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Abstract: The paper introduces the application of the Sequence Control in Slurry Filter Unit of Reside Fluid Catalytic Cracker unit. The control strategies were quickly and automationa operated in Slurry Filter Unit, when operator can’t be controlled in time without Squence Control program likes as Program language.stabilize the unit operations, minimize Catalyzer usage, increase the yield of higher value products, reduce product quality variations, and reject process disturbance. The Squence Control Program has been shown to increase the unit stability, reduce variations of yields, and maximize unit throughput under varied operation conditions. The Process Module point of TDC3000 DCS can be a platform to run more than one CL/APM, used the hardware points and software function point in DCS edited the Squence Control program for intance: Filter Recycle Times Control Program, Common Alarm Control Program, Valve Open/Close Statues Loglic Control Program, Valve Travel Time Loglic Control Program, FBWS(feedback wash ) Valves Comtrol Program UV03A/B Pulse Wash Logic Cpntrol Program.
关键词: RFCC FBWS APM PM CL
一 绪言
前郭炼油厂RFCC( 重油催化裂化)装置采用提升管反应器和内外取热的催化裂化技术，掺炼减渣，年加工能力为80万吨，1990年正式投产。装置经过几年的检修和技术改造，在处理能力、掺渣能力、轻油收率和剂耗能耗几项指标都达到了设计能力。1996年重油催化装置常规控制系统经过DCS改造,
采用Honeywell TDC3000x的DCS.此后在此套装置以DCS为平台的基础上1998年开发并投用了鲁棒性多变量预估控制(HONEYWELL公司的APC)我厂的挖潜增效走上了技术革新的道路，增强了我厂参与市场竞争能力。APC(Advanced Process Control)技术应用每年约增加壹千万元的经济效益.1999年以DCS为平台开发油浆过滤器装置顺序控制,并于同年投用.
1．重油催化裂化装置简介（见图1）
装置主要有反应再生部分,分馏部分,吸收稳定部分,产品精制及酸性水汽提部分;并有再生烟气能量回收机组,余热锅炉,气压机组等装置组成,工艺过程见流程图1.
1.1反应/再生部分
重油催化裂化装置,由于渣油本身性质较重,硫和氮的含量较高难以裂化.因此通过提高反应温度高的办法,可以提高油品的转化率,达到所要求的产品分布.由于压力对产率的选择和焦炭产率的影响,最好采用低反应压力, 不仅总压必须低,还可降低提升管油气分压,从而降低焦炭和干气的产率.采用高效新型喷咀使油剂充分混合,取得最佳的反应效果.剂油比高即催化剂的活性和剂油比不能过低.自从使用分子筛催化剂以来剂油反应时间更短约2.6秒,可提高汽油的辛烷值和汽油收率.采用单程转化操作借助一次反应,一般可达到所希望的转化率.采用取热设施这样大大提高装置的操作弹性.
催化油浆含有大量的稠环芳烃,生焦很高,一般为16-20%,适当外甩部分油浆对降低焦炭很有好处,但会降低轻质油收率,因此外甩量一般为原料的5%为宜.
1.2 主分馏塔部分
反应油气进入分馏塔底部，通过底部的人字形挡板与循环油浆逆向接触，洗去油气携带的催化剂且使油气脱过热。部分冷凝下降至分馏塔底部形成油浆产品，部分仍气相继续沿塔板上升进行产品分离，形成富气、粗汽油、轻柴油及回炼油。
塔底油浆370℃自塔底经管线到油浆泵P208,一部分经原料/油浆换热器E210和油浆蒸汽发生器E211产生中压蒸汽.油浆温度降到290℃返回分馏塔,另一部分经油浆汽提塔T203汽提出轻组份返回塔第4层.T203底油浆经外甩油浆泵P213,冷却器E214冷却到90℃送出装置,另一部分不经过冷却直接去提升管反应器回炼.
1.3 吸收稳定部分
此套装置主要任务是从压缩富气中分离出质量合格的干气和液化气,生产质量合格的产品.
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1.4 油浆过滤装置概述
重油催化裂化装置是重油的深度加工，提高经济效益的有效途径和方法。也是二十世纪一项炼油新工艺。重油催化已经为许多国家所重视，同时也正迅速向前发展。
重油是指常压渣油或减压渣油，渣油与蜡油相比，从性质上渣油含大量的镍、钒、高沸点的多环烷烃、胶质、沥青质、渣质氮、硫和氧化合物。其特点是比重大，残碳高、粘度大，镏程沸点和分子量大。
随着计算机科学技术的飞速发展，计算机的技术在工业控制中的应用越来越广泛。DCS控制技术在石油化工的应用越来越普遍，前郭炼油厂的重油催化装置油浆过滤器控制方案的实施过程就是计算机技术一个典型的应用。前郭炼油厂重油催化裂化装置油浆过滤器就是一个把含有多种杂质的油浆进行过滤的过程，使油浆能够得到充分的利用。过滤后的油浆即可以作为锅炉的燃料，又是制造沥青的原料。没有过滤的油浆含有催化剂和硫化物等杂质，作为锅炉的燃料对环境造成一定污染，作为沥青原料价格又低,并且用户不愿使用。
重油催化裂化装置由上述和物料平衡表1中可看出，不管为环保考虑，还是经济利益,油浆过滤装置投用成了必然。
[img]2006681512569586.gif[/img]
二 设计部分
1.油浆过滤器工艺流程（如图2）
分馏塔T201底外甩油浆作为此装置的进料。通过过滤容器R2102/1 即A（或R2102/2即B过滤器）进行对油浆过滤。过滤后的油浆进入R2104缓冲罐，通过泵油浆产品送到油浆产品罐。
油浆过滤达到预先设定的运行次数后，要对油浆过滤器进行反冲洗，通过对R2106和R2106进行充压，然后对油浆过滤器进行反冲洗，以保持过滤器具有较好过滤效果。反冲洗后的油浆渣质和催化剂再次通过R2103容器进入油浆回炼系统进入反应和再生系统。
1．1油浆过滤工艺控制流程（如图2）
分馏塔T201底外甩油浆经过FV213C调节阀，由FRC213C（PID）控制器来控制油浆流量作为油浆过滤装置的进料，关闭UV04A（或UV04B），UV03A（或UV03B）；并打开UV02A（或UV02B），而后打开UV01A（或UV01B），油浆进入过滤器A（或B）进行过滤。油浆过滤完成后进入R2104油浆缓冲罐通过液位LIC03和流量FRC213B串级控制和泵的运行使油浆产品进入油浆产品罐。R2104油浆缓冲罐压力控制由PIC03控制使R2104容器的压力稳定。
如果R2102/1过滤器A的料位开关的接点信号闭合，则过滤器过滤效果不会好。此时运行反冲洗控制程序。关闭UV01A（或UV01B），UV02A（或UV02B）；并打开UV04A（或UV04B），而后打开UV05约5秒后，再脉动开/关UV03A（或UV03B），对 R2102/1进行反冲洗。冲洗过程直到PdI01A接点信号断开为止。
反冲洗后的油浆渣质进入R2103油浆残渣缓冲罐，油浆残渣（含催化剂）通过FIC01流量控制和泵进入提升管反应器进入下一循环的反应过程和催化剂再生。R2103液位控制由LIC02完成，压力控制由PIC02来完成。
1．2 油浆过滤装置控制要求
a. 上位控制系统采用Honeywell Tdc3000x DCS控制系统来实施控制方案，减少硬件投资。
b. 通过组态DCS完成常规控制方案，单回路控制，串级控制等
c. 由于此为技措项目，DCS系统改造时的硬件点容量有限，算法即内部软件点数量有限。而控制程序部分功能没有使用，并且此装置控制方案常规控制也不能实现，只能通过顺序控制程序来实现控制过程。
d. 首先，能够实现快开阀的状态监测，进行故障报警。提示操作人员操作，及时维护。
e. 控制程序能够实现自动/手动/半自动操作方式操作此套装置运行。
f. 能够实现UV03A（或UV03B）阀快开快关，实现反冲洗的效果。
g. 流程图上能够实现触屏操作，完成控制操作。
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jhlu3 发表于 2009/8/6 22:08:39
3 顺序控制程序2楼 回复本楼3．3．1 程序框图编制
根据装置特点、工艺控制流程和控制方案的要求编制程序框图，组态APM的PM点FBWS_CNT, FBWS_COM, FBWS_VST, FBWS_VCS, FBWS_VCM, FBWS_V03对应的程序源文件为FBWS_CNT.CL, FBWS_COM.CL, FBWS_VST.CL, FBWS_VCS.CL, FBWS_VCM.CL, FBWS_V03.CL。如下表10
[img]20066815101175445.gif[/img]3．3．1．1周期过滤反冲洗控制程序框图
根据此装置的工艺流程和控制要求完成此控制程序框图的编制如下. 顺序控制程序框图的编制是采用模块化设计, 便于程序的调试和查错及修改处理(如附件1)
1) 初始化处理程序框图:
此处过滤和冲洗程序初始化框图的编制, 对快开阀的程序控制进行设置.
2) 过滤器A过滤分支处理程序框图:
根据操作过滤选择开关选择运行过滤器A的过滤,控制快开阀开/关分支处理程序.
3) 过滤器B过滤分支处理程序框图:
根据操作过滤选择开关选择运行过滤器B的过滤,控制快开阀开/关分支处理程序.
4) 过滤器A反冲洗分支处理程序框图:
同时运行过滤器A进行反冲洗,控制快开阀开/关分支处理程序.
5) 过滤器B反冲洗分支处理程序框图:
同时运行过滤器B进行反冲洗,控制快开阀开/关分支处理程序.
6) 正常停机和故障停机分支处理程序框图:
同时对快开阀故障状态和操作员任意时间停操作进行监控, 如有故障和停操作指令发出则运行停运处理分支程序, 同时运行反冲洗分支处理程序.3.3.2 操作画面制作
操作画面如图2 , 实现功能如下:
1) 实现人机接口作用, 指导操作人员操作.
2) 通过流程画面的编制和组态实现触屏操作.
3) 能够及时监控现场设备的运行状态.
4) 可实现静态\动态调试
5) 可实现动态操作和监控功能.
3.3.3周期性循环过滤和反冲洗控制程序
根据控制程序框图和DCS的组态点编制周期性过滤和反冲洗控制程序. 编制程序主要通过DC(DIGITAL COMPOSITE POINT)对现场快开阀进行控制, 实现工艺流程的控制需要; 并且控制程序操作模式由控制程序通过DC点状态转换实现无扰动切换.
实现程序控制的步骤:
1) 建立一个程序模块点
2) 根据程序框图用编辑软件写程序源代码
3) 编辑源代码
4) 编译源代码,生成目标代码
5) 如编译过程中有错误, 修改程序
6) 如无错误把目标代码下载到APM中3.3.3.1 DC软点的输入,输出和内部控制参数(如图3)
[img]20066815103780021.gif[/img]3.3.3.2周期性循环过滤和反冲洗控制程序
程序原代码文件为FBWS_VCM.CL, 请参看附件2的过滤/反冲洗顺序控制程序
根据此装置的工艺流程和控制要求完成此控制程序框图的编制如下. 顺序控制程序框图的编制是采用模块化设计, 便于程序的调试和查错及修改处理
1) 初始化处理程序:
此处过滤和冲洗程序初始化根据框图的进行编写, 对快开阀由程序控制进行设置等.
2) 过滤器A过滤分支处理程序:
根据操作过滤选择开关选择运行过滤器A的过滤,控制快开阀开/关顺序编写分支处理程序.
3) 过滤器B过滤分支处理程序:
根据操作过滤选择开关选择运行过滤器B的过滤,控制快开阀开/关顺序编写分支处理程序.
4) 过滤器A反冲洗分支处理程序:
同时运行过滤器A进行反冲洗,控制快开阀开/关顺序编写分支处理程序.
5) 过滤器B反冲洗分支处理程序:
同时运行过滤器B进行反冲洗,控制快开阀开/关顺序编写分支处理程序.
6) 正常停机和故障停机分支处理程序:
编写同时对快开阀故障状态和操作员任意时间停操作进行监控程序, 如有故障和停操作指令发出则运行停运处理分支程序编写, 同时编写反冲洗分支处理程序.
4. 调试和投运
1) 模拟量输入输出和控制器组态正确性进行调试,并对PID参数进行整定达到投运的条件.
2) 数字量输入输出和数字量复合控制器组态的正确性进行调试, 达到投运的条件.
3) 计时器点, 标志位点和数值量等组态的正确性的调试, 定达到投运的条件.
4) 编写的程序代码进行编译,进行语法和逻辑错误进行检查和修改,到达静态离线调试条件.
5) PM点和程序相关联进行静态调试,满足工艺过程的要求.
6) 流程图画面和阀位状态画面进行调试,满足操作和监控的使用要求.
7) 使用流程图画面进行静态和动态调试,达到工艺过程的控制要求.
8) 进行装置的试运行和对程序进行考核,考核合格后进行正式投运.三 结束语
1. 控制方式优点
此项目是技措项目,硬件点和软件点受到限制, 此项目的实施受到一定的限制.在此项目的实施采用
了顺控程序, 对于模拟量和数字量灵活多变控制是在工业控制中计算机技术普及应用的典例.
1) 节约了投资,控制功能强大
2) 灵活多变的控制方式
3) 人机界面友好
4) 调试方便,操作简单,易维护
5) 程序可调用DCS中任何可控变量,控制随意性强
2. 控制方式缺点
由于控制实施是采用程序控制, 程序和算法处理时间较长.对于要求的快开快关UV03A/B阀(要求3S)
采用了逻辑控制的状态传递,减少由于程序处理时间的对阀位状态的判断延时.
3. 投用效果和经济效益
1) 投运效果:
操作员不能及时完成的操作,由顺控程序自动完成装置操作和运行. 满足化工装置的长周期安全稳定运行的要求.
2) 经济效益:
如果控制DCS的硬件和软件的投资和催化剂(约10000元以上/吨)回收的经济效益不进入成本效益
计算, 装置设备和仪表投资约为70万(人民币),大约经济效益如表11,约8个月收回投资.
引用 jhlu3 2009/8/6 22:08:39 发表于2楼的内容
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