化学工程与工艺课件精馏单元操作技术5.ppt

1、精馏单元操作技术精馏单元操作技术任务任务3 3：酒精回收的仿真操作：酒精回收的仿真操作 平台学员站使用手册平台学员站使用手册 1 1 程序启动程序启动 学员站软件安装完毕之后，软件自动在“桌面”和“开始菜单”生成快捷图标。1.11.1学员站启动方式学员站启动方式软件启动有两种方式：（1）双击桌面快捷图标“CSTS2007CSTS2007”: （2）通过“开始菜单所有程序东方仿真化工单元操作”启动软件。软件启动之后,弹出运行界面（如图2-1所示）。1.11.1学员站启动方式学员站启动方式1.2 1.2 运行方式选择运行方式选择 系统启动界面出现之后会出现主界面（如图2-2所示），输入“姓名、学号

2、、机器号姓名、学号、机器号”，设置正确的教师指令站地址（教师站IP或者教师机计算机名），同时根据教师要求选择“单机练习单机练习”或者“局域网模式局域网模式”，进入软件操作界面。【单机练习】是指学生站不连接教师机，独立运行，不受教师站软件的监控。【局域网模式】是指学生站与教师站连接，老师可以通过教师站软件实时监控学员的成绩，规定学生的培训内容，组织考试，汇总学生成绩等。1.2 1.2 运行方式选择运行方式选择1.3 工艺选择工艺选择 选择软件运行模式之后，进入软件“培训参数选择”页面。（图2-3）【启动项目】按钮的作用是在设置好培训项目和DCS风格后启动软件，进入软件操作界面。【退出】按钮的作用

3、是退出仿真软件点击“培训工艺”按钮列出所有的培训单元。根据需要选择相应的培训单元。1.3 1.3 工艺选择工艺选择1.4 培训项目选择培训项目选择 选择“培训工艺”后，进入“培训项目”列表里面选择所要运行的项目，如冷态开车、正常停车、事故处理。每个培训单元包括多个培训项目。1.5 DCS1.5 DCS类型选择类型选择 ESST提供的仿真软件，包括有四种DCS风格，有“通用DCS风格、TDC3000、IA系统、CS3000”。根据需要选择所要运行DCS类型，单击确定，然后单击“启动项目”进入仿真软件操作画面（如图25所示）。【通用DCS】仿国内大多数DCS厂商界面【TDC3000】仿美国Hony

4、well公司的操作界面【IA系统】仿foxboro公司的操作界面【CS3000】仿日本横河公司的操作界面1.6仿真界面之现场图1.6仿真界面之DCS图1.7 程序菜单程序菜单工艺菜单工艺菜单 仿真系统启动之后，启动两个窗口，一个是流程图操作窗口，一个是智能评价系统。首先进入流程图操作窗口，进行软件操作。在流程图操作界面的上部是“菜单栏”，下部是“功能按钮栏”。 工艺菜单工艺菜单【当前信息总览】：显示当前培训内容的信息【重做当前任务】：系统进行初始化，重新启动当前培训项目。【切换工艺内容】：退出当前培训项目，重新选择培训工艺。【培训项目选择】：退出当前培训项目，重新选择培训工艺。【进度存盘】：进

5、度存档，保存当前数据。以便下次调用时可直接从当前工艺状态。【进度重演】：读取所保存的快门文件（*.sav），恢复以前所存储的工艺状态。【冻结/解冻】：类似于暂停键。系统“冻结”后，DCS软件不接受任何操作，后台的数学模型也停止运算。【系统退出】：退出仿真系统。画面菜单画面菜单 “画面”菜单包括程序中的所有画面进行切换，有流程图画面、控制组画面、趋势画面、报警画面、辅助画面。选择菜单项（或按相应的快捷键）可以切换到相应的画面 【流程图画面】用于各个DCS图和现场图的切换。【控制组画面】把各个控制点集中在一个画面，便于工艺控制。【趋势画面】保存各个工艺控制点的历史数据。【报警画面】将出现报警的控制

6、点，集中在同一个界面。一般情况下，在冷态开车过程中容易出现低报，此时可以不予理睬。 工具菜单工具菜单 设置菜单可以用来对变量监视、仿真时钟进行设置。【变量监视】：监视变量。可实时监视变量的当前值，察看变量所对应的流程图中的数据点以及对数据点的描述和数据点的上下限。【仿真时钟设置】：即时标设置，设置仿真程序运行的时标。选择该项会弹出设置时标对话框。时标以百分制表示，默认为100%，选择不同的时标可加快或减慢系统运行的速度。系统运行的速度与时标成正比。 帮助菜单帮助菜单 帮助菜单包括帮助主题、产品反馈、关于三个选项。【帮助主题】：打开仿真系统平台操作手册。【产品反馈】:您可以把对我们的产品的一些意

7、见E-MAIL公司，不管是赞成的还是提出批评的我们都将感谢您对我们产品的关注，并及时修正我们的缺点，给广大用户一个最满意的产品。 【关于】：显示软件的版本信息、用户名称和激活信息。 2.画面介绍及操作方式画面介绍及操作方式流程图画面流程图画面 流程图画面有DCS图和现场图两种。【DCS图】DCS图画面和工厂DCS控制室中的实际操作画面一致。在DCS图中显示所有工艺参数，包括温度、压力、流量和液位，同时在DCS图中只能操作自控阀门，而不能操作手动阀门。【现场图】现场图是仿真软件独有的，是把在现场操作的设备虚拟在一张流程图上。在现场图中只可以操作手动阀门，而不能操作自控阀门。 流程图画面是主要的操

8、作界面，包括流程图，显示区域和可操作区域。在流程图操作画面中当鼠标光标移到可操作的区域上面时会变成一个手的形状，表示可以操作。鼠标单击时会根据所操作的区域，弹出相应的对话框。如点击按钮可以切换到DCS图，但是对于不同风格的操作系统弹出的对话框也不同。2.1现场图现场图 现场图中的阀门主要有开关阀和手动调节阀两种，在阀门调节对话框的左上角标有阀门的位号和说明：【开关阀】此类阀门只有“开和关”两种状态。直接点击“打开”和“关闭”即可实现阀门的开关闭合【手动操作阀】此类阀门手动输入0100的数字调节阀门的开度，即可实现阀门开关大小的调节。或者点击“开大和关小”按钮以5的进度调节。 2.2 DCS图

9、在DCS图中通过PID控制器调整气动阀、电动阀和电磁阀等自动阀门的开关闭合。在PID控制器中可以实现自动/AUT、手动/MAN、串级/CAS三种控制模式的切换。【AUT】计算机自动控制。【MAN】计算机手动控制。【CAS】串级控制。两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值。 2.2 DCS图 在DCS图中通过PID控制器调整气动阀、电动阀和电磁阀等自动阀门的开关闭合。 【PV值】实际测量值，有传感器测得。【SP值】设定值，计算机根据SP值和PV值之间的偏差，自动调节阀门的开度；在自动/AUT模式下可以调节此参数。（调节方式同OP值）【OP值】计算机手动设定值，输入0

10、100的数据调节阀门的开度；在手动/MAN模式下调节此参数。 2.3 退出系统退出系统 直接关闭流程图窗口和评分文件窗口，弹出关闭确认对话框。都会退出系统，另外，还可在菜单工艺菜单重点击“系统退出”退出系统。3. 评分系统评分系统 过程仿真系统平台PISP.NET评分系统是智能操作指导、诊断、评测软件(以下简称智能软件)，启动软件系统进入操作平台，同时也就启动了过程仿真系统平台PISP操作质量评分系统，评分系统界面如图31所示： 3.1操作状态指示操作状态指示 操作步骤状态图标及提示：操作步骤状态图标及提示：图标： 表示此过程的起始条件没有满足，该过程不参与评分。图标： 表示此过程的起始条件满

11、足，开始对过程中的步骤进行评分。图标： 为普通步骤，表示本步还没有开始操作,也就是说,还没有满足此步的起始条件。图标： 表示本步已经开始操作，但还没有操作完，也就是说,已满足此步的起始条件，但此操作步骤还没有完成。图标： 表示本步操作已经结束，并且操作完全正确（得分等于100）。图标： 表示本步操作已经结束，但操作不正确（得分为0）。图标： 表示过程终止条件已满足，本步操作无论是否完成都被强迫结束。3.1操作状态指示操作状态指示 操作质量图标及提示操作质量图标及提示 图标： 表示这条质量指标还没有开始评判，即起始条件未满足。图标： 表示起始条件满足，本步骤已经开始参与评分，若本步评分没有终止条

12、件，则会一直处于评分状态。图标： 表示过程终止条件已满足，本步操作无论是否完成都被强迫结束。图标： 在PISP.NET的评分系统中包括了扣分步骤，主要是当操作严重不当，可能引起重大事故时，从已得分数中扣分，此图标表示起始条件不满足，即还没有出现失误操作。图标： 表示起始条件满足，已经出现严重失误的操作，开始扣分。3.2 操作方法指导操作方法指导在线给出操作步骤的指导说明，对操作步骤的具体实现方给出详细的操作说明 3.2 操作方法指导操作方法指导 对于操作质量可给出关于这条质量指标的目标值、上下允许范围、上下评定范围，当鼠标移到质量步骤一栏，所在栏都会变蓝，双击点出该步骤属性对话框。质量评分从起

13、质量评分从起始条件满足后，开始评分，始条件满足后，开始评分，如果没有终止条件，评分如果没有终止条件，评分贯穿整个操作过程。控制贯穿整个操作过程。控制指标越接近标准值的时间指标越接近标准值的时间越长，得分越高。越长，得分越高。3.3 操作诊断及诊断结果指示操作诊断及诊断结果指示 实时对操作过程进行跟踪检查，并对用户的操作进行实时评价，将操作错误的过程或动作一一说明，以便用户对这些错误操作查找原因及时纠正或在今后的训练中进行改正及重点训练 。3.4 查看分数查看分数 实时对操作过程进行评定，对每一步进行评分，并给出整个操作过程的综合得分，可以实时查看用户所操作的总分，并生成评分文件。 “浏览成绩”

14、查看总分和每个步骤实时成绩。3.5 其它辅助功能其它辅助功能保存成绩 单击“文件”菜单下面的“打开”可以打开以前保存过的成绩单，“保存”菜单可以保存新的成绩单覆盖原来旧的成绩单，“另存为”则不会覆盖原来保存过的成绩单 3.5 其它辅助功能其它辅助功能光标说明 如图所示，单击“光标说明”可弹出如图所示的对话框，查看相关的光标说明，帮助操作者进行操作。4 精馏单元仿真精馏单元仿真 4.1 工艺流程工艺流程 原料为67.8脱丙烷塔的釜液(主要有C4、C5、C6、C7等)，由脱丁烷塔(DA-405)的第16块板进料(全塔共32块板),进料量由流量控制器FIC101控制。灵敏板温度由调节器TC101通过

15、调节再沸器加热蒸汽的流量,来控制提馏段灵敏板温度，从而控制丁烷的分离质量。 脱丁烷塔塔釜液（主要为C5以上馏分）一部分作为产品采出，一部分经再沸器(EA-418A、B)部分汽化为蒸汽从塔底上升。塔釜的液位和塔釜产品采出量由LC101和FC102组成的串级控制器控制。再沸器采用低压蒸汽加热。塔釜蒸汽缓冲罐（FA414）液位由液位控制器LC102调节底部采出量控制。 塔顶的上升蒸汽（C4馏分和少量C5馏分）经塔顶冷凝器（EA-419）全部冷凝成液体，该冷凝液靠位差流入回流罐（FA-408）。塔顶压力PC102采用分程控制：在正常的压力波动下，通过调节塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力超高时，压

16、力报警系统发出报警信号，PC102调节塔顶至回流罐的排气量来控制塔顶压力调节气相出料。操作压力4.25atm (表压)，高压控制器PC101将调节回流罐的气相排放量，来控制塔内压力稳定。冷凝器以冷却水为载热体。回流罐液位由液位控制器LC103调节塔顶产品采出量来维持恒定。回流罐中的液体一部分作为塔顶产品送下一工序，另一部分液体由回流泵(GA-412A、B)送回塔顶做为回流，回流量由流量控制器FC104控制。4.2 精馏仿真现场图精馏仿真现场图4.3 精馏仿真精馏仿真DCS图图4.4 精馏仿真复杂控制方案精馏仿真复杂控制方案串级控制 串级控制是在简单调节系统基础上发展起来的。在结构上，串级回路调

17、节系统有两个闭合回路。主、副调节器串联，主调节器的输出为副调节器的给定值，系统通过副调节器的输出操纵调节阀动作，实现对主参数的定值调节。所以在串级回路调节系统中，主回路是定值调节系统，副回路是随动系统。 DA405的塔釜液位控制LC101和和塔釜出料FC102构成一串级回路。 FC102.SP随LC101.OP的改变而变化。4.4 精馏仿真复杂控制方案精馏仿真复杂控制方案分程控制分程控制 分程控制就是由一只调节器的输出信号控制两只或更多的调节阀，每只调节阀在调节器的输出信号的某段范围中工作。 PIC101为一分程控制器，分别控制PV101A和PV101B，当PC102.OP逐渐开大时，PV10

18、2A从0逐渐开大到100；而PV102B从100逐渐关小至0。 4.5 精馏单元操作规程精馏单元操作规程 冷态开车操作规程冷态开车操作规程1、 进料过程进料过程2 、 启动再沸器启动再沸器3 、 建立回流建立回流4 、 调整至正常调整至正常停车操作规程停车操作规程1、降负荷、降负荷2、停进料和再沸器、停进料和再沸器3、停回流、停回流4 降压、降温降压、降温4.6 主要工艺生产指标的调整方法主要工艺生产指标的调整方法 (1)质量调节：本系统的质量调节采用以提馏段灵敏板温度作为主参数，以再沸器和加热蒸汽流量的调节系统，以实现对塔的分离质量控制。(2)压力控制：在正常的压力情况下，由塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力高于操作压力4.25atm(表压）时，压力报警系统发出报警信号，同时调节器PC101将调节回流罐的气相出料，为了保持同气相出料的相对平衡，该系统采用压力分程调节。(3)液位调节：塔釜液位由调节塔釜的产品采出量来维持恒定。设有高低液位报警。回流罐液位由调节塔顶产品采出量来维持恒定。设有高低液位报警。(4)流量调节：进料量和回流量都采用单回路的流量控制；再沸器加热介质流量，由灵敏板温度调节。