化工仿真模拟过程系统操作程序.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,过程系统操作关键点,四熟悉,1.,熟悉工艺流程,2.,熟悉操作设备,3.,熟悉控制系统,4.,熟悉开车规程,两分清,1.,分清调整变量和被调变量,2.,分清是直接关系还是间接关系,化工仿真模拟过程系统操作程序,第1页,过程系统操作关键点,分清强次序性和非次序性操作步骤,1.,强次序性操作步骤是指操作步骤之间有较强次序关系，操作前后次序不能随意更改。,(考虑到生产安全；因为工艺过程本身规律，不按操作次序就开不了车。)离心泵和往复压缩机不按低负荷起动规程开车，步骤分得不到。而往复压缩机不先开润滑油系统就冲转，或加热炉中无流动物料就点火升温，必定造成轴瓦超温和炉管过热事故。脱丁烷塔回流罐液位很低时就开全回流，必定会抽闲，这是工艺过程本身规律,2.,非次序性操作步骤是指操作步骤之间没有次序关系，操作前后次序能够随意更改。,间歇反应前期备料工作，先备哪一个都能够。往复压缩机冲转前各项准备工作大多是非次序性,化工仿真模拟过程系统操作程序,第2页,过程系统操作关键点,阀门应该开大还是关小,阀门开和关与当前所处工况以及工艺过程结构直接相关，其原理同调整器。调整器展现正偏差，此时若输出信号减小，称为正作用。调整器展现正偏差，此时若输出信号增大，称为反作用。,把握粗调和细调分寸,粗调是指大幅度开或关阀门，细调是指小幅度开或关阀门。,当工艺过程轻易产生波动，或对压力和热负荷大幅度改变会造成损伤或不良后果场所，粗调方式必须慎用，而小量调整是安全方法。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第3页,过程系统操作关键点,操作时切忌大起大落,大型化工装置不论是流量、物位、压力、温度或组成改变，都展现较大惯性和滞后特征。初学者或经验不足操作人员经常出现操作失误就是工况大起大落。经典操作行为是当被调变量偏离期望值较大时，大幅度调整阀门。因为系统大惯性和大滞后，大幅度调整一时看不出效果，因而继续大幅度开阀或关阀。一旦被调变量超出期望值，又急于扳回，走入反向极端。这种重复大起大落形成了被调变量在高、低两个极端位置重复振荡，极难将系统稳定在期望工况上。,正确方法是：,每进行一次阀门操作，应适当等候一段时间，观察系统是否到达新动态平衡。权衡被调变量与期望值差距再作新操作。越靠近期望值，越应作小量操作。,在调整器处于自动状态下重复改变给定值，造成调整器只要有偏差就有输出，所以难于稳定下来，适得其反。这是因为调整器,PID,作用也是有惯性，需要一个过渡过程。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第4页,过程系统操作关键点,首先了解变量上下限,先考查调整器和指示仪表上下限。这是变量最大显示范围。在仪表上下限以内，变量报警还深入划分为高限（）和高高限（）、低限（）和低低限（）。其含义是给出两个危险界限，若超第一个界限先警告一次提醒注意，若超第二个界限则必须马上加以处理。,还应了解各变量在正常工况时允许波动上下范围。这个范围比报警限要小。不一样装置不一样变量这个范围要求可能有较大区分。比如，除计量之外普通对液位波动范围要求不高。然而有些变量改变对产品质量非常敏感，则限制很严格。比如，脱丁烷塔灵敏板温度改变零点几度对全塔工况都有显著影响。,各调整阀阀位与变量上下限亲密相关。通常在正常工况时，阀位设计在50%-60%左右，使其上下调整有余地，且避开阀门开度在10以下和90以上非线性区。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第5页,过程系统操作关键点,首先进行开车前准备工作，再行开车,开车前准备工作繁琐、细致，哪些工作顾及不到都会对开车和开车后运行组成隐患，所以是开车前主要步骤。,开车前准备工作普通有以下几方面。,.,管道和设备探伤及试压,.,拆盲板,.,管道和设备吹扫,.,惰性气体置换,.,仪表校验、调零,.,公用工程投用,.,气、液排放和干燥,化工仿真模拟过程系统操作程序,第6页,过程系统操作关键点,蒸汽管线先排凝后运行,蒸汽管线在停车后管内水蒸气几乎都冷凝为水。所以再开车向设备送蒸汽前必须先排凝。假如不排凝，这些冷凝水在管线中被蒸汽推进而连续加速，甚至会到达很高速度，冲击弯头和设备，影响设备寿命。,高点排气，低点排液,依据气体往高处走，液体往低处流原理，化工设备和管路几乎都在高点设置排气阀，在低点设置排液阀。通常开车时要高点排气，停车时要低点排液。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第7页,过程系统操作关键点,跟着流程走,开车训练时，最忌讳学习方法是跟着说明书步骤走，不动脑，照猫画虎。训练完成后还是不知所以然。对于复杂化工装置，不熟悉流程，不搞清物料流走向及来龙去脉，开车各个步骤都可能误入非正常工况。开车规程只是一个特定开车方法，无法对各种复杂工况都进行导向。所以没有专门训练过教员指导，新学员自行开车往往不能成功。熟悉流程一个快捷方法是“跟着流程走”。,关联类操作,复杂工艺过程往往仅靠一个操作点无法实施操作控制，而需要两个或两个以上操作点相互配合才能稳定工况。这种操作称为关联类操作。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第8页,过程系统操作关键点,先低负荷开车达正常工况，然后迟缓提升负荷,先低负荷开车达正常工况，然后迟缓提升负荷。不论对于动设备或者静设备，不论对于单个设备或者整个流程，这都是一条开车基本安全规则。如电力驱动设备，突发性加载会产生强大瞬间冲击电流，轻易烧坏电机。容器或设备承压过程是一个渐进过程，应力不均衡，就会造成局部损伤。设备对温度改变热胀冷缩系数不一致，局部受热或受冷过猛，也会因为热胀冷缩不一致而损坏设备。,除以上原因外，对于过程系统而言，尤其是新装置或大检修后，操作员对装置特征尚不摸底，先低负荷开车，达正常工况后能够全方面考验系统综合指标，万一发生问题，低负荷状态轻易停车，不会造成重大损失。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第9页,过程系统操作关键点,注意非直线特征关系,所谓直线特征关系是指自变量和因变量函数关系是一次（直线）关系。然而在实际过程中变量之间关系经常是非直线特征，在操作上不能以直线特征方式调整。,比如，间歇反应邻硝基氯化苯和二硫化碳高位计量槽（通大气）下料过程，即使下料阀开度不变，下料流量会随料位高度下降而减小。加热炉烟气挡板与烟气含氧量关系是非直线特征。挡板在小开度和大开度时，即使操作增量相同，对含氧量影响却不相同。惯用截止阀门，阀门开度和流量关系也是非直线特征。又如在物系出现相变时，系统变量之间关系会出现突变，属于非线性改变。流量和压差展现平方根关系。,pH,值在中性点附近改变十分灵敏。组成在物系中改变往往是非线性。造成变量之间呈非直线特征关系更普遍、更主要原因是过程系统中多原因综合作用相互影响。所以，操作时在不一样状态和工况下，阀位动作经常不是按固定直线特征改变。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第10页,过程系统操作关键点,过热保护,凡是接收辐射热设备开车期间都有过热保护问题。过热保护主要方法是使接收辐射热设备和管路内部必须有流动物料，方便随时将热量带走，不然会因过热而影响设备和管路使用寿命，甚至损坏。,比如:加热炉点火前炉管中必须有流动物料。65,t/h,锅炉点火时，再循环阀,V17,必须打开，使省煤器中水循环流动，目标在于保护省煤器。过热器疏水阀,HV-30,用于蒸汽并网前保护过热段炉管。在大型合成氨一段转化炉对流段，有废热锅炉上水预热器,E1205、,蒸汽过热器,E1203A/B、,第一工艺空气预热器,E1204、,第二工艺空气预热器,E1202,及物料预热器,E1201。,在该炉点火升温时，都必须引入流动水、蒸汽和氮气进行过热保护。,依据一样道理，设备和管道局部过冷也要预防。比如脱丁烷塔进料前先用,C,4,升压，用以预防进料闪蒸引发局部过冷。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第11页,过程系统操作关键点,建立推进力概念,差异就是推进力，差异越大推进力越强。压力差是管道中流体流动推进力。温差是热量传递推进力。密度差实质上是压力之差，也是流动推进力。,建立物料量概念,物料处于液态和气态，其质量和体积有较大差异。通常相同体积同种物料，液态质量比气态大得多。同理，相同质量同种物料气态所占体积比液态大得多。液体是不可压缩，气体是可压缩而且随温度改变，所以，高压下气体比低压下同种物料气体质量大。,为了便于比较气体物料流量，惯用标准状态体积流量为单位。假如工艺过程压力很高，则实际体积流量要小。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第12页,过程系统操作关键点,了解物料性质,化工过程物料种类繁多，性质各异。了解物料性质，对于深入了解操作规程、安全运行化工装置和事故处理都有主要意义。比如，65,t/h,锅炉装置内带有潜热、处于高压水，一旦减压就会快速汽化，体积扩大约10倍。其爆炸威力不亚于,TNT,炸药。间歇反应中二硫化碳含有流动性好、轻易挥发、轻易燃烧等特点，其密度比水大且不溶于水，所以存贮时用冷水作水封既能预防挥发又能起冷却作用。二硫化碳引发超压爆炸事故主要原因是，此种物料随温度上升其饱和蒸汽压快速上升。,以动态观点了解过程运行,在过程系统内物质处于永恒物理或化学改变之中。工艺运行稳态工况并不是静止概念，而是系统处于动态平衡时状态。仿真软件为了使学员了解变量准确值以及物料平衡及能量平衡数据，没有引入随机扰动影响。当系统进入稳定工况时，各参数看不出改变，此时千万不能误认为是静止状态。为了预防这种误解，数据每秒钟都特意让其闪动，以说明系统一直处于动态改变之中,。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第13页,过程系统操作关键点,利用自动控制系统开车,采取,PID,调整器对过程系统进行自动控制，当系统受到扰动时，只要,PID,参数整定合理，其控制质量总比手动好，而且能连续不停地控制。所以，当手动将某一变量调到设计值后，假如有自动调整系统，最好马上投自动。尤其在低负荷到达正常工况后需要提升负荷时，,系统越复杂，流程越长，控制点越多，想使全系统平稳且较快地跟踪负荷提升越困难。这种操作难点在于，负荷每作一次小幅提升，全系统各操作点都要调整一遍,，操作员必须照料到方方面面，顾及不到、跟踪不及时都会出现波动。这种情况利用自动控制系统自动跟踪最能表达自动控制系统强大作用。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第14页,过程系统操作关键点,控制系统有问题马上改为手动,控制系统有问题马上切换为手动是一条操作经验。但需要说明控制系统故障不一定出现在调整器本身，也可能出现在检测仪表或执行机构或信号线路方面。切换为手动包含直接到现场手动调整调整阀或旁路阀。,热态停车,热态停车是指停车时不把系统停至开车前状态（称为冷态）。此状态下系统中可能大部分设备仍处于开车状态或低负荷状态。这是一些事故状态下合理处理方法。也就是说许多事故状态并不一定要将全系统都停下来，能够局部停车，将事故排除后能尽快恢复正常。,热态停车标准是：,处理事故所消耗能量及原料最少，对产品影响最小，恢复正常生产时间最短。在满足事故处理前提下，局部停车部位越少越好,。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第15页,过程系统操作关键点,找准事故源从根本上处理问题,这是处理事故基本标准。假如不找出事故根源，只采取一些权宜方法处理，可能只处理一时之困，到头来问题依然存在。或者付出了更多能耗以及产品质量下降等代价。当然对于复杂流程找准事故源经常不是一件轻易事情，需要有丰富经验、冷静分析、及时且果断办法，在允许范围内甚至要作较多比对试验。,依据物料流数据判断操作故障,从物料流数据能够判断出系统是否处于动态物料平衡状态，假如不平衡问题出于何处，在同一流动管路中可能有哪些阀门未开或开度不够，是否忘记关小分流阀门造成流量偏小，管路是否出现堵塞，是否有泄漏以及泄漏可能发生部位，装置当前处于何种运行负荷，装置当前运行是否稳定，不一样物料之间配比是否合格等。所以，操作过程中应随时关注物料流数据改变，方便及时发觉问题及时排除故障。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第16页,过程系统操作关键点,投联锁系统应慎重,联锁保护控制系统是在事故状态下自动进行热态停车自动化装置。,开车过程工况处于非正常状态，而联锁动作触发条件是确保系统处于正常工况逻辑关系，所以只有当系统处于联锁保护条件之内并保持稳定后才能投联锁，不然联锁系统会频繁误动作，甚至无法实施开车。,开车前操作员必须从原理上搞清楚联锁系统功效、作用、动作机理和联锁条件，才能正确投用联锁系统。,化工仿真模拟过程系统操作程序,第17页,