炼油厂常压塔温度控制系统的设计过程控制系统与装置课程设计(论文)..
炼油厂自动化控制系统的研究与应用
炼油厂自动化控制系统的研究与应用随着科技的不断进步和现代化的快速发展，炼油厂自动化控制系统越来越受到人们的关注和重视。
自动化控制技术能够提高炼油生产效率，降低能源消耗，保证生产质量与安全性。
本文将从自动化控制系统的概念和发展历史、控制方式和结构、控制方法和技术、应用前景和挑战等角度进行分析和阐述，以期为读者提供一定的参考与启示。
一、概念和发展历史自动化控制系统是指利用先进的计算机技术、传感器技术、控制算法等，将系统的各种物理量转化为数字信号，进行实时控制、监测和优化，以达到系统高效、智能、精密和可靠的控制和管理。
它是生产自动化的重要组成部分，广泛应用于各种工业领域，包括石油化工、制药、冶金、航空航天、能源等。
自动化控制系统的发展历史可以追溯到19世纪。
当时，人们利用机械设备和水力、风力等自然能源，进行工业生产和输送。
工业机械的发明和普及，使得人们能够将机械、电气、电子等领域的技术结合起来，逐渐实现了自动化控制的初步应用。
20世纪以来，随着计算机技术和通讯技术的革新和不断进步，自动化控制逐渐发展成为一门系统性的科学。
现代化的炼油厂自动化控制系统已经具备了高速数据采集、实时监测、故障诊断、智能控制、数据处理和管理等功能。
二、控制方式和结构自动化控制系统的控制方式可以分为开环控制和闭环控制。
开环控制是指控制对象与控制器之间没有反馈环路，只通过设定控制器输出信号的数值，来控制被控对象的状态。
开环控制的优点在于简单易用、响应速度快，但是它无法感知和补偿被控对象的误差，容易出现明显的控制偏差和不稳定性。
闭环控制是指通过反馈环路将被控对象的状态信息返回控制器，通过计算误差信号和设定目标值，来实现自动化调节和控制。
闭环控制的优点在于能够根据实际需求和环境条件，自动适应和调整系统的运行状态，使得控制精度和稳定性更加高效和可靠。
炼油厂自动化控制系统的结构可以分为三个层次：感知层、控制层和管理层。
感知层是系统的数据采集和传输层，包括传感器、信号放大器、AD转换器等设备，负责对炼厂中液位、压力、温度、流量等各种物理量进行实时监测和数据采集，输出数字信号。
常压塔温度控制系统
⑷ 注意工艺操作的合理性、经济性。
简单控制系统由四个基本环节做成，被控对象、测量变送装置、控制器、 执行器四个部分的传递函数分别为Go(S),Gm(S),Gc(S),Gv(S)。简单控制 系统是最基本的控制系统。约占工业控制系统的80%以上。只有在简单 控制系统不能满足生产更高要求的情况下，才用复杂控制系统。 单回路控制系统是最基本的控制系统，由于其结构简单，投资少，易于 调整，操作维护比较方便，又能满足此系统的控制要求。所以本套系统 可采用简单的单回路控制。系统的流程图如下：
在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克 服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有 “粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控 制品质得到进一步提高。当以塔顶采出液为主要产品时，往往 以精馏段的温度为衡量质量的间接指标，这时可选精馏段某点 温度作为被控参数（间接反应塔顶采出液的纯度），以回流量 QL作为被控变量做成单回路控制系统，亦可以组成串级控制系 统。
（2）当干扰首先进入精馏段时，例如进料产生的干扰首先引起精 馏段和塔顶参数的变化，故用精馏段温度控制比较及时，动态响应 比较迅速。
（3）串级控制系统的流量回路岁回流罐液位与压力、精馏塔内压 力等于干扰对回流量的影响有较强的抑制，可实现被控参数的高精 度控制。
一线温度控制系统设计
对于炼油厂常压塔温度控制系统中一线温度的检测，可以用简单 控制系统实现，生产过程是按质量指标进行控制，按理应该以直接 反应产品质量的变量作为被控参数，但有时由于缺乏检测直接反应 产品质量参数的有效手段，无所岁产品质量作为直接检测；所以对 炼油厂精馏塔出口产品的检测就转化为对一线温度的检测，蒸馏塔 的一线出口温度是被控参数，从而间接检测产品质量。温度变送器 TT将采集到的出口温度的信号送入温度控制器TC,控制器通过控制调 节阀的开度，进而调节了进入精馏塔的冷凝水的量，从而控制了温 度，使之保持在被控参数上。
过程控制系统课程设计(锅炉汽包温度控制系统论文)
第
2.1
水塔温度串级控制系统选择水塔温度为主被控对象，副被控对象为上水流量。当水塔温度变化的时候，通过控制上水流量改变水塔温度，并最终使其恒定。
主被控对象：水塔温度
= （2—1）
副被控对象：上水流量
= （2—2）
2.2
主控对象检测元件选择为温度传感器AD590。
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：
为了达到测量高精度的要求,选用温度传感器AD590,AD590具有较高精度和重复性，超低温漂移高精度运算放大器0P07将温度一电压信号进行放大,便于A/D进行转换,以提高温度采集电路的可靠性。采样检测电路如图2.1示。
图2.1采样检测电路
2.2.3 A/D转换电路
A/D转换电路采用ADC0809转换器。将采集来的模拟信号转换成数字信号输出转换完成的信号EOC经反相器接单片机的P3.2口，A/D转换电路如图2.2所示。
洛阳理工学院
过程控制系统课程设计
题目：水塔温度控制系统
2.5参数整定………………………………………………………………………9
第3章水塔温度控制系统软件设计10
3.1程序设计11
第
1.
本次设计采用串级控制系统对ห้องสมุดไป่ตู้塔温度进行控制。
过程控制系统由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成，通过各种类型的仪表完成对过程变量的检测、变送和控制，并经执行装置作用于生产过程。
2.3.1 CPU选择
单片机接受A/D转换电路输入的数字信号，并将输入的信号进行处理和运算，以控制控制电流或者控制电压的形式输出给被控制的电路，完成控电磁阀的任务。本设计的单片机选用Atmel公司的AT89C51单片机，采用双列直插封装（DIP），有40个引脚与MCS—51系列单片机的指令和引脚设置兼容。
常压塔温度控制系统讲解
串级温度控制系统是常见的精馏段温度控制方案，如下图：
精馏段温度控制系统
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回 路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成； 主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、 副过程和主过程构成。串级控制系统采用两套检测变送器 和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的 设定，后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称 为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参 数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它 所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳 定主变量而引入的辅助变量。
一线温度控制系统
一线温度控制系统框图
系统的框图如下：
精馏段控制的系统框 图
图中Gc1(S)为主控制器；Gc2(S)为副控制器；Gv(S)为控制器； Go2(S)为回流量QL；Go1(S)精馏塔的塔板温度。
精馏段温度控制系统有如下特点
（1）用精馏段的温度作为间接质量指标，能较迅速、直接的反映 提馏段产品质量。在以塔顶采出物为主要产品，对塔顶产品成分的 纯度要求高于对塔低产品成分的要求时，往往采用精馏段温度控制 系统方案。 （2）当干扰首先进入精馏段时，例如进料产生的干扰首先引起精 馏段和塔顶参数的变化，故用精馏段温度控制比较及时，动态响应 比较迅速。 （3）串级控制系统的流量回路岁回流罐液位与压力、精馏塔内压 力等于干扰对回流量的影响有较强的抑制，可实现被控参数的高精 度控制。
常压塔温度控制系统设计
• 被控参数的选择:塔顶馏出物(或塔底残液)的浓度应选作被控参数，
因为它最直接地反映了产品的质量。目前对成分的测量尚有一定困难， 于是一般采用塔顶(或塔底)温度代替浓度作为被控参数。
• 温度变送器和调节器的选择:目前在工业领域被广泛采用的是
《过程控制仪表课程设计-精馏塔提馏段温度控制系统》
University of South China过程控制仪表课程设计设计题目：精馏塔提馏段温度控制系统姓名：班级：自动化073班学号：20074460333指导教师：2 0 1 0年12 月31日1、系统简介精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。
精馏塔的控制直接影响到工厂的产品的质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制长期以来一直受到人们的高度重视。
精馏塔是一个多输入多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制要求又大多较高。
这些都给自动控制带来一定的困难。
同时各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究。
精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使总收益最大。
在这个情况为了更好实现精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。
按提馏段指标的控制方案：当塔釜液为主要产品时，常常按提馏段指标控制。
如果是液相进料，也常采用这类方案。
这是因为在液位相进料时，进料量的变化，首先影响到塔底产品浓度，塔顶或精馏段塔板上的温度不能很好地反映浓度的变化，所以采用提馏段控制温度比较及时。
另外如果对釜底出料的成分要求高于塔顶出料，塔顶或精馏段板上温度不能很好反映组分变化和实际操作回流比大于几倍最小回流比时，可采用提馏段控制。
提馏段温度是衡量质量指标的间接指标，而以改变再沸器加热量作为控手段的方案，就是提馏段温控。
2、设计方案及仪表选型2.1控制方案的确定图2-1是精馏塔底部示意图，在再沸器中，用蒸汽加热塔釜液产生蒸汽，然后在塔釜中与下降物料进行传热传质。
为了保证生产过程顺利进行，需要把提馏段温度θ。
保持恒定。
为此在蒸汽管路上装上一个调节阀，用它来控制加热蒸汽流量。
从调节阀的做到温度θ发生变化，需要相继通过很多热容积。
实践证明，加热蒸汽压力的波动对θ的影响很大。
此外，还有来自液相加料方面的各种干扰，包括它的流量、温度和组分等，它们通过提馏段的传质过程，以及再沸器中传热条件（塔釜温度、再沸器液面等），最后也影响到温度θ。
过程控制课程设计燃油加热炉温度控制系统
精心整理《过程控制》课程设计题目: 燃油加热炉温度控制系统班级：学号：姓名：1.，具体设计要求如下:（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等，选择控制规律）；画出控制系统SAMA图；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表（DDZ-Ⅲ），绘制原理接线图；（4）对设计系统进行仿真设计，首先按对象特性法求出整定参数，然后按4:1衰减曲线法整定运行参数。
（5）★用MCGS进行组态设计。
二、被控对数学模型建模及对象特性分析2.1对象数学模型的计算及仿真验证根据矩形脉冲响应数据，得到阶跃响应数据，并进行相应的归一化处理，得：plot(t,ys); %画出单位阶跃响应曲线hold on;grid on;figure;plot(t,ym); %画出归一化阶跃响应输出曲线grid on;脉冲响应及阶跃响应输出曲线归一化输出曲线从图中取y*(t1)=0.4,y*(t2)=0.8，得： t1=382s,t2=882s因为t1/t2=0.433<0.46,所以选用2阶传函。
又因为：1212122(1.740.55)()TT t T T t ≈-+，12121()2.16T T t t +≈+。
求得T1=166s ，T2=419s 得到对象传递函数为：对象仿真图如下：2.2对象特性分析为二阶自衡对象，没有纯延迟环节。
自衡率ρ==K11.88，响应速度ε=TK=0.0021， 三、控制系统设计3.1 基本控制方案从设计的简约性和实用性考虑，首先考虑单回路的控制方法，由于对象的容量较大，而炉内温度的测量较难，所以单回路的控制方法难以得到较好的效果，所以经过仔细比较，最终决定采用虽然复杂一些，但是控制效果更好的串级控制方法。
为了更好的反应串级方式相对于单回路的优点，小组决定用两种控制方法都试验一下，用事实说话。
（1） 首先采用单回路控制方法，考虑到系统的速度和稳定性的要求，选用PID 控制规律。
换热器温度控制系统的设计过程控制系统与装置课程设计(论文)--大学毕业设计论文
过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水（工业废水）和蒸汽对进行加热，工艺要求出口温度为140±2℃。
当用热水加热不能满足出口温要求时，则在同时使用蒸气加热，试设计换热器温度控制系统。
1.技术要求:测量范围：0-180℃控制温度：140±2℃最大偏差：5℃；2.说明书要求:确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及序流程图；编写设计说明书。
指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年月日目录第1章换热器温度控制系统设计概述 .......................................................................第2章换热器温度控制系统设计方案论证 .................................................................第3章系统内容设计.....................................................................................................3.1 温度传感器的选择 ...............................................3.2 流量变送器的选择 ...............................................3.3 调节器的选择 ...................................................3.4 执行器的选择 ...................................................3.5 变送器的选择 ...................................................3.6 调节阀的选择 ...................................................第4章系统性能分析. (X)4.1参数整定........................................................4.2.控制算法的确定 (X)第5章课程设计总结 (XX)参考文献 (XX)第1章换热器温度控制系统设计概述换热器的应用广泛，比如中央空调系统，机械润滑油冷却系统，制药消毒系统，饮料行业消毒系统，船用冷却，化工行业特殊介质冷却系统日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。
原油蒸馏装置常压塔控制系统
原油蒸馏装置常压塔控制系统设计摘要DCS在我国炼油厂应用已有15年历史，有20多家炼油企业安装使用了不同型号的DCS，对常减压装置、催化裂化装置、催化重整装置、加氢精制、油品调合等实施过程控制和生产管理。
其中有十几套DCS用于原油蒸馏，多数是用于常减压装置的单回路控制和前馈、串级、选择、比值等复杂回路控制。
有几家炼油厂开发并实施了先进控制策略。
下面介绍DCS用原油蒸馏生产过程的主要控制回路和先进控制软件的开发和应用情况。
辽河原油属于低硫中间基原油，含环烷酸多根据原油的性质、特点和市场的需求主要生产重整汽油、航空煤油、轻柴油、重柴油、混合蜡油、渣油等。
装置由原油电脱盐、常减压蒸馏、渣油减粘裂化、航煤精制部分组成。
根据加工含环烷酸原油的特点，结合加工含环烷酸原油的经验，优化了设备选型及选材，采用了目前最先进技术既初馏塔、常压塔塔盘为ADV高效塔盘。
减压塔采用规整填料，处理物料能力大，汽、液接触均匀，传质效果较好。
以实现装置长周期运行。
高温部位设备和管线全部采用不锈钢材质，以达到防腐的目的。
初顶、常顶用空冷代替水冷，节约了用水量，也减少了三废处理量。
常压塔设顶循环回流和二个中段回流，以使塔内汽、液相负荷分布均匀，提高塔的处理能力，减小塔顶冷凝器的负荷。
为了降低减压塔内真空高度，提高沸点，减压塔采用二级抽真空器。
即蒸汽喷射泵和水环抽真空泵。
在采用新工艺新设备的同时优化了工艺流程，为了节能常压系统采用4台空冷器，为增加处理量常压炉四路进料四路出。
为使相当数量的中间馏分得到合理利用，因为它们是很多的二次加工原料，又能从中生产国民经济所需的各种润滑油、蜡、沥青的原料。
因此本设计采用三段汽化蒸馏，即预汽化—常压蒸馏—减压蒸馏。
关键词：原油；常减压蒸馏塔；控制系统。
Crude oil distillation unitatmospheric tower control system designAbstractDCS in our refinery application for 15 years history, has more than 20 refining enterprise installed the different types of DCS, often relief devices, catalytic cracking, catalytic reforming device, hydrotreating, oil products to attune, the implementation of process control and production management. There are more than ten sets of DCS for crude oil distillation, majority is used for often of pressure-relief device single loop control and feedforward, cascade, selection, such complex loop control. The ratio Several refineries in the development and implementation of the advanced control strategy. Here with crude oil distillation process of DCS the main control circuit and advanced control software development and application situation.Liaohe oil belong to low sulphur crude oil, including among the naphthenic acid more according to the nature of the crude oil, characteristics and the demand of the market main production reforming gasoline, kerosene, diesel oil, heavy diesel, light mixed wax, directness, etc. Device by oil electricity desalination, often vacuum distillation, reduce glue residue cracking, and HangMei refined parts. According to processing including the naphthenic acid crude oil, combined with the naphthenic acid crude oil processing experience, optimize the selection of equipment and material, and adopted the most advanced technology, atmospheric distillation tower early both tata dish for ADV efficient tray. The reduced pressure tower neat padding materials handled, ability, air, liquid contact even, mass transfer effect is good. In order to realize the long period operation device. High temperature parts equipment and piping all adopt the stainless steel material, in order to achieve anticorrosive purpose. First, often be of top air cooling water, saving water instead of, also reduced the capacity of "three wastes". Atmospheric tower set top cycle and two middle backflow backflow, in order to make the tower in steam, liquid loading distribution uniformity, improve the processing power, reduce the tower top condenser load. In order to reduce the reduced pressure the tower in height, improve the boiling point vacuum, vacuum pumping, the reduced pressure tower is secondary. Namely steam injection pump and water ring smoke vacuum pump.In the new process of new equipment and optimize the process, in order to energy savingatmospheric system USES four units of air tanks to increase capacity, atmospheric pressure furnace four ways of incoming four the road.To make a number of the middle of the fractions get reasonable use, because they are a lot of secondary processing raw material, and national economy from production all kinds of wax, lubricating oil, asphalt material. So this design USES the three sections of vaporization, namely the vaporization distillation-atmospheric distillation-vacuum distillation.Keywords: crude oil; often vacuum distillation tower; Control system.目录摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅲ)第一章绪论 (1)第二章工艺流程设计 (3)2.1原料油性质及产品性质 (3)2.1.1原料油性质、来源 (3)2.1.2产品性质 (3)2.2工艺流程 (3)2.2.1原油换热系统 (4)2.2.2常压系统 (4)2.2.3减压系统 (4)第三章常减压装置主要控制回路 (6)3.1加压炉 (6)3.2常压塔、减压塔中段回流热负荷控制 (7)3.3提交加热炉效率的控制 (7)3.3.1炉膛压力控制 (7)3.3.2烟道气氧含量控制 (7)3.4加热炉出口温度控制 (7)3.5常压塔解耦控制 (8)第四章原油蒸馏先进控制 (8)4.1 DCS的控制结构层 (8)4.2原油蒸馏的先进控制策略 (9)4.2.1常压塔多变量控制 (9)4.2.2 LQG自校正控制 (9)4.2.3中段回流计算 (10)4.2.4自动提降量模型 (11)第五章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案 (12)5.1过程控制系统方案设计的基本要求 (12)5.2常压塔温度控制系统的总体设计 (13)第六章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容 (14)6.1精馏塔控制系统的组成与结构 (14)6.2主要内容与设计步骤 (15)6.2.1 被控参数的选择 (16)6.2.2温度变送器的选择 (17)6.2.3温度调节器的选择 (18)6.2.4执行器的选择 (19)6.3一线温度控制系统设计 (20)6.4一线温度控制的主要内容与仪器选择 (21)第七章 DCS编程 (22)第八章结论 (36)第九章参考文献 (37)第十章谢辞 (38)第一章绪论石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。
毕业设计---年处理为300万吨原油常压塔设计
诚信声明本人声明：。
申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书设计题目：300万吨/年大庆原油常压塔设计函授站：专业：班级：学生姓名：指导教师：1．设计的主要任务及内容（1）根据原料油性质及产品方案确定产品收率，作出物料平衡；（2）决定气提方式，并确定气提蒸汽用量；（3）选择塔板型式，并确定各塔段的塔板数；（4）画出精馏塔的草图；（5）确定塔内各部位的压力及加热炉出口压力；（6）作全塔热平衡，算出全塔回流热，决定回流方式及中段回流数量和位置，合理分配回流热；（7）核算各侧线及塔顶温度；（8）作出全塔气、液相负荷分布图，并将上述工艺计算结果填在草图上；（9）塔板水利学核算；（10）加热炉的工艺计算（11）绘制塔的设备图和常减压蒸馏工艺流程图。
2．主要参考文献［1］葛维寰等.化工过程设计与经济.上海：上海科学技术出版社，1989［2］Mccabe W L,Smith J C,Unit Operations of ChemicalEngineering, 6thed.New York: McGraw Hill Inc, 2003［3］徐培泽.常减压蒸馏装置能耗现状与改进措施.金陵科技,2003,10(2):9～15 ［4］张尤贵等.强化蒸馏技术应用.常减压蒸馏,2000,24,(5):6～8［5］Distillation breakthrough reduces tower height.Hydrocarbon Processing, 2002, 81(10):29［6］张尤贵等.强化蒸馏技术应用.常减压蒸馏,2000,24,(5):6～8［7］朱有庭，曲文海，于浦文.化工设备设计手册.下卷.北京：化学工业出版社，2005 ［8］陈声宗.化工设计.北京：化学工业出版社，2006［9］侯芙生等.炼油工程师手册.北京：石油化工出版社,1995［10］J.H.Gary, G.E.Handwerk.Petroleum Refining-Technology and Economics,3rded.Marcel Dekker Inc,1994［11］倪进方.化工设计.上海：华东理工大学出版社，1994［12］路秀林，王者相等.塔设备.北京：化学工业出版社，2004［13］谭天恩，窦梅，周明华等.化工原理.下册.北京：化学工业出版社，2006 ［14］陈新志，工热力学.北京：化学工业出版社，2005［15］戴咏川主编.石油化学.辽宁：辽宁石油化工大学，2003［16］陈钟秀主编.化工热力学.第二版.北京：化学工业出版社，2004［17］天津大学化工原理教研室编.化工原理.下册.天津：天津科学技术出版社，1989 ［18］石油化工科学研究院研究发展部编.炼油工艺计算图表集.下册.北京：石油化工科学研究院，1982［19］林世雄主编.石油炼制工程.第三版.北京：石油工业出版社，2005［20］石油化学工业部石油化工规划设计院组织编写.管式加热炉工艺计算.北京：石油化学工业出版社，1976［21］抚顺石油学院穆文俊主编.管式加热炉.华中理工大学出版社，1990摘要本次设计主要是设计原油处理量能力为300万吨/年的常压塔，其次为塔板的设计和常压加热炉的设计部分设计。
炼油常减压装置中减压塔技术优化范文（二篇）
炼油常减压装置中减压塔技术优化范文随着石油需求的不断增长，炼油工业成为当今社会中不可或缺的重要组成部分。
在炼油过程中，减压装置起到了至关重要的作用。
减压塔是减压装置的核心设备，它通过降低原料的压力，使其在一定温度下蒸发，从而分离出各种组分。
然而，在长期的运行使用中，减压塔常常会面临一些技术问题，例如塔底温度过高、能耗过大、产品质量不稳定等。
因此，对减压塔技术进行优化是炼油工业迫切需要解决的问题。
减压塔技术优化可以从以下几个方面进行考虑：优化塔内结构设计、优化工艺参数控制和改进运行管理。
一、优化塔内结构设计1. 提高塔的内部换热效率减压塔内部的传热效率对于整个装置的能耗和产品品质具有直接的影响。
通过优化塔内的换热器布置和结构设计，可以提高换热效率，减少能耗。
例如，可以采用多级换热器，并采用合理的流体通道设计，提高流体之间的换热效率。
2. 优化塔床结构塔床是减压塔内部的重要组成部分，对于分离效果和产品质量具有重要影响。
通过合理设计塔床结构，可以提高分离效果，减少产品的杂质含量。
例如，可以采用高效的填料材料，增加分离表面积，并设计合理的塔床厚度和间距，以提高分离效果。
3. 优化塔内液相分布减压塔内的液相分布对于塔内工作效果和产品质量有着直接的影响。
通过优化液相分布器结构和位置，可以使液相更加均匀地分布在塔床上，提高分离效果。
例如，可以采用多级液相分布器，并通过数值模拟等方法，优化其结构和位置，使液相更加均匀地分布在塔床上。
二、优化工艺参数控制1. 控制塔底温度减压塔底温度是影响产品质量和能耗的重要参数。
通过合理控制减压塔底温度，可以提高产品质量，减少能耗。
例如，可以通过调节塔顶压力、塔顶冷凝器的冷却效果等方法，控制塔底温度在适宜的范围内。
2. 控制回流比回流比是影响减压塔内工艺效果的重要参数。
通过合理控制回流比，可以提高产品的分离效果，减少产品的杂质含量。
例如，可以通过调节回流比、引入中间塔段回流等方法，控制回流比在适宜的范围内。
炼油厂仪表和控制系统工程设计
设备管理与维修2019翼9（上）炼油厂仪表和控制系统工程设计晋万超（中谷石化集团有限公司，广东珠海519050）摘要：结合实际情况，分析当前炼油厂仪表和控制系统工程设计现状以及在发展过程中存在的问题，实施工程设计改进方案，并取得良好的经济效益和社会效益。
关键词：炼油厂；控制系统；设计方案中图分类号：TP273文献标识码：BDOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.09.570引言在多种因素的综合作用下，无论是刚创办的炼油厂还是扩大规模的炼油厂，都利用分阶段以及分梯次的生产方式。
这种模式使炼油厂的设备不集中，厂房里的仪器设备不能按照生产实践、所属类别以及来源分类，给生产带来了麻烦，也增加了员工的工作量。
杂乱的厂房使工作人员在管理的过程中无从下手，不仅降低工作效率，工作人员的积极性也大幅度降低。
1项目技术目标1.1控制系统在新型炼油厂的作用新型炼油厂发展的基础以及动力来源于控制系统，若能在厂房里使用先进的控制系统，企业的效率也会相应提高。
主要优点：淤提高石油质量，提高生产效率，更快以及更高质量完成生产；于先进的控制系统在工作过程中产生的废物少，资源利用率高，能起到保护环境的作用；盂提高企业生产效率，增加生产总值，在同行中获得更高的地位，吸引更多的人才。
1.2控制系统设计目标炼油厂控制系统并不是一个大的整体，而是根据炼油厂的不同需求进行分层处理，满足生产的需求。
控制系统设计过程中应遵循的目标：淤新型控制系统的关键在于新，因此应用更加新颖的理念进行设计；于控制系统在设计过程中并不是漫无目的，而是对症下药，应根据公司的实际情况以及管理模式进行设计；盂新型控制系统的设计还要参考之前的设计方法，从经验中分析不足，取长补短，进行适当的创新与改造。
2主要分项及工作2.1全厂控制系统的集成2.1.1设计方案为保证资源的共享性、安全性和节省成本，保证企业利益最基材料小。
3结论（1）随着压力或温度的增加，纸基材料的摩擦性能有所提升，摩擦系数下降，并在此过程中需要经过一段时间达到稳定状态。
炼油厂常压塔温度控制系统的设计过程控制系统与装置课程设计(论文)
过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：炼油厂常压塔温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器目录第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案 (1)1.1 概述 (1)1.2过程控制系统方案设计的基本要求 (1)1.3常压塔温度控制系统的总体设计 (2)第2章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容 (3)2.1精馏塔控制系统的组成与结构 (3)2.2主要内容与设计步骤 (5)2.2.1 被控参数的选择 (5)2.2.2温度变送器的选择 (6)2.2.3温度调节器的选择 (6)2.2.4执行器的选择 (7)2.3一线温度控制系统设计 (7)2.3.1一线温度控制的主要内容与仪器选择 (9)第3章课程设计总结 (11)参考文献 (12)第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案1.1 概述过程控制的对象复杂多样，控制方案和系统结构种类较多。
除了简单控制系统以外，还有复杂的控制系统，即串级控制系统、前馈控制系统、大滞后过程控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、阀位控制系统、选择性控制系统、接耦控制系统，还有计算机控制系统。
1.2过程控制系统方案设计的基本要求1.技术要求：测量范围：0-100℃常压塔控制温度：70±0.5℃，最大偏差：1℃一线控制温度：60±0.5℃，最大偏差：1.3℃2.说明书要求：确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；生产过程对过程控制系统的要求是多种多样的，可简要归纳为安全性、稳定性和经济性三个方面。
安全性是指在整个生产过程中，过程控制系统能够确保人员与设备的安全（并兼顾环境卫生、生态平衡等社会安全性要求），是对过程控制系统最重要、最基本的要求。
通常采用参数越限报警、事故报警、联锁保护等措施加以保证。
稳定性是过程控制系统保证生产过程正常工作的必要条件。
毕业设计(论文)原油蒸馏装置常压塔控制系统设计
原油蒸馏装置常压塔控制系统设计摘要DCS在我国炼油厂应用已有15年历史，有20多家炼油企业安装使用了不同型号的DCS，对常减压装置、催化裂化装置、催化重整装置、加氢精制、油品调合等实施过程控制和生产管理。
其中有十几套DCS用于原油蒸馏，多数是用于常减压装置的单回路控制和前馈、串级、选择、比值等复杂回路控制。
有几家炼油厂开发并实施了先进控制策略。
下面介绍DCS用原油蒸馏生产过程的主要控制回路和先进控制软件的开发和应用情况。
辽河原油属于低硫中间基原油，含环烷酸多根据原油的性质、特点和市场的需求主要生产重整汽油、航空煤油、轻柴油、重柴油、混合蜡油、渣油等。
装置由原油电脱盐、常减压蒸馏、渣油减粘裂化、航煤精制部分组成。
根据加工含环烷酸原油的特点，结合加工含环烷酸原油的经验，优化了设备选型及选材，采用了目前最先进技术既初馏塔、常压塔塔盘为ADV高效塔盘。
减压塔采用规整填料，处理物料能力大，汽、液接触均匀，传质效果较好。
以实现装置长周期运行。
高温部位设备和管线全部采用不锈钢材质，以达到防腐的目的。
初顶、常顶用空冷代替水冷，节约了用水量，也减少了三废处理量。
常压塔设顶循环回流和二个中段回流，以使塔内汽、液相负荷分布均匀，提高塔的处理能力，减小塔顶冷凝器的负荷。
为了降低减压塔内真空高度，提高沸点，减压塔采用二级抽真空器。
即蒸汽喷射泵和水环抽真空泵。
在采用新工艺新设备的同时优化了工艺流程，为了节能常压系统采用4台空冷器，为增加处理量常压炉四路进料四路出。
为使相当数量的中间馏分得到合理利用，因为它们是很多的二次加工原料，又能从中生产国民经济所需的各种润滑油、蜡、沥青的原料。
因此本设计采用三段汽化蒸馏，即预汽化—常压蒸馏—减压蒸馏。
关键词：原油；常减压蒸馏塔；控制系统。
Crude oil distillation unitatmospheric tower control system designAbstractDCS in our refinery application for 15 years history, has more than 20 refining enterprise installed the different types of DCS, often relief devices, catalytic cracking, catalytic reforming device, hydrotreating, oil products to attune, the implementation of process control and production management. There are more than ten sets of DCS for crude oil distillation, majority is used for often of pressure-relief device single loop control and feedforward, cascade, selection, such complex loop control. The ratio Several refineries in the development and implementation of the advanced control strategy. Here with crude oil distillation process of DCS the main control circuit and advanced control software development and application situation.Liaohe oil belong to low sulphur crude oil, including among the naphthenic acid more according to the nature of the crude oil, characteristics and the demand of the market main production reforming gasoline, kerosene, diesel oil, heavy diesel, light mixed wax, directness, etc. Device by oil electricity desalination, often vacuum distillation, reduce glue residue cracking, and HangMei refined parts. According to processing including the naphthenic acid crude oil, combined with the naphthenic acid crude oil processing experience, optimize the selection of equipment and material, and adopted the most advanced technology, atmospheric distillation tower early both tata dish for ADV efficient tray. The reduced pressure tower neat padding materials handled, ability, air, liquid contact even, mass transfer effect is good. In order to realize the long period operation device. High temperature parts equipment and piping all adopt the stainless steel material, in order to achieve anticorrosive purpose. First, often be of top air cooling water, saving water instead of, also reduced the capacity of "three wastes". Atmospheric tower set top cycle and two middle backflow backflow, in order to make the tower in steam, liquid loading distribution uniformity, improve the processing power, reduce the tower top condenser load. In order to reduce the reduced pressure the tower in height, improve the boiling point vacuum, vacuum pumping, the reduced pressure tower is secondary. Namely steam injection pump and water ring smoke vacuum pump.In the new process of new equipment and optimize the process, in order to energy savingatmospheric system USES four units of air tanks to increase capacity, atmospheric pressure furnace four ways of incoming four the road.To make a number of the middle of the fractions get reasonable use, because they are a lot of secondary processing raw material, and national economy from production all kinds of wax, lubricating oil, asphalt material. So this design USES the three sections of vaporization, namely the vaporization distillation-atmospheric distillation-vacuum distillation.Keywords: crude oil; often vacuum distillation tower; Control system.目录摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅲ)第一章绪论 (1)第二章工艺流程设计 (3)2.1原料油性质及产品性质 (3)2.1.1原料油性质、来源 (3)2.1.2产品性质 (3)2.2工艺流程 (3)2.2.1原油换热系统 (4)2.2.2常压系统 (4)2.2.3减压系统 (4)第三章常减压装置主要控制回路 (6)3.1加压炉 (6)3.2常压塔、减压塔中段回流热负荷控制 (7)3.3提交加热炉效率的控制 (7)3.3.1炉膛压力控制 (7)3.3.2烟道气氧含量控制 (7)3.4加热炉出口温度控制 (7)3.5常压塔解耦控制 (8)第四章原油蒸馏先进控制 (8)4.1 DCS的控制结构层 (8)4.2原油蒸馏的先进控制策略 (9)4.2.1常压塔多变量控制 (9)4.2.2 LQG自校正控制 (9)4.2.3中段回流计算 (10)4.2.4自动提降量模型 (11)第五章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案 (12)5.1过程控制系统方案设计的基本要求 (12)5.2常压塔温度控制系统的总体设计 (13)第六章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容 (14)6.1精馏塔控制系统的组成与结构 (14)6.2主要内容与设计步骤 (15)6.2.1 被控参数的选择 (16)6.2.2温度变送器的选择 (17)6.2.3温度调节器的选择 (18)6.2.4执行器的选择 (19)6.3一线温度控制系统设计 (20)6.4一线温度控制的主要内容与仪器选择 (21)第七章 DCS编程 (22)第八章结论 (36)第九章参考文献 (37)第十章谢辞 (38)第一章绪论石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。
毕业设计(论文)-沈北原油常压塔的设计
目录1 前言 (1)1.1石油是极其复杂的混合物 (1)1.2常压蒸馏塔 (1)2设计说明书 (4)2.1原油评价与加工方案的确定 (4)2.1.1沈北原油的一般性质分析： (4)2.1.2加工方案的确定 (5)2.2常压塔的设计 (6)2.2.1操作压力 (6)2.2.2操作温度 (7)2.2.3汽提蒸馏用量 (7)2.2.4回流方式 (7)3初馏塔设计部分 (8)3.1设计数据及换算 (8)3.2工艺计算 (10)4常压塔设计部分 (15)4.1基本数据处理 (15)4.2产品收料及物料平衡 (21)4.3汽提水蒸气用量 (22)4.4塔板形式和塔板数 (22)4.5塔顶及侧线温度假设与各回流热分配 (23)4.6侧线及塔顶温度核算 (24)4.7全塔汽、液相负荷 (30)参考文献 (45)致谢 (46)1 前言1.1 石油是极其复杂的混合物石油炼厂中的第一个生产装置都是蒸馏装置，人们通过蒸馏装置将石油分割成我们所需要的各种馏分。
所谓原油的一次加工是指就原油蒸馏而言，借助于蒸馏，我们可以将原油分割成各种半成品馏分油，也可以将原油分割成一些二次重整加工的原料。
在一些二次加工的装置中，蒸馏过程也是不可缺少的组成部分。
蒸馏过程是炼油厂中一种最基本的，也是最重要的一种工艺。
蒸馏过程和设备设计是否合理，操作是否良好，对炼厂生产影响甚大。
因此，必须彻底了解蒸馏工艺的本质规律，掌握其影响因素和设计方法，对炼油工艺的专业人员来说是相当重要的。
1.2 常压蒸馏塔原油的常压蒸馏就是原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔，它具有以下工艺特点：（1）常压塔是一个复合塔原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品馏分。
按照一般的多元精馏办法，需要有n-1个精馏塔才能把原料分割成n个馏分。
而原油常压精馏塔却是在塔的侧部开若于侧线以得到如上所述的多个产品馏分，就像n个塔叠在一起一样，故称为复合塔。
石化厂加热炉的温度控制系统设计2
X P 3 1 3
X P 3 1 4
X P 3 1 4
X P 3 1 6
X P 3 2 2
X P 3 6 2
X P 3 6 3
X P 0 0 0
X P 0 0 0
X P 0 0 0
X P 0 0 0
X P 0 0 0
X P 0 0 0
X P 0 0 0
X P 0 0 0
X P 0 0 0
冗余
冗余
冗余
泵开关操作 泵开关操作 泵开关操作 泵开关操作 泵开关操作
25
26 27
KO304
KO305 KO306
DO
DO DO
NC
NC NC
卡件配置: 信号类型 AI
电流信号 4-20mA 热点偶
点数 4 7 1 4 6 5
使用的卡件 数量 XP313 XP314 XP316 XP322 XP363 XP362 1 2 1 1 1 1
• 旋涡交错分离,在柱体两侧及柱体后面的尾流中产生脉动 的压力,设在柱体内部(或后面)的检测探头受到这种微小的 脉动压力的作用,• 埋设在探头内的压电晶体元件受到交 使 变应力而产生交变电荷信号。该信号经放大器上的电荷变 换、放大，滤波限幅和触发整形处理后，输出频率与旋涡 分离频率相同的方波电压脉冲信号。该信号再送到就地显 示仪，传感器输出的每一个脉冲将代表一定体积的被测流 体。一段时间内的输出总脉冲数,将代表这段时间内流过 传感器的流体总体积。 • 传感器输出的电压脉冲信号送到连于一体的就地显示仪。 就地显示仪采用最新微功耗CPU，测量涡街传感器输出的 频率信号，根据设定的密度，涡街流量系数进行流量运算， 现场液晶显示瞬时流量和累计流量。
一体式涡街流量计的基本原理是卡门涡街 原理,• “涡街旋涡分离频率与流速成正 即 比”。变送器流通本体直径与仪表的公称 口径基本相同。如图一所示,• 通本体内插 流 入有一个近似为等腰三角形的柱体,柱体的 轴线与被测介质流动方向垂直,底面迎向流 体。 当被测介质流过柱体时,在柱体两侧交替产 生旋涡,旋涡不断产生和分离,• 柱体下游 在 便形成了交错排列的两列旋涡即“涡街”。 理论分析和实验已证明,旋涡分离的频率与 柱侧介质流速成正比。
燃油炉温度控制系统设计过程控制课程设计
目录一、设计任务及要求二、被控对象数学模型建模及对象特性分析1.1对象数学模型的计算及仿真验证 (3)1.2对.象特性分析 (5)三、控制系统设计3.1 基本控制方案 (6)3.2 控制仪表选型 (7)3.3 参数整定计算 (7)3.4 控制系统MATLAB仿真 (8)3.5 仿真结果分析 (10)3.6★控制系统组态四、设计总结一、设计任务及要求对一个燃油炉装置进行如下实验，在温度控制稳定到600℃时，在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加大约%30，即在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加h /T 5.1q =∆，持续min 1=∆t 后结束，等间隔min 1=∆t 记录炉内温度变化数据如下表，试根据实验数据设计一个超调量具体设计要求如下:（1） 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的模型；（2） 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等，选择控制规律）；画出控制系统SAMA 图；（3） 根据设计方案选择相应的控制仪表（DDZ -Ⅲ），绘制原理接线图； （4） 对设计系统进行仿真设计，首先按对象特性法求出整定参数，然后按4:1衰减曲线法整定运行参数。
（5） ★用MCGS 进行组态设计。
二、 被控对象数学模型建模及对象特性分析1、对象数学模型的计算及仿真验证根据题目表格数据计算出阶跃响应输出值程序为： Dt=1t=0:Dt:21; ts=0:0.001:21;a=[0 7.2 10.35 8.4 7.05 5.85 4.95 4.05 3.3 2.7 2.25 1.95 1.65 1.35 1.05 0.75 0.45 0.36 0.20 0.10 0.04 0.00]%给定脉冲响应数据 y(1)=0 for i=2:1:22y(i)=y(i-1)+a(i); %计算阶跃响应数据 endplot(t,y,'r'); hold on plot(t,a); hold on计算出阶跃响应输出值见下表：由计算可得：稳态值y （∞）=64.0000；作出脉冲响应曲线和阶跃响应曲线如图1所示：使用matlab 编辑.m 文件，通过给定的矩形脉冲响应求对象的阶跃响应并用插值方法画出曲线如下图：051015202510203040506070将阶跃函数曲线归一化，得到单位阶跃响应程序为： yw=max(y) yg(1)=0for i=1:1:22yg(i)=y(i)/yw; endys=interp1(t,yg,ts ,'spline');%线性插值 plot(ts,ys); grid;归一化阶跃响应曲线如下图：05101520250.20.40.60.811.21.4从图中取ys （1t ）=0.4，ys （2t ）=0.8 则1t =2.954 min ，2t =8.016 min 。
炼油厂常减压装置空气预热器设计及部件优化毕业设计说明书
毕业设计说明书(论文)作者：学号：系部：机械工程学院专业：过程装备与控制工程题目：炼油厂常减压装置空气预热器设计及部件优化指导者：评阅者：2013 年5 月南京毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目录前言 (1)第一章热管概述 (2)1.1 热管及其应用 (2)1.2热管的工作原理 (3)1.3热管的基本特性 (3)第二章热管换热器 (5)2.1热管换热器的基本特性 (5)2.2热管换热器的分类 (5)2.3热管换热器与其他换热器比较 (8)2.4热管气-气换热器设计中应注意的问题 (8)2.5 换热器应用前景及研究进展 (9)2.5.1我国换热器市场分布 (9)2.5.2我国换热器市场规模 (11)2.5.3 国际市场换热器发展情况 (11)第三章热管换热器设计方案 (13)3.1 选择换热器类型 (13)3.2 热管的设计 (13)3.3 热管换热器的设计计算方法 (14)3.4热管换热器设计准备 (14)3.4.1 换热管的排列形式 (15)3.4.2 设计步骤 (15)3.4.3 原始数据 (15)3.4.4 符号说明 (16)第四章热管换热器工艺计算 (19)4.1 传热量 (19)4.2 对数平均温差 (19)4.3 迎风面积及其迎风面管排数 (20)4.4 总传热系数 (21)4.5 加热段总传热面积 (23)4.6 热管根数 (23)4.8 通过热管换热器的压力降 (23)第五章热管设计 (25)5.1 热管工作温度的选择 (25)5.2 热管工质的选择 (26)5.3 热管材料的选择 (27)5.4 热管的封头设计计算 (27)5.5 热管长度的确定 (27)5.6 热管传热极限的影响 (28)第六章设备的结构设计 (29)6.1 材料的选择 (29)6.2 箱体的设计温度、压力选择 (29)6.2.1 箱体厚度的确定 (29)6.3 开孔补强 (29)6.4 管板的设计计算 (29)6.4.1 管板的厚度计算 (29)6.4.2 管板管孔直径的确定 (31)6.4.3 管板与热管的连接 (32)6.4.4 管板与管子的连接 (32)6.5 热管换热器设计模型图 (33)6.6 箱体结构设计 (33)6.6.1 工字钢的选择 (33)6.6.2 进出口设计 (33)6.6.3 上封头结构设计 (34)6.6.4 检查口和维修口设计 (34)6.6.5 箱体结构 (35)第七章换热器防腐设计 (36)7.1组件结构及原理 (36)7.2表面防腐措施 (37)第八章结论 (38)8.1设计上的改进 (38)8.2 制造上的改进 (38)参考文献 (39)致谢 (41)前言换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器，换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
常压塔控制方案设计
第1章常压塔工程实例1.1 工艺生产过程简介常减压装置是用来加工原油第一种装置，是依照原油沸点不同，用蒸馏办法从原油中分离出各种石油组份，即汽油、煤油、柴油及各种组份润滑油料和二次加工原料。
在石油炼制过程中，常、减压塔是具备多侧线产品塔。
常减压装置普通涉及三个某些，即初馏某些、常压某些和减压某些。
常压塔是一种复合塔，非原则精馏塔，只有精馏段，没有提馏段。
普通只能是塔顶出产品或塔底出产品，不能两者兼得。
而常压塔把原油切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油，塔底没有再沸器，而通入水蒸汽，没有提馏段。
这样侧线产品中必然有相称数量轻组分。
解决办法是增长汽提塔。
过热水蒸汽420℃。
常压塔负荷往往决定了炼油厂生产能力，因此负荷是很大。
另一方面，它是一种多馏份切割塔，因此产品纯度没有普通精馏塔规定高，各侧线产品纯度容许在一定馏份范畴内变化，这是多馏份蒸馏塔特点。
常减压工艺流程可以简化为：依照原油中各组份沸点（挥发度）不同，将混合物切割成不同沸点“馏份”。
即是运用加热炉将原油进行加热，生成汽、液两相，在常压塔中，使汽、液两相充分热互换和质量互换，在提供塔顶回流条件下对原油进行精馏，从塔顶分馏出沸点较低产品，汽油。
从塔底分出沸点较高产品，重油，塔中间抽出，得到侧线产品，即煤油、柴油、蜡油等。
常压蒸馏后剩余重油组份分子量较大，在高温下易分解（500 ℃左右），为了将常压重油中各种沸点润滑油组份分离出来，采用在减压塔（真空蒸馏办法）塔顶使用蒸汽喷射泵、间冷器抽真空办法，使加热后常压重油在负压条件下进行分馏，从而使高沸点组份在相应温度下依次馏出做为润滑油料。
这是由于石油沸点与压力关系是：压力低，油品沸点就越低。
此外，还采用水蒸汽汽提法来提高拔出率和质量。
初馏塔塔顶可以出初馏点～130℃馏份作为重整原料。
也可不作为产品，作为常压塔侧线回流打入常压塔。
初馏塔底馏份用泵送入常压加热炉，被加热至规定温度，再进入塔内。
由于该塔热量并不是由塔底再沸器供应，而是由加热炉供应，因此，原料入塔前温度被预热得很高。
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过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：炼油厂常压塔温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器目录第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案 (1)1.1 概述 (1)1.2过程控制系统方案设计的基本要求 (1)1.3常压塔温度控制系统的总体设计 (2)第2章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容 (3)2.1精馏塔控制系统的组成与结构 (3)2.2主要内容与设计步骤 (5)2.2.1 被控参数的选择 (5)2.2.2温度变送器的选择 (6)2.2.3温度调节器的选择 (6)2.2.4执行器的选择 (7)2.3一线温度控制系统设计 (7)2.3.1一线温度控制的主要内容与仪器选择 (9)第3章课程设计总结 (11)参考文献 (12)第1章炼油厂常压塔温度控制系统设计的方案1.1 概述过程控制的对象复杂多样，控制方案和系统结构种类较多。
除了简单控制系统以外，还有复杂的控制系统，即串级控制系统、前馈控制系统、大滞后过程控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、阀位控制系统、选择性控制系统、接耦控制系统，还有计算机控制系统。
1.2过程控制系统方案设计的基本要求1.技术要求：测量范围：0-100℃常压塔控制温度：70±0.5℃，最大偏差：1℃一线控制温度：60±0.5℃，最大偏差：1.3℃2.说明书要求：确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；生产过程对过程控制系统的要求是多种多样的，可简要归纳为安全性、稳定性和经济性三个方面。
安全性是指在整个生产过程中，过程控制系统能够确保人员与设备的安全（并兼顾环境卫生、生态平衡等社会安全性要求），是对过程控制系统最重要、最基本的要求。
通常采用参数越限报警、事故报警、联锁保护等措施加以保证。
稳定性是过程控制系统保证生产过程正常工作的必要条件。
稳定性是指在存在一定扰动的情况下，过程控制系统将工艺参数控制在规定的范围内，维持设备和系统长期稳定运行，使生产过程平稳、持续地进行，同时要求系统具有良好的动态响应特性。
经济性是指过程控制系统在提高产品质量、产量的同时，节省原材料，降低能源消耗，提高经济效益与社会效益。
采用有效的控制手段对生产过程进行优化控制是满足工业生产对经济性要求不断提高的重要途径。
1.3常压塔温度控制系统的总体设计我做的课程设计题目是炼油厂常压塔温度控制系统的设计，常压蒸馏预处理后的原油经加热后送入常压蒸馏装置的初馏塔,蒸馏出大部分轻汽油。
初馏塔底原油经加热至360～370°C，进入常压蒸馏塔（塔板数36～48），该塔的塔顶产物为汽油馏分（又称石脑油），与初馏塔顶的轻汽油一起可作为催化重整原料，或作为石油化工原料，或作为汽油调合组分。
常压塔侧线出料进入汽提塔，用水蒸气或再沸器加热,蒸发出轻组分，以控制轻组分含量。
一线为即航空煤油，二线为轻柴油馏分，三线为重柴油，塔底产物即常压渣油(即重油)。
在石化工业中，许多原料中间产品或粗成品往往是右若干成分组成的混合物，需要经过精馏过程进行分离。
精馏是利用混合液中不同组分挥发温度的差异将各组分分离的过程。
精馏塔是精馏过程的关键设备，是过程控制的重要控制对象。
总体流程图如下：图1.1炼油厂常压塔总体流程图第2章炼油厂常压塔温度控制系统设计内容2.1精馏塔控制系统的组成与结构炼油厂常压塔是一种精馏塔，进入常压塔的油品经过精馏被分离成塔顶汽油，塔底重油，一线航空没有，二线轻柴油，三线重柴油，等三个侧线产品。
工艺要求塔顶出口温度应保持在70±0.5℃，一线温度应保持在60±0.5℃。
图2.1所示的串级温度控制系统是常见的精馏段温度控制方案。
分析可以看到：在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。
副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。
图2.1精馏段温度控制系统当以塔顶采出液为主要产品时，往往以精馏段的温度为衡量质量的间接指标，这时可选精馏段某点温度作为被控参数（间接反应塔顶采出液的纯度），以回流量QL作为被控变量做成单回路控制系统，亦可以组成串级控制系统。
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。
副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。
前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。
系统的框图如下：图2.2精馏段控制的系统框图图中Gc1(S)为主控制器；Gc2(S)为副控制器；Gv(S)为控制器；Go2(S)为回流量QL；Go1(S)精馏塔的塔板温度。
精馏段温度控制系统有如下特点：（1）用精馏段的温度作为间接质量指标，能较迅速、直接的反映提馏段产品质量。
在以塔顶采出物为主要产品，对塔顶产品成分的纯度要求高于对塔低产品成分的要求时，往往采用精馏段温度控制系统方案。
（2）当干扰首先进入精馏段时，例如进料产生的干扰首先引起精馏段和塔顶参数的变化，故用精馏段温度控制比较及时，动态响应比较迅速。
（3）串级控制系统的流量回路岁回流罐液位与压力、精馏塔内压力等于干扰对回流量的影响有较强的抑制，可实现被控参数的高精度控制。
为了抑制其他的干扰对被控参数的影响，除了主系统外，还设有五个辅助控制系统。
其中进料量、塔压、塔低采出量与塔顶流出液的控制方案与提馏段温控时相同；再沸器加热量应足够大，且维持一定，可以使精馏塔在最大负荷时，仍能保证塔低产品的质量指标稳定在一定范围内。
2.2主要内容与设计步骤2.2.1 被控参数的选择在本课设中，精馏塔是利用混合物各组分挥发度不同，将混合物分离成较纯组分产品或中间产品的设备。
精馏过程要求产品达到规定的纯度，并希望在额定生产负荷下，尽可能地节省能源。
这样，塔顶馏出物(或塔底残液)的浓度应选作被控参数，因为它最直接地反映了产品的质量。
但是，目前对成分的测量尚有一定困难，于是一般采用塔顶(或塔底)温度代替浓度作为被控参数。
当选取间接参数作为被控参数时，间接参数必须与直接参数有单值函数关系；间接参数要有足够的灵敏度；同时还应考虑到工艺的合理性等。
当选择直接参数有困难时(如缺少获取质量信息的仪表)，可以选择间接参数作为被控参数。
其主回路是以精馏段的塔板温度为被控参数，以回流量QL 作为控制变量，QL 同时也是串级控制系统的副参数。
通过正确选择控制参数，构成一个控制性能良好的过程控制系统，可有效地克服扰动的影响。
根据过程特性选择控制参数的一般原则是：⑴ 选择过程控制通道的放大系数要适当大一些；时间常数要适当小一些；纯时延愈小愈好，在有纯时延0τ的情况下，0τ与0T 之比应小一些(小于1)，若其比值过大，则不利于控制。
⑵ 选择过程扰动通道的放大系数应尽可能小；时间常数要大；扰动引入系统的位置要远离控制过程(即靠近调节阀)；容量时延愈大，则有利于控制。
⑶ 广义过程(包括调节阀和测量变送器)由几个一阶环节组成，在选择控制参数时，应尽量设法把几个时间常数错开，使其中一个时问常数比其他时间常数大得多，同时注意减小第二、第三个时间常数。
⑷ 注意工艺操作的合理性、经济性。
2.2.2温度变送器的选择目前在工业领域被广泛采用的是DDZ-Ⅲ型仪表。
由于DDZ-Ⅲ型仪表采用了线性集成电路，进一步提高了仪表在长期运行中的稳定性和可靠性，从而扩大了调节器的功能，易于组成各种变型调节器，更好地满足生产过程自动化的需要。
它接受来自变送器或转换器的1～5VDC测量信号作为输入，与1～5VDC给定信号进行比较，然后对其偏差进行PID运算，输出4～20mADC标准统一信号，以实现对工艺变量的控制。
温度变送器的选择：炼油厂常压塔温度控制系统，要求温度的测量范围在0-100℃，且控制温度在（70±0.5）℃，最大偏差为1℃。
针对本系统选用了一体化温度变送器热电阻，型号WZCB,测温范围（-50~+100）℃，允许偏差±（0.30±0.005）℃。
它的应用很广通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用，输出4~20mA，直接测量产生现场存在的液体、蒸汽的气体以及固体表面的温度。
热电阻产生的热电势经过温度变送器的电桥长生不平衡信号，经过放大后转换成为4~20mA的只留电信号给工作仪表，工作仪表便显示出所对应的温度值。
他的特点：1、二线制输出4~20mA，抗干扰能力强；2、节省补偿导线及安装温度变送器费用；3、安全可靠，使用寿命长；4、冷端温度自动补偿，非线性校正电路；2.2.3温度调节器的选择本设计选用的DTZ-2100D/2100G全刻度指示调节器是DDZ-III系列仪表中调节单元的基型品种，具有价格便宜，高性能的温度控制器。
另有计时器可选装端面形式 96x96mm 模拟输入 1个或2个低阶输入信号类型热电阻， mA级数字输出，无模拟输出，待定数字输出控制最多2个，精度控制在正负0.5％，控制回路最多2个。
它接受变送器经信号分配器送来的信号征收给定信号进行比较，对其差值进行比例、积分、微分运算，以电流输出控制执行机构。
可对温度、压力、流量、液位压等工艺参数进行自动调节。
有边框的盘装结构，可密集安装，也可分散安装。
测量信号和给定信号由纵形双针动圈式（或双光柱）表头显示，显示醒止、直观。
自动/手动切换采用无触点电子开头,操作方便可靠。
输入信号为1-5V，给定方式为内给定1-5V，外给定4-20mA（250Ω±0.1%），输出信号为4-20mA。
2.2.4执行器的选择执行器的选择：调节阀的流量特性是流过阀门的流体的相对流量与阀门的相对开度间的关系，相对开度是调节阀某一开度行程与全开行程之比。
执行器是由执行过程和调节阀组陈的，而执行机构与正反两种作用，调节阀也有正反两种作用，因而组装成的气动调节阀有气关气开两种形式。
无压力信号时阀全开，随着压力信号增大，阀门逐渐关小的气动调节阀为气关式；反之，无压力信号时阀全关，随着压力信号增大，阀门逐渐开大的气动调节阀为气开式。
（a）（b）图2.3（a）气关阀（b）气开阀从生产工艺的安全考虑，一旦控制系统发生故障，要保证人身的安全，炼油厂的精馏塔温度控制系统，不可以让精馏塔处于太低的温度，所以执行器应选择气关阀。
本系统选用Valtek公司推出的STARPAC型只能调节阀，与上位机的控制系统的连接用4~20mA模拟信号，采用数字通信方式进行组态、校准、数据检索与故障诊断等信息传输。