化學工程與工藝課件精餾單元操作技術5

1、精餾單元操作技術,任務3：酒精回收的仿真操作,平臺學員站使用手冊,1 程序啟動 學員站軟件安裝完畢之后，軟件自動在“桌面”和“開始菜單”生成快捷圖標。1.1學員站啟動方式軟件啟動有兩種方式：（1）雙擊桌面快捷圖標“CSTS2007”: （2）通過“開始菜單——》所有程序——》東方仿真——》化工單元操作”啟動軟件。軟件啟動之后,彈出運行界面（如圖2-1所示）。,1.1學員站啟動方式,1.2 運行方式選擇,系統(tǒng)啟動界面出現(xiàn)之

2、后會出現(xiàn)主界面（如圖2-2所示），輸入“姓名、學號、機器號”，設置正確的教師指令站地址（教師站IP或者教師機計算機名），同時根據(jù)教師要求選擇“單機練習”或者“局域網(wǎng)模式”，進入軟件操作界面。【單機練習】是指學生站不連接教師機，獨立運行，不受教師站軟件的監(jiān)控?！揪钟蚓W(wǎng)模式】是指學生站與教師站連接，老師可以通過教師站軟件實時監(jiān)控學員的成績，規(guī)定學生的培訓內容，組織考試，匯總學生成績等。,1.2 運行方式選擇,1.3 工藝選擇,選擇軟件運

3、行模式之后，進入軟件“培訓參數(shù)選擇”頁面。（圖2-3）【啟動項目】按鈕的作用是在設置好培訓項目和DCS風格后啟動軟件，進入軟件操作界面?！就顺觥堪粹o的作用是退出仿真軟件點擊“培訓工藝”按鈕列出所有的培訓單元。根據(jù)需要選擇相應的培訓單元。,1.3 工藝選擇,1.4 培訓項目選擇,選擇“培訓工藝”后，進入“培訓項目”列表里面選擇所要運行的項目，如冷態(tài)開車、正常停車、事故處理。每個培訓單元包括多個培訓項目。,1.5 DCS類型選擇,ES

4、ST提供的仿真軟件，包括有四種DCS風格，有“通用DCS風格、TDC3000、IA系統(tǒng)、CS3000”。根據(jù)需要選擇所要運行DCS類型，單擊確定，然后單擊“啟動項目”進入仿真軟件操作畫面（如圖2－5所示）。【通用DCS】仿國內大多數(shù)DCS廠商界面【TDC3000】仿美國Honywell公司的操作界面【IA系統(tǒng)】仿foxboro公司的操作界面【CS3000】仿日本橫河公司的操作界面,1.6仿真界面之現(xiàn)場圖,1.6仿真界面之DCS圖,1

5、.7 程序菜單,工藝菜單 仿真系統(tǒng)啟動之后，啟動兩個窗口，一個是流程圖操作窗口，一個是智能評價系統(tǒng)。首先進入流程圖操作窗口，進行軟件操作。在流程圖操作界面的上部是“菜單欄”，下部是“功能按鈕欄”。,工藝菜單,【當前信息總覽】：顯示當前培訓內容的信息【重做當前任務】：系統(tǒng)進行初始化，重新啟動當前培訓項目。【切換工藝內容】：退出當前培訓項目，重新選擇培訓工藝。【培訓項目選擇】：退出當前培訓項目，重新選擇培訓工藝。【進度存盤】

6、：進度存檔，保存當前數(shù)據(jù)。以便下次調用時可直接從當前工藝狀態(tài)。【進度重演】：讀取所保存的快門文件（*.sav），恢復以前所存儲的工藝狀態(tài)?！緝鼋Y/解凍】：類似于暫停鍵。系統(tǒng)“凍結”后，DCS軟件不接受任何操作，后臺的數(shù)學模型也停止運算?！鞠到y(tǒng)退出】：退出仿真系統(tǒng)。,畫面菜單,“畫面”菜單包括程序中的所有畫面進行切換，有流程圖畫面、控制組畫面、趨勢畫面、報警畫面、輔助畫面。選擇菜單項（或按相應的快捷鍵）可以切換到相應的畫面 【流程圖

7、畫面】用于各個DCS圖和現(xiàn)場圖的切換?！究刂平M畫面】把各個控制點集中在一個畫面，便于工藝控制?！沮厔莓嬅妗勘４娓鱾€工藝控制點的歷史數(shù)據(jù)?！緢缶嬅妗繉⒊霈F(xiàn)報警的控制點，集中在同一個界面。一般情況下，在冷態(tài)開車過程中容易出現(xiàn)低報，此時可以不予理睬。,工具菜單,設置菜單可以用來對變量監(jiān)視、仿真時鐘進行設置。【變量監(jiān)視】：監(jiān)視變量?？蓪崟r監(jiān)視變量的當前值，察看變量所對應的流程圖中的數(shù)據(jù)點以及對數(shù)據(jù)點的描述和數(shù)據(jù)點的上下限。【仿真時鐘

8、設置】：即時標設置，設置仿真程序運行的時標。選擇該項會彈出設置時標對話框。時標以百分制表示，默認為100%，選擇不同的時標可加快或減慢系統(tǒng)運行的速度。系統(tǒng)運行的速度與時標成正比。,幫助菜單,幫助菜單包括幫助主題、產(chǎn)品反饋、關于三個選項?！編椭黝}】：打開仿真系統(tǒng)平臺操作手冊?！井a(chǎn)品反饋】:您可以把對我們的產(chǎn)品的一些意見E-MAIL公司，不管是贊成的還是提出批評的我們都將感謝您對我們產(chǎn)品的關注，并及時修正我們的缺點，給廣大用戶一個最滿

9、意的產(chǎn)品。 【關于】：顯示軟件的版本信息、用戶名稱和激活信息。,2.畫面介紹及操作方式,流程圖畫面 流程圖畫面有DCS圖和現(xiàn)場圖兩種?！綝CS圖】DCS圖畫面和工廠DCS控制室中的實際操作畫面一致。在DCS圖中顯示所有工藝參數(shù)，包括溫度、壓力、流量和液位，同時在DCS圖中只能操作自控閥門，而不能操作手動閥門?！粳F(xiàn)場圖】現(xiàn)場圖是仿真軟件獨有的，是把在現(xiàn)場操作的設備虛擬在一張流程圖上。在現(xiàn)場圖中只可以操作手動閥門，而不能操作自控閥門

10、。 流程圖畫面是主要的操作界面，包括流程圖，顯示區(qū)域和可操作區(qū)域。在流程圖操作畫面中當鼠標光標移到可操作的區(qū)域上面時會變成一個手的形狀，表示可以操作。鼠標單擊時會根據(jù)所操作的區(qū)域，彈出相應的對話框。如點擊按鈕可以切換到DCS圖，但是對于不同風格的操作系統(tǒng)彈出的對話框也不同。,2.1現(xiàn)場圖,現(xiàn)場圖中的閥門主要有開關閥和手動調節(jié)閥兩種，在閥門調節(jié)對話框的左上角標有閥門的位號和說明：【開關閥】此類閥門只有“開和關”兩種

11、狀態(tài)。直接點擊“打開”和“關閉”即可實現(xiàn)閥門的開關閉合【手動操作閥】此類閥門手動輸入0～100的數(shù)字調節(jié)閥門的開度，即可實現(xiàn)閥門開關大小的調節(jié)?；蛘唿c擊“開大和關小”按鈕以5％的進度調節(jié)。,2.2 DCS圖,在DCS圖中通過PID控制器調整氣動閥、電動閥和電磁閥等自動閥門的開關閉合。在PID控制器中可以實現(xiàn)自動/AUT、手動/MAN、串級/CAS三種控制模式的切換?！続UT】計算機自動控制?！綧AN】計算機手動控制。【CAS】串

12、級控制。兩只調節(jié)器串聯(lián)起來工作，其中一個調節(jié)器的輸出作為另一個調節(jié)器的給定值。,2.2 DCS圖,在DCS圖中通過PID控制器調整氣動閥、電動閥和電磁閥等自動閥門的開關閉合。 【PV值】實際測量值，有傳感器測得?！維P值】設定值，計算機根據(jù)SP值和PV值之間的偏差，自動調節(jié)閥門的開度；在自動/AUT模式下可以調節(jié)此參數(shù)。（調節(jié)方式同OP值）【OP值】計算機手動設定值，輸入0～100的數(shù)據(jù)調節(jié)閥門的開度；在手動/MAN模式下調節(jié)此參

13、數(shù)。,2.3 退出系統(tǒng),直接關閉流程圖窗口和評分文件窗口，彈出關閉確認對話框。都會退出系統(tǒng)，另外，還可在菜單工藝菜單重點擊“系統(tǒng)退出”退出系統(tǒng)。,3. 評分系統(tǒng),過程仿真系統(tǒng)平臺PISP.NET評分系統(tǒng)是智能操作指導、診斷、評測軟件(以下簡稱智能軟件)，啟動軟件系統(tǒng)進入操作平臺，同時也就啟動了過程仿真系統(tǒng)平臺PISP操作質量評分系統(tǒng)，評分系統(tǒng)界面如圖3－1所示：,3.1操作狀態(tài)指示,操作步驟狀態(tài)圖標及提示：圖標： 表示此過程的起始

14、條件沒有滿足，該過程不參與評分。圖標： 表示此過程的起始條件滿足，開始對過程中的步驟進行評分。圖標： 為普通步驟，表示本步還沒有開始操作,也就是說,還沒有滿足此步的起始條件。圖標： 表示本步已經(jīng)開始操作，但還沒有操作完，也就是說,已滿足此步的起始條件，但此操作步驟還沒有完成。圖標： 表示本步操作已經(jīng)結束，并且操作完全正確（得分等于100％）。圖標： 表示本步操作已經(jīng)結束，但操作不正確（得分為0）。圖標： 表示過程終止條件已

15、滿足，本步操作無論是否完成都被強迫結束。,3.1操作狀態(tài)指示,操作質量圖標及提示 圖標： 表示這條質量指標還沒有開始評判，即起始條件未滿足。圖標： 表示起始條件滿足，本步驟已經(jīng)開始參與評分，若本步評分沒有終止條件，則會一直處于評分狀態(tài)。圖標： 表示過程終止條件已滿足，本步操作無論是否完成都被強迫結束。圖標： 在PISP.NET的評分系統(tǒng)中包括了扣分步驟，主要是當操作嚴重不當，可能引起重大事故時，從已得分數(shù)中扣分，此圖標表

16、示起始條件不滿足，即還沒有出現(xiàn)失誤操作。圖標： 表示起始條件滿足，已經(jīng)出現(xiàn)嚴重失誤的操作，開始扣分。,3.2 操作方法指導在線給出操作步驟的指導說明，對操作步驟的具體實現(xiàn)方給出詳細的操作說明,3.2 操作方法指導,對于操作質量可給出關于這條質量指標的目標值、上下允許范圍、上下評定范圍，當鼠標移到質量步驟一欄，所在欄都會變藍，雙擊點出該步驟屬性對話框。質量評分從起始條件滿足后，開始評分，如果沒有終止條件，評分貫穿整個操作過程。控制指

17、標越接近標準值的時間越長，得分越高。,3.3 操作診斷及診斷結果指示,實時對操作過程進行跟蹤檢查，并對用戶的操作進行實時評價，將操作錯誤的過程或動作一一說明，以便用戶對這些錯誤操作查找原因及時糾正或在今后的訓練中進行改正及重點訓練 。,3.4 查看分數(shù),實時對操作過程進行評定，對每一步進行評分，并給出整個操作過程的綜合得分，可以實時查看用戶所操作的總分，并生成評分文件。 “瀏覽——》成績”查看總分和每個步驟實時成績。

18、,3.5 其它輔助功能,保存成績 單擊“文件”菜單下面的“打開”可以打開以前保存過的成績單，“保存”菜單可以保存新的成績單覆蓋原來舊的成績單，“另存為”則不會覆蓋原來保存過的成績單,3.5 其它輔助功能,光標說明 如圖所示，單擊“光標說明”可彈出如圖所示的對話框，查看相關的光標說明，幫助操作者進行操作。,4 精餾單元仿真,4.1 工藝流程 原料為67.8℃脫丙烷塔的釜液(主要有C4、

19、C5、C6、C7等)，由脫丁烷塔(DA-405)的第16塊板進料(全塔共32塊板),進料量由流量控制器FIC101控制。靈敏板溫度由調節(jié)器TC101通過調節(jié)再沸器加熱蒸汽的流量,來控制提餾段靈敏板溫度，從而控制丁烷的分離質量。 脫丁烷塔塔釜液（主要為C5以上餾分）一部分作為產(chǎn)品采出，一部分經(jīng)再沸器(EA-418A、B)部分汽化為蒸汽從塔底上升。塔釜的液位和塔釜產(chǎn)品采出量由LC101和FC102組成的串級控制器控

20、制。再沸器采用低壓蒸汽加熱。塔釜蒸汽緩沖罐（FA－414）液位由液位控制器LC102調節(jié)底部采出量控制。 塔頂?shù)纳仙羝–4餾分和少量C5餾分）經(jīng)塔頂冷凝器（EA-419）全部冷凝成液體，該冷凝液靠位差流入回流罐（FA-408）。塔頂壓力PC102采用分程控制：在正常的壓力波動下，通過調節(jié)塔頂冷凝器的冷卻水量來調節(jié)壓力，當壓力超高時，壓力報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，PC102調節(jié)塔頂至回流罐的排氣量來控制塔頂壓力調節(jié)

21、氣相出料。操作壓力4.25atm (表壓)，高壓控制器PC101將調節(jié)回流罐的氣相排放量，來控制塔內壓力穩(wěn)定。冷凝器以冷卻水為載熱體?；亓鞴抟何挥梢何豢刂破鱈C103調節(jié)塔頂產(chǎn)品采出量來維持恒定?；亓鞴拗械囊后w一部分作為塔頂產(chǎn)品送下一工序，另一部分液體由回流泵(GA-412A、B)送回塔頂做為回流，回流量由流量控制器FC104控制。,4.2 精餾仿真現(xiàn)場圖,4.3 精餾仿真DCS圖,4.4 精餾仿真復雜控制方案,串級控制

22、 串級控制是在簡單調節(jié)系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的。在結構上，串級回路調節(jié)系統(tǒng)有兩個閉合回路。主、副調節(jié)器串聯(lián)，主調節(jié)器的輸出為副調節(jié)器的給定值，系統(tǒng)通過副調節(jié)器的輸出操縱調節(jié)閥動作，實現(xiàn)對主參數(shù)的定值調節(jié)。所以在串級回路調節(jié)系統(tǒng)中，主回路是定值調節(jié)系統(tǒng)，副回路是隨動系統(tǒng)。 DA405的塔釜液位控制LC101和和塔釜出料FC102構成一串級回路。 FC102.SP隨LC101.OP的改變而變化。,4.4 精餾仿真復

23、雜控制方案,分程控制 分程控制就是由一只調節(jié)器的輸出信號控制兩只或更多的調節(jié)閥，每只調節(jié)閥在調節(jié)器的輸出信號的某段范圍中工作。 PIC101為一分程控制器，分別控制PV101A和PV101B，當PC102.OP逐漸開大時，PV102A從0逐漸開大到100；而PV102B從100逐漸關小至0。,4.5 精餾單元操作規(guī)程,冷態(tài)開車操作規(guī)程1、 進料過程2 、 啟動再沸器3 、 建立回流

24、4 、 調整至正常,停車操作規(guī)程1、降負荷2、停進料和再沸器3、?；亓? 降壓、降溫,4.6 主要工藝生產(chǎn)指標的調整方法,(1)質量調節(jié)：本系統(tǒng)的質量調節(jié)采用以提餾段靈敏板溫度作為主參數(shù)，以再沸器和加熱蒸汽流量的調節(jié)系統(tǒng)，以實現(xiàn)對塔的分離質量控制。(2)壓力控制：在正常的壓力情況下，由塔頂冷凝器的冷卻水量來調節(jié)壓力，當壓力高于操作壓力4.25atm(表壓）時，壓力報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，同時調節(jié)器PC101將調節(jié)回流罐的氣相出料