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汽油加氫反應器進料的不合理超馳控制

閱讀:6發(fā)布時間:2026-9-1

對汽油加氫裝置的操作數(shù)據(jù)進行分析時,發(fā)現(xiàn)反應器進料操作工需要頻繁調整。這說明原來的控制方案不符合實際的操作習慣。

原設計的控制方案如下圖所示。FIC是反應器進料,一般要盡量保持穩(wěn)定。緩沖罐的進料受到裝置負荷,進料組成的影響具有不確定。為了實現(xiàn)這個工藝要求,同時防止緩沖罐低液位導致泵汽蝕,在流量控制的基礎上增加了低液位的LIC控制(設定值15%),然后LIC的輸出和FIC的輸出經(jīng)取小去調節(jié)反應器進料調節(jié)閥。


汽油加氫反應器進料控制方案+

實際上緩沖罐的容積有限,上游不可控,在進料變化后,只能使用反應器進料維持緩沖罐液位。當設置為超馳控制時,如果液位低于LIC的設定值,F(xiàn)IC控制會失效。如果液位太高,只能增加反應器進料以降低液位,如果反應器進料達到了反應器允許的高限,液位還是繼續(xù)上漲,則需要降低裝置負荷,別無他法。


低液位保護的反應器進料超馳控制方案,根本沒有考慮物料平衡問題。這種不充分的控制策略,讓操作工只能手動調整反應器進料FIC的設定值以平衡液位。超馳控制是安全約束不是控制!這個控制方案違反了一條控制方案設計的原則:操縱變量要從一而終。到底是物料平衡控制還是反應器進料穩(wěn)定呢?本質上在現(xiàn)有范圍內只能首先首先實現(xiàn)物料平衡??赡艿慕鉀Q方案有哪些呢?本來討論的時候只想到了控制,其實還有從簡單到復雜的其他方法,包括:


1、不改變現(xiàn)有控制方案,但是修改控制思路。將FIC設置為反應器進料的高流量保護,讓LIC進行正常的液位控制,并合理設置LIC的PID參數(shù)。如果緩沖罐液位沒有報警也需要增加報警,特別是高液位報警。


2、串級控制代替超馳控制。用LIC串級控制FIC,并合理設置LIC和FIC的PID參數(shù),再設置合理的反應器進料的高低限。如果緩沖罐液位沒有報警也需要增加報警,需要高液位和低液位報警。


3、控制。將緩沖罐液位作為被控變量,將反應器進料FIC作為操縱變量。緩沖罐液位使用范圍控制,發(fā)揮緩沖罐的緩沖作用,減少反應器進料的波動。同時規(guī)定反應器進料的高低限進一步保證反應器的安全。


種方法不需要修改任何組態(tài),可以直接投用。如果PID參數(shù)合適應該也是可行的方法。但是只有進料流量的高限保護。第二種方法需要進行DCS組態(tài)下裝,略有難度,可以實現(xiàn)進料流量的高低限保護。第三種方法需要控制軟件,費用略高,但是不需要改變現(xiàn)有的控制策略,而且能發(fā)揮緩沖罐的緩沖作用。


不管是哪種方法,通過各種方法減少負荷調整的干擾,穩(wěn)定進料組成,克服前面精餾系統(tǒng)的波動都是非常必要的。


上圖所示的控制方案到了實際場景中還是發(fā)現(xiàn)有新的認識,所以同樣一個方案要反復琢磨。最開始認為這是個設備安全的超馳控制,后來認識到超馳控制不能保證物料平衡的局限性,現(xiàn)在則知道了有三種解決方法。


第三種解決方法也能用更復雜的控制方案實現(xiàn)。如果認為死區(qū)PID能實現(xiàn)液位的區(qū)間控制就想簡單了。


如果現(xiàn)場有條件可以做個試驗,只會讓液位振蕩。死區(qū)PID和控制略有不同,簡單說進入范圍不控制會因為物料不平衡持續(xù)振蕩,控制的范圍控制有模型預測能提前動作。實踐出真知。純比例液位控制有余差也是一個實踐出真知的例子。如果反應器進料工藝上只能固定不變不允許調整,進料緩沖罐的物料平衡又應該如何實現(xiàn)呢?

作者:馮少輝博士


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