[发明专利]一种炼油装置工艺水介质pH值的自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及原油加工过程中工艺水介质pH值的一种自动控制技术，具体地说是一种自动控制蒸馏塔顶冷凝水、乙烯急冷水、循环水等炼油装置工艺水介质pH值的自动控制系统。

背景技术

控制蒸馏塔顶冷凝水、乙烯急冷水、循环水等炼油装置工艺水介质的pH值是原油加工过程中控制装置腐蚀的一项重要工艺，通常是在水介质中注入中和剂（多数是注胺）中和工艺水介质中的酸，从而工艺水介质的pH值处在允许范围内并保持稳定。目前通用的手段是每天定时取工艺水介质样品到试验室测量其pH值，根据测量值与标准值的偏差，人为到现场手动调节注胺泵的行程，得以调整中和胺的流量，从而使pH值稳定在规定的范围内，减小炼化装置的腐蚀，使装置长周期安全运行。这种方式的不足是控制周期长、人为误差大、中和胺消耗量大、防腐蚀效果也不理想，远不能满足现代化生产的需要。

炼油装置工艺水介质pH值的自动控制系统是解决上述问题的有效手段，通过在线实时测量蒸馏塔顶冷凝水的pH值，系统根据测得pH值与设定值的偏差情况计算出变压器输出值，通过调节变频器的输出频率，改变注胺量的大小，从而把塔顶冷凝水的pH值控制在设定的范围内。目前有一些类似产品投放市场，一种是通过集成PLC系统实施自动PID控制，其不足是一些复杂庞大的数学控制模型不容易在PLC系统内实现；还有一种是通过上位机控制模型软件借助用户的DCS系统实施自动控制，虽然能实现复杂的控制模型，但产品不自成系统，需借助用户的硬件系统才能实现，另外对通讯故障等异常情况的应变能力不足。以上均影响了塔顶冷凝水自动控制系统的运行效果。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现有技术存在的问题而提供一种炼油装置工艺水介质pH值的自动控制系统。

采用的技术方案是：

一种炼油装置工艺水介质pH值的自动控制系统，包括pH电极、pH值在线采集变送器、pH值综合控制仪、上位机、变频器、注胺泵电机，其特征在于所述的pH电极、pH值在线采集变送器、pH值综合控制仪、上位机、变频器、注胺泵电机组成闭环控制系统，所述的pH电极直接安装在工艺水介质管路上；pH值在线采集变送器在线实时采集工艺水介质的pH值，并以4~20mA或RS485数据传输方式把数据传送给pH值综合控制仪；pH值综合控制仪对接收数据进行处理及判断，确认无异常后把pH值信号传送给上位机软件控制系统；上位机软件控制系统根据控制模型计算变频器的输出值，并通过pH值综合控制仪调整变频器的输出；变频器输出频率调整，改变注剂泵电机的转速，调整注剂的流量，从而调节工艺水介质的pH值。

上述pH值综合控制仪同时具有数字量和摸拟量输入通道，根据pH值在线采集变送器功能的不同及现场数据传输线缆敷设的需要，可选择采用RS485总线数据接收方式或采用4~20mA摸拟量数据接收方式。

上述pH值综合控制仪接收到塔顶冷凝水pH值后，会对pH值进行数据处理，然后上传到上位机软件控制系统，同时pH值综合控制仪对pH值的变化及与上位机的通讯情况等进行异常监视，一旦发现异常，pH值综合控制仪会转入副控程序安全独立运行，并通过警示灯报警。

上述pH值综合控制仪以RS232通讯方式接收来自上位机的变频器频率输出信号，将信号转换成摸拟量4~20mA的型式向变频器传输调控指令，调整变频器的输出频率。

上述pH值综合控制仪通过开关量控制变频器的起停，同时接收来自变频器的当前输出频率反馈信号，用以控制及监视变频器的运行。

上述pH值综合控制仪还具有向外部设备（DCS系统等）传送系统控制状态数据功能，其中以摸拟量4～20mA形式传送当前的pH值信号，以开关量形式传送系统手、自动控制状态信号。

本发明上位机软件操作系统为系统的计算中心，负责主控程序运行及控制命令发送，能运行pH值综合控制仪及PLC等难以实现的复杂数学控制模型。上位机接收来自pH值综合控制仪的冷凝水pH值信号，根据其与设定值的偏差情况，通过控制模型计算出变频器的输出频率，并通过RS232方式与pH值综合控制仪通讯，传输变频器输出频率值，由pH值综合控制仪向变频器发布调控信号。

上位机软件操作系统还负责控制参数的输入、控制状态监视及通过软件手动调整注胺量等任务，均通过上位机人机界面实现。

上位机软件操作系统还具有对外发送系统控制状态功能，以OPC数据口对外部设备（DCS系统等）传送当前控制状态数据。

本发明具有以下有益效果及优点:

1. 全闭环控制，人为干扰因素小，高效适用。