[发明专利]一种基于热值的精馏塔液位控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及化工、冶金、制造等领域，特别是涉及一种适用于化工企业基于热值的精馏塔液位的控制方法和装置。

背景技术

在化工生产过程中，在换热器热媒流量或温度波动时，仍需要保持精馏塔液位稳定。现有的控制方案在设计和实际使用方面均存在一定的困难。首先，传统控制方案仅考虑稳定换热器热媒出口流量，如果热媒温度在公用工程异常情况下低于正常值，则原先稳定的热媒流量无法提供足够的热量来保持精馏塔液位稳定；其次，当精馏塔液位因受上述情况影响而被打破平衡后，为了使精馏塔液位不超过安全上限，需要考虑从精馏塔塔底排放部分产品或增加热媒流量，进而维持精馏塔液位稳定在设定值；最终，从塔底排放部分产品会带来收率的下降，增加热媒流量需要操作工凭经验人工进行控制。这两种方法均会造成精馏塔内液位的大幅波动。这种传统操作方式，会对化工生产的产品收率和最终产品质量造成严重影响，甚至带来安全隐患。

图1示出了现有技术中化工企业的操作流程，全过程的人工操作使得操作人员劳动强度大、生产效率低、物耗和能耗上升、产品质量不稳定。

发明内容

基于上述现有技术存在的缺陷，需要提供一种基于热值的精馏塔液位控制方法和装置，以便最大限度地降低物耗提高收率、稳定产品质量、降低操作工人劳动强度，同时减少企业安全生产风险。

为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供了一种基于热值的精馏塔液位控制方法，该方法包括以下步骤：

精馏塔液位设定步骤，根据工艺要求设定精馏塔液位SV；

精馏塔液位测量步骤，测量精馏塔实际液位值PV；

热值测量步骤，测量换热器热媒向精馏塔输入的实际热值；

液位自动控制步骤，根据所设定的精馏塔液位SV和所测得的实际液位值PV，通过闭环反馈控制算法，计算得到换热器的热媒流量第一值CV1，以将精馏塔中的液位自动控制在设定值；

热值自动控制步骤，根据所述实际热值，对所述热媒流量第一值CV1进行调节，得到热媒流量第二值CV2；

热媒流量执行步骤，控制所述换热器的流量阀，使其开度实现所述热媒流量第二值CV2。

在优选的实施方式中，本发明的方法进一步包括运行结果显示步骤，动态显示精馏塔液位设定值和实际测量值。

在优选的实施方式中，上述热值测量步骤包括：测量热媒在换热器入口处的温度；测量热媒在换热器出口处的温度；测量换热器热媒的出口流量，所述热值由换热器出、入口温差与所述出口流量计算得到。若此，所述运行结果显示步骤还可以显示换热器热媒出入口温度和流量测量值。

作为本发明的第二个方面，还提供了一种基于热值的精馏塔液位控制装置，该装置包括：

精馏塔液位设定模块，用于接受精馏塔液位设定值SV的输入；

精馏塔液位测量模块，用于测量精馏塔的实际液位值PV；

热值测量模块，用于测量换热器热媒状态，获得向精馏塔输入的实际热值；

反馈控制算法模块，用于根据所设定的精馏塔液位SV和所测得的实际液位值PV，通过闭环反馈控制算法，计算得到换热器的热媒流量第一值CV1，然后，根据所述实际热值，对所述热媒流量第一值进行调节，得到热媒流量第二值CV2；

执行模块，用于控制所述换热器的流量阀，使其开度实现所述热媒流量第二值CV2。

本发明克服了现有技术用人工方法调节精馏塔出料量或换热器热媒流量控制精馏塔液位的技术缺陷，通过热值控制将由于热媒波动对精馏塔液位影响的可能性降至最低，最大限度地减少由于热媒波动导致化工生产过程收率下降和产出不合格品的可能性。

附图说明

图1给出了现有技术中采用人工操作控制精馏塔液位的示意图；

图2给出了本发明的基于热值的精馏塔液位控制方法和装置的总体示意图；

图3给出了本发明的基于热值的精馏塔液位控制方法的优选实施示意图；以及

图4给出了本发明的基于热值的精馏塔液位控制装置的优选实施示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图2的流程图，其示出本发明的基于热值的精馏塔液位控制方法的总体方案，其中列出各操作步骤。该控制方法包括以下步骤：

精馏塔液位设定步骤，根据工艺要求设定精馏塔液位；

精馏塔液位自动控制步骤，自动控制精馏塔液位达到设定值；

精馏塔液位测量步骤，测量精馏塔液位实际值；