Способ управления температурным режимом блока ректификационных колонн и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности температуры в нижней части каждой из последовательно взаимосвязанных колонн, что значительно повышает эффективность процесса, а именно снижает энергозатраты на ректификацию нефтяных фракций. Указанный результат достигается путем регулирования температуры теплоносителя в печи с одновременным перераспределением из общего потока расхода теплоносителя в каждую колонну при сохранении количества расхода теплоносителя в общем потоке. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к переработке нефтяных фракций во взаимосвязанных ректификационных колоннах.

Известен способ управления блоком параллельно работающих аппаратов по авторскому свидетельству СССР 538733, G 05 D 27/00, в котором управление осуществляют путем перераспределения нагрузки на аппараты в зависимости от суммарной нагрузки на блок при одновременном регулировании соотношения расходов материальных потоков на каждый аппарат.

В верхнюю часть абсорберов подают поглотительный раствор, а в нижнюю часть - газ. Соотношение расходов газа и раствора задается регуляторами через клапаны. Каждый клапан имеет две позиции "открыто" и "закрыто". Таким образом, газ в абсорберы подают периодически. Кроме того, часть абсорберов может быть нагружена полностью, а другая часть отключена.

Основным недостатком известного способа по а.с. 538733 является отсутствие стабильности в работе блока параллельно взаимосвязанных аппаратов, что приводит к снижению экономичности процесса.

Известен способ автоматического управления блоком параллельно работающих аппаратов по авторскому свидетельству СССР 985771, МПК G 05 D 27/00. Способ осуществляют путем коррекции соотношения расходов материальных потоков в зависимости от разности температур теплоносителя и продукта на первых по ходу аппаратах. В последующих аппаратах разница температур теплоносителя и продукта не контролируется и она зависит от технологической ситуации в первых по ходу процесса аппаратах.

Основным недостатком известного аналога по авторскому свидетельству СССР 985771 является отсутствие контроля за стабильностью температуры в аппаратах всего блока, что приводит к снижению экономичности процесса.

Известен также способ автоматического регулирования выходного параметра объекта управления по возмущению на входе по авторскому свидетельству СССР 1783472, МПК G 05 В 13/00, принятый в качестве ближайшего аналога. В соответствии с известным способом измеряют входные возмущающие воздействия, по известной зависимости от них и настроечного параметра этой зависимости формируют действующее задание на величину регулирующего параметра. Измеряют текущее значение регулирующего параметра, сравнивают его с действующим заданием и по рассогласованию изменяют регулирующий параметр, при этом вводят задание на величину регулирующего параметра в соответствии с требуемым изменением выходного параметра, по этому заданию и текущим значениям входных возмущающих воздействий по упомянутой зависимости формируют настроечный параметр, измеряют скорость изменения задания, фиксируют отрезки времени, в течение которых эта скорость отлична от нуля, и величину настроечного параметра для упомянутого формирования действующего задания выбирают в конечный момент каждого упомянутого отрезка времени.

Процесс корректировки настроечного параметра осуществляется дискретно в зависимости от отрезков времени, в течение которых скорость изменения задания отлична от нуля.

Основным недостатком известного способа по а.с. СССР 1783472 является недостаточная стабильность процесса из-за дискретности корректировки настроечного параметра в зависимости от отрезков времени смены показателей, что приводит к снижению экономичности процесса.

Известно устройство для управления технологическим процессом в параллельно работающих аппаратах по авторскому свидетельству СССР 981965, МПК G 05 D 27/00, которое включает датчики нагрузки и датчики выходных параметров управляемого процесса, блоки коррекции, сумматор, функциональный преобразователь, задатчик суммарной нагрузки, блоки умножения, блоки ограничения, сигналы и регуляторы.

Известное устройство распределяет нагрузки на параллельно работающие аппараты пропорционально их мощности с учетом выходного параметра. В случае, если значение нагрузки на какой-либо аппарат превышает его мощность, блок ограничения сигнала снижает задание соответствующему регулятору до величины мощности данного аппарата.

Основным недостатком устройства по авторскому свидетельству СССР 981965 является снижение точности управления в случае срабатывания одного или нескольких блоков ограничения сигнала. Это приводит к снижению суммарной нагрузки, которая становится меньше величины, задаваемой задатчиком суммарной нагрузки, что приводит к снижению точности управления технологическим процессом, а также снижает стабильность нагрузки на аппараты и производительность процесса.

Известно устройство для управления технологическим процессом по авторскому свидетельству СССР 1062668, МПК G 05 D 27/00, которое усовершенствует устройство по а.с. 981965 и которое принято в качестве ближайшего аналога. Для повышения точности управления оно содержит дополнительный сумматор и по числу технологических аппаратов блоки сравнения, один вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего блока умножения, другой вход - к выходу соответствующего блока ограничения сигнала, а выход - к первым входам дополнительного сумматора, второй вход которого связан с выходом задатчика суммарной нагрузки, а выход - с дополнительным входом каждого блока умножения.

Известное устройство для управления технологическим процессом повышает точность управления и выработку продукции.

Однако в известном устройстве предусмотрена только линия управления расходом перерабатываемого агента и выходом вырабатываемого продукта и не предусмотрено средств, которые могли бы влиять на физическое состояние перерабатываемого агента, например на изменение его температуры.

Основным недостатком устройства по а.с. 1062668 является ограниченность в средствах для управления технологическим процессом, что снижает возможность стабилизировать работу устройства и не может повысить производительность.

Перед заявляемым способом управления температурным режимом блока ректификационных колонн поставлена задача повысить стабильность температуры нижней части каждой из последовательно взаимосвязанных ректификационных колонн в условиях частых и значительных колебаний режимов этих колонн, вызываемых непостоянством объема расхода, состава и температуры перерабатываемых нефтяных фракций на входе в первую колонну, а также изменяющимися требованиями к качеству вырабатываемых в колоннах компонентов. Благодаря решению поставленной задачи должна быть повышена экономичность процесса.

Поставленная задача решается за счет того, что в заявляемом способе управления температурным режимом блока ректификационных колонн, подключенных параллельно к печи нагрева теплоносителя, снабженной не менее чем двумя радиантными камерами, включающем измерение температуры в ректификационных колоннах, введение задания на уровень температуры в колоннах, контроль и регулирование температуры теплоносителя и регулирование расхода теплоносителя на каждую из колонн блока, согласно изобретению измеряют текущее значение температуры в нижней части каждой ректификационной колонны и измеряемые текущие значения температуры в нижней части всех ректификационных колонн суммируют между собой, так же суммируют между собой и заданные значения температуры в указанном месте всех колонн, определяют величину рассогласования найденных суммарных значений, которую суммируют с показателем температуры теплоносителя на выходе из каждой радиантной камеры в отдельности, и результаты суммирования сопоставляют с усредненным значением температуры теплоносителя на выходах из всех радиантных камер и каждый полученный результат для конкретной радиантной камеры суммируют с показателем рассогласования между уровнем расхода нефтяной фракции на вводе в первую колонну и величиной задания на расход нефтяной фракции в указанную колонну, затем полученный результат суммирования согласуют с показателем температуры в соответствующей конкретной радиантной камере и выработанный сигнал подают на управляемый клапан подачи топлива в указанную радиантную камеру, в то же время измеренное текущее значение температуры нижней части каждой колонны сопоставляют с заданным значением температуры в указанном месте колонны и все полученные в результате сопоставления управляющие сигналы суммируют и найденное суммарное значение сопоставляют с определяющим перепад давления в системе циркулирующего теплоносителя заданным суммарным значением управляющих сигналов и результат сопоставления суммируют с каждым в отдельности заданным значением температуры в нижней части соответствующей колонны для получения откорректированного управляющего сигнала, который подают затем на управляемый клапан, установленный на входе в ребойлер соответствующей колонны, для перераспределения расхода теплоносителя между всеми колоннами, при этом сохраняют неизменным объем общего расхода теплоносителя.

Техническим результатом способа управления температурным режимом блока ректификационных колонн является повышение стабильности температуры низа каждой из последовательно взаимосвязанных колонн, что значительно повышает эффективность процесса, а именно снижает энергозатраты на ректификацию нефтяных фракций.

Перед заявляемым устройством для управления температурным режимом блока ректификационных колон поставлена задача повысить стабильность температуры, поддерживаемой в нижней части каждой из последовательно взаимосвязанных ректификационных колонн в условиях частых и значительных колебаний режимов этих колонн, благодаря чему должна повыситься экономичность устройства и процесса ректификации, выполняемого на нем.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для управления температурным режимом блока ректификационных колонн, подключенных параллельно к печи нагрева теплоносителя, которая имеет не менее чем две радиантные камеры, содержащем термометры, задатчики температуры в каждой из колонн, сумматоры, регуляторы и управляемые клапаны, термометры установлены по одному в нижней части каждой колонны и связаны с сумматором, задатчики температуры в нижней части каждой колонны подключены к своему сумматору, с выходами указанных сумматоров соединен своими входами сумматор рассогласования, к выходу сумматора рассогласования подключены одним из двух входов сумматоры "переменной" по числу радиантных камер печи нагрева теплоносителя, к второму входу каждого сумматора "переменной" подключен термометр, установленный на выходе одной из радиантных камер, а с выходом каждого сумматора "переменной" соединен одним из двух входов один из регуляторов "установочных по заданию сигналов", количество которых также равно числу радиантных камер, к второму входу каждого регулятора "установочных по заданию сигналов" подключен делитель, а к входу делителя через сумматор присоединены упомянутые термометры, установленные по одному на выходе из каждой радиантной камеры, с выходом каждого регулятора "установочных по заданию сигналов" соединен одним из двух входов свой сумматор коррекции, а ко второму входу каждого сумматора коррекции подключен регулятор "упреждающего корректирующего сигнала", с одним входом которого связан расходомер нефтяной фракции, установленный на вводе в первую колонну, а с вторым входом регулятора "упреждающего корректирующего сигнала" связан задатчик расхода нефтяной фракции в указанную колонну, с выходом каждого сумматора коррекции связан одним из двух входов свой регулятор "изменения теплового режима печи", к второму входу которого подключен термометр, установленный в соответствующей радиантной камере, а с выходом регулятора "изменения теплового режима печи" связан управляемый клапан подачи топлива в соответствующую радиантную камеру, кроме того, каждая ректификационная колонна снабжена регулятором "расхода теплоносителя в ребойлер", при этом термометр и задатчик температуры каждой ректификационной колонны попарно подключены каждый через свой вход к регулятору "расхода теплоносителя в ребойлер", термометр - напрямую, а задатчик температуры - через свой сумматор, к выходу каждого регулятора "расхода теплоносителя в ребойлер" подключен управляемый клапан подачи теплоносителя в ребойлер соответствующей колонны, а также к упомянутому выходу всех регуляторов "расхода теплоносителя в ребойлер" подключен сумматор, с выходом которого связан одним своим входом регулятор "коррекции управляющего сигнала", с вторым входом которого связан задатчик уровня суммарного значения сигналов на управляемые клапана, расположенные на входах циркулирующего теплоносителя в соответствующие колонны, а выход регулятора "коррекции управляющего сигнала" подключен к второму входу каждого сумматора, через который задатчик температуры в соответствующей колонне подключен к регулятору "расхода теплоносителя в ребойлер" данной колонны.

Техническим результатом устройства для управления температурным режимом блока взаимосвязанных ректификационных колонн, подключенных параллельно к печи нагрева теплоносителя, является повышенная стабильность температуры, поддерживаемой в нижней части каждой из ректификационных колонн, за счет чего повышена экономичность устройства и процесса ректификации нефтяных фракций, осуществляемого на устройстве.

На фиг. 1 показана принципиальная схема установки для переработке нефтяных фракций; на фиг. 2 приведена структурная схема устройства для управления температурным режимом блока ректификационных колонн.

Установка для переработки нефтяных фракций, представленная на фиг.1 в качестве примера осуществления изобретения, содержит три ректификационные колонны 1, 2, 3, в нижней части каждой из которых установлен ребойлер 4, 5, 6 соответственно, и двухкамерную двухпоточную печь 7 для нагрева жидкого теплоносителя. Печь 7, с одной стороны, связана трубопроводами с входами 8, 9, 10 ребойлеров 4, 5, 6, с другой стороны, печь 7 через насос 11 и буферную емкость 12 соединена с выходами 13, 14, 15 ребойлеров 4, 5, 6. Колонна 1 снабжена вводом 16 нефтяной фракции, при этом верхний выход 17 колонны 1 связан со сборником 18 легкокипящей фракции, а нижний выход 19 связан с полостью колонны 2. Верхний выход 20 колонны 2 соединен с полостью колонны 3, а нижний выход 21 колонны 2 соединен с емкостью 22 компонента для последующего использования. Верхний выход 23 колонны 3 соединен с емкостью 24, а нижний выход 25 связан с емкостью 26 компонента для последующего использования. На входах 8, 9, 10 ребойлеров 4, 5, 6 установлены управляемые клапаны 27, 28, 29 для регулирования подачи теплоносителя со стороны печи 7, а на двух входах 30 и 31 в двухкамерную двухпоточную печь 7 со стороны насоса 11 установлены управляемые клапаны 32 и 33 для регулирования подачи теплоносителя в печь 7. Печь 7 оборудована перевалами 34 и 35, разделяющими печь 7 на две радиантные камеры 36 и 37. К камере 36 печи 7 для подачи топлива подведен патрубок 38, который снабжен управляемым клапаном 39 для регулирования подачи топлива в камеру 36, а к камере 37 для подачи топлива подведен патрубок 40, который снабжен управляемым клапаном 41 для регулирования подачи топлива в камеру 37. Колонна 1 на вводе 16 снабжена расходомером 42 нефтяной фракции, а в местах расположения ребойлеров 4, 5, 6 в нижней части каждой ректификационной колонны 1, 2, 3 расположены соответственно термометры 43, 44, 45. На выходах 46 и 47 из камер 36 и 37 печи 7 установлены соответственно термометры 48 и 49 для измерения температуры теплоносителя на выходе из печи 7, а для измерения температуры в камерах 36 и 37 над перевалами 34 и 35 установлены термометры 50 и 51. Для измерения расхода циркулирующего теплоносителя по потокам на входах 30 и 31 в печь 7 установлены расходомеры 52 и 53.

Установка для переработки нефтяных фракций (фиг.1) снабжена многофункциональным координатором (МФК) 54, структурная схема которого приведена на фиг. 2. МФК 54 содержит двенадцать сумматоров (С) 55-66, девять регуляторов (Р) 67-75, один делитель (Д) 76 и пять задатчиков (З) 77-81, с помощью которых технологи устанавливают уровень технологических параметров.

К сумматору 55 подключены задатчики 77, 78, 79 температуры в нижней части каждой из колонн 1, 2, 3, а к сумматору 56 подключены термометры 43, 44, 45, установленные по одному в нижней части каждой колонны 1, 2, 3. С выходами сумматоров 55 и 56 соединен своими входами сумматор 58 рассогласования, к выходу сумматора 58 рассогласования подключены одним из двух входов сумматоры 59 и 60 "переменной", число которых равно числу радиантных камер печи 7 нагрева теплоносителя. К второму входу каждого сумматора 59 и 60 "переменной" подключены по одному термометры 48 и 49, установленные на выходах 46 и 47 из радиантных камер 36 и 37 печи 7, а с выходом каждого сумматора 59 и 60 "переменной" соединен одним из двух входов один из регуляторов 67 и 68 "установочных по заданию сигналов, к второму входу регуляторов 67 и 68 подключен делитель 76, а к входу делителя 76 через сумматор 57 присоединены упомянутые термометры 48 и 49, установленные по одному на выходе из радиантных камер 36 и 37 печи 7. С выходом регулятора 67 "установочных по заданию сигналов" соединен одним из двух входов сумматор 61 коррекции, а с выходом регулятора 68 "установочных по заданию сигналов" соединен одним из двух входов сумматор 62 коррекции. К второму входу каждого сумматора 61 и 62 коррекции подключен регулятор 71 "упреждающего корректирующего сигнала", с одним входом которого связан расходомер 42 нефтяной фракции, установленный на вводе 16 в ректификационную колонну 1, а со вторым входом регулятора 71 связан задатчик 80 расхода нефтяной фракции в указанную колонну 1.

С выходом сумматоров 61 и 62 связан одним из двух входов свой регулятор 69 и 70 "изменения теплового режима печи". К второму входу регулятора 69 подключен термометр 50, установленный в радиантной камере 36, а к второму входу регулятора 70 подключен термометр 51, установленный в радиантной камере 37. С выходом регулятора 69 связан управляемый клапан 39 подачи топлива в радиантную камеру 36, а с выходом регулятора 70 связан управляемый клапан 41 подачи топлива в радиантную камеру 37 печи 7. Кроме того, каждая ректификационная колонна 1, 2, 3 снабжена регулятором 72, 73, 74 "расхода теплоносителя в ребойлер", соответственно в ребойлер 4, 5, 6. При этом термометры 43, 44, 45, установленные в нижней части колонн 1, 2, 3, и задатчики 77, 78, 79 температуры каждой колонны 1, 2, 3 попарно 43-77, 44-78, 45-79 подключены каждый через свой вход к указанному регулятору 72, 73, 74. Термометры 43, 44, 45 подключены к регуляторам 72, 73, 74 напрямую, а задатчики 77, 78, 79 - каждый через свой сумматор 63, 64, 65. К выходу каждого регулятора 72, 73, 74 подключен управляемый клапан 27, 28, 29 подачи теплоносителя в ребойлер 4, 5, 6 ректификационных колонн 1, 2, 3, а также к упомянутому выходу всех регуляторов 72, 73, 74 подключен сумматор 66, с выходом которого связан одним своим входом регулятор 75 коррекции управляющего сигнала, со вторым входом регулятора 75 связан задатчик 81 уровня суммарного значения сигналов на управляемые клапана 27, 28, 29, расположенные на входах циркулирующего теплоносителя в колонны 1, 2, 3. Выход регулятора 75 коррекции управляющего сигнала подключен ко второму входу сумматоров 63, 64, 65, через которые задатчики 77, 78, 79 температуры в колоннах 1, 2, 3 подключены к регуляторам 72, 73, 74 расхода теплоносителя в ребойлер, которые через управляемые клапаны 27, 28, 29 связаны с ребойлерами 4, 5, 6.

Управление температурным режимом блока взаимосвязанных ректификационных колонн осуществляют следующим способом.

На задатчиках 77, 78, 79 (фиг.1 и 2) устанавливают задание на значение температуры в нижней части в каждой ректификационной колонны 1, 2, 3. На сумматоре 55 получают суммарное значение трех указанных заданий на температуру в нижней части колонн 1, 2, 3, принятых от задатчиков 77, 78, 79. На сумматоре 56 аналогично суммируют три значения измеренной термометрами 43, 44, 45 текущей температуры в нижней части каждой из трех колонн 1, 2, 3. Сумматором 57 осуществляют суммирование значений температуры на потоках теплоносителя на выходе из радиантных камер 36 и 37 печи 7, измеренных термометрами 48 и 49, затем полученное значение умножают на 0,5 в делителе 76 и усредненное значение в качестве задания подают одновременно на вход каждого из двух регуляторов 67 и 68 "установочных по заданию сигналов". Сумматором 58 сопоставляют выходной сигнал сумматора 56 и выходной сигнал сумматора 55, т.е. рассчитывают величину рассогласования ω, значение которой с выхода сумматора 58 направляют одновременно на входы сумматоров 59 и 60. На сумматоре 59 формируют значение "переменной" для регулятора 67, которое рассчитывают суммированием сигнала, полученного от термометра 48, и сигнала рассогласования ω, полученного с сумматора 58. На сумматоре 60 формируют значение "переменной" для регулятора 68, которое рассчитывают суммированием сигнала, полученного от термометра 49, и сигнала рассогласования ω, получаемого с сумматора 58. Выходные сигналы ведущих регуляторов 67 и 68 используют в качестве установочных по заданию соответствующим ведомым регуляторам 69 и 70 "изменения теплового режима печи", которые предварительно корректируют на сумматорах 61 и 62 с учетом величины отклонения измеренного текущего значения расхода нефтяной фракции по расходомеру 42 от установленного значения расхода нефтяной фракции по заданию задатчика 80 через регулятор 71 "упреждающего корректирующего сигнала".

На регуляторы 69 и 70 "изменения теплового режима печи" также подают измеренные текущие значения температуры с термометров 50 и 51, расположенных в радиантных камерах 36 и 37 печи 7. Выходные сигналы ϕ₁ и ϕ₂ регуляторов 69 и 70 подают на соответствующие управляемые клапаны 39 и 41, посредством которых управляют подачей топлива в радиантные камеры 36 и 37 печи 7. Регулятором 71 "упреждающего корректирующего сигнала" отрабатывают упреждающий корректирующий сигнал регуляторам 69 и 70 по изменению теплового режима печи 7, который предворяет возможные отклонения значений температуры на термометрах 48 и 49. В то же время регуляторами 72, 73, 74 "расхода теплоносителя в ребойлер" осуществляют стабилизацию расхода теплоносителя в ребойлерах 4, 5, 6 с учетом температуры в нижней части каждой из колонн 1, 2, 3. Входными сигналами регуляторов 72, 73, 74 являются измеренные термометрами 43, 44, 45 текущие значения температуры нижней части каждой из колонн 1, 2, 3, при этом указанные сигналы до ввода в регуляторы 72, 73, 74 корректируют на сумматорах 63, 64, 65 по величине отклонения суммарного значения управляющих сигналов ϕ₃, ϕ₄, ϕ₅ от установленного по заданию на задатчике 81, которую определяют посредством регулятора 75 "коррекции управляющего сигнала".

Выходные сигналы регуляторов 72, 73, 74 подают на соответствующие управляемые клапаны 27, 28, 29 для перераспределения общего расхода теплоносителя в ребойлерах 4, 5, 6 колонн 1, 2, 3. Регулятором 75 поддерживают значение переменной, т.е. суммарного значения управляющих сигналов ϕ₃, ϕ₄, ϕ₅ на уровне задания, установленного задатчиком 81, т.е. на уровне, который обеспечивает стабильность общего расхода циркулирующего теплоносителя, а соответственно и перепада давления в системе циркулирующего теплоносителя. Для стабилизации на некотором постоянном уровне расхода циркулирующего теплоносителя управляемые клапаны 32 и 33, расположенные на входах 30 и 31 в двухкамерную двухпоточную печь 7, снабжены стабилизаторами 82 и 83. Стабилизаторы 82 и 83 на основании показаний расходомеров 52 и 53 и благодаря стабильности суммарного значения сигналов на управляемые клапаны 27, 28, 29 поддерживают на постоянном уровне расход теплоносителя в системе "печь 7 - ректификационные колонны 1, 2, 3".

Устройство функционирует следующим образом. На отклонение температуры в нижней части одной (или всех) колонн 1, 2, 3 от заданного уровня постоянно реагируют термометры 43, 44, 45, что приводит к появлению на выходе сумматора 58 сигнала рассогласования ω, который отрабатывается регуляторами 67 и 68 "установочных по заданию сигналов" по изменению задания ведомым регуляторам 69 и 70 "изменения теплового режима печи", выходные сигналы которых ϕ₁ и ϕ₂ оказывают воздействие на управляемые клапаны 39 и 41, которые, в свою очередь, уменьшают или увеличивают расход топлива в печь 7. Одновременно на это же изменение температуры в нижней части колонны реагируют регуляторы 72, 73, 74 "расхода теплоносителя в ребойлер", которые оказывают воздействие на управляемые клапаны 27, 28, 29 для перераспределения расхода теплоносителя по ребойлерам 4, 5, 6 при сохранении стабильности общего расхода теплоносителя. Например, повысилась температура в нижней части колонны 1. Это увеличение температуры приведет к отработке регуляторами 67, 68, 69, 70 регулируемого воздействия в направлении снижения расхода топлива в обе радиантные камеры 36 и 37 печи 7.

Повышение температуры в нижней части колонны 1 одновременно приведет к отработке регулятором 72 "расхода теплоносителя в ребойлер" сигнала по частичному закрытию управляемого клапана 27. Изменение сигнала ϕ₃ при постоянстве значений ϕ₄<и ϕ₅ приводит к изменению суммарного значения управляющих сигналов на входе регулятора 75 "коррекции управляющего сигнала", следовательно, на выходе регулятора 75 будет отработан корректирующий сигнал всем трем регуляторам 72, 73, 74 "расхода теплоносителя в ребойлер" на соответствующее изменение значений ϕ₃, ϕ₄, ϕ₅ при сохранении их суммарного значения. Например, если значение ϕ₃ увеличилось на 3,0% и после отработки регулятором 75 корректирующего сигнала всем трем регуляторам 72, 73, 74 "расхода теплоносителя в ребойлер" на уменьшение суммарного значения ϕ₃, ϕ₄, ϕ₅ на эту же величину, т.е. на 3,0%, то система перейдет в состояние, при котором каждый из трех сигналов ϕ₃, ϕ₄, ϕ₅ снизится на 1,0%, и в итоге сигнал ϕ₃ будет увеличен всего на 2,0% (3,0-1,0)%, а каждый из сигналов ϕ₄ и ϕ₅ будет снижен на 1,0%. Таким образом, до изменения температуры теплоносителя на выходе из печи 7 (в рассматриваемом примере до снижения этой температуры) любые перераспределения расхода теплоносителя, связанные с перекрытием или открытием управляемых клапанов 27, 28, 29, не отражаются на общем расходе циркулирующего в системе теплоносителя и соответственно не отражаются на перепаде давления в системе "печь 7 - ректификационные колонны 1, 2, 3".

Учитывая большую (больше 10 минут) инерционность канала регулирования температуры теплоносителя на выходе из печи 7, задание по этим параметрам не выставляют извне, а формируют посредством МФК 54 в виде усредненного значения показаний термометров 48 и 49, которое формируют на сумматоре 57 и делителе 76.

Техническим результатом изобретения является повышение стабильности температуры нижней части каждой из последовательно взаимосвязанных ректификационных колонн 1, 2, 3 в условиях частых и значительных колебаний режимов этих колонн, вызываемых как непостоянством объема расхода, химического состава и температуры нефтяных фракций на вводе в первую колонну 1, так и изменяющимися требованиями к качеству и содержанию вырабатываемых в колоннах компонентов.

Повышенную стабильность температуры нижней части каждой из последовательно взаимосвязанных ректификационных колонн 1, 2, 3 достигают путем регулирования температуры теплоносителя в печи 7 с одновременным перераспределением из общего потока расхода теплоносителя в каждую колонну 1, 2, 3 при сохранении количества расхода теплоносителя в общем потоке.

Повышение стабильности температуры нижней части каждой из колонн 1, 2, 3 значительно повышает экономичность процесса, а именно снижает энергетические затраты процесса ректификации нефтяных фракций.

Формула изобретения

1. Способ управления температурным режимом блока ректификационных колонн, подключенных параллельно к печи нагрева теплоносителя не менее чем с двумя радиантными камерами, включающий измерение температуры в ректификационных колоннах, введение задания на уровень температуры в колоннах, контроль и регулирование температуры теплоносителя и регулирование расхода теплоносителя на каждую из колонн блока, отличающийся тем, что измеряют текущие значения температуры в нижней части всех ректификационных колонн и измеряемые текущие значения температуры в нижней части всех ректификационных колонн суммируют между собой, также суммируют между собой и заданные значения температуры в указанном месте всех колонн, определяют величину рассогласования найденных суммарных значений, которую суммируют с показателем температуры теплоносителя на выходе из каждой радиантной камеры в отдельности, и результаты суммирования сопоставляют с усредненным значением температуры теплоносителя на выходах из всех радиантных камер и каждый полученный результат для конкретной радиантной камеры суммируют с показателем рассогласования между уровнем расхода нефтяной фракции на вводе в первую колонну и величиной задания на расход нефтяной фракции в указанную колонну, затем каждый полученный результат суммирования согласуют с показателем температуры в соответствующей конкретной радиантной камере и выработанный сигнал подают на управляемый клапан подачи топлива в указанную радиантную камеру, в то же время измеренное текущее значение температуры нижней части каждой колонны сопоставляют с заданным значением температуры в указанном месте колонны и все полученные в результате сопоставления управляющие сигналы суммируют и найденное суммарное значение сопоставляют с определяющим перепад давления в системе циркулирующего теплоносителя заданным суммарным значением управляющих сигналов и результат сопоставления суммируют с каждым в отдельности заданным значением температуры в нижней части соответствующей колонны для получения откорректированного управляющего сигнала, который подают затем на управляемый клапан, установленный на входе в ребойлер соответствующей колонны, для перераспределения расхода теплоносителя между всеми колоннами, при этом сохраняют неизменным объем общего расхода теплоносителя.

2. Устройство для управления температурным режимом блока ректификационных колонн, подключенных параллельно к печи нагрева теплоносителя, которая имеет не менее чем две радиантные камеры, содержащее термометры, задатчики температуры в каждой из колонн, сумматоры, регуляторы и управляемые клапаны, отличающееся тем, что термометры установлены по одному в нижней части каждой колонны и связаны с сумматором, задатчики температуры для нижней части каждой колонны подключены к своему сумматору, с выходами указанных сумматоров соединен своими входами сумматор рассогласования, к выходу сумматора рассогласования подключены одним из двух входов сумматоры "переменной" по числу радиантных камер печи нагрева теплоносителя, ко второму входу каждого сумматора "переменной" подключен термометр, установленный на выходе одной из радиантных камер, а с выходом каждого сумматора "переменной" соединен одним из двух входов один из регуляторов "установочных по заданию сигналов", количество которых также равно числу радиантных камер, ко второму входу каждого из указанных регуляторов подключен делитель, а к входу делителя через сумматор присоединены упомянутые термометры, установленные по одному на выходе из каждой радиантной камеры, с выходом каждого регулятора "установочных по заданию сигналов" соединен одним из двух входов свой сумматор коррекции, а ко второму входу каждого сумматора коррекции подключен регулятор "упреждающего корректирующего сигнала", с одним входом которого связан расходомер нефтяной фракции, установленный на вводе в первую колонну, а со вторым входом регулятора "упреждающего корректирующего сигнала" связан задатчик расхода нефтяной фракции в указанную колонну, с выходом каждого сумматора коррекции связан одним из двух входов свой регулятор "изменения теплового режима печи", ко второму входу которого подключен термометр, установленный в соответствующей радиантной камере, а с выходом регулятора "изменения теплового режима печи" связан управляемый клапан подачи топлива в соответствующую радиантную камеру, кроме того, каждая ректификационная колонна снабжена регулятором "расхода теплоносителя в ребойлер", при этом термометр и задатчик температуры каждой колонны попарно подключены каждый через свой вход к регулятору "расходу теплоносителя в ребойлер" данной колонны, термометр - напрямую, а задатчик температуры - через свой сумматор, к выходу каждого регулятора "расхода теплоносителя в ребойлер" подключен управляемый клапан подачи теплоносителя в ребойлер соответствующей колонны, а также к упомянутому выходу всех регуляторов "расхода теплоносителя в ребойлер" подключен сумматор, с выходом которого связан одним своим входом регулятор "коррекции управляющего сигнала", со вторым входом которого связан задатчик уровня суммарного значения сигналов на управляемые клапаны, расположенные на входах циркулирующего теплоносителя в соответствующие колонны, а выход регулятора "коррекции управляющего сигнала" подключен ко второму входу каждого сумматора, через который задатчик температуры в соответствующей колонне подключен к регулятору "расхода теплоносителя в ребойлер" данной колонны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2