“比例一積分一微分”控制器控制儲罐組分油的流速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流速設(shè)定值在設(shè)定前采用一階濾波方法進(jìn)行濾波。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，當(dāng)裝置波動較大時，無法保證流速控制平穩(wěn)的情況下，切換到流速較穩(wěn)定的直調(diào)組分油為新的基準(zhǔn)直調(diào)油。
【文檔編號】G05B13/04GK103760771SQ201410021083
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】錢鋒, 程輝, 杜文莉, 劉朝 申請人:華東理工大學(xué)