Способ автоматического управления процессом пуска и останова пиролизных печей

Способ автоматического управления процессом пуска и останова пиролизных печей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реснублни

О П И С А Н И Е < 1881111

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

* з

С р (61) Дояолнительиое к авт. свнд-ву— (22)Заявлено 25.12,79 (21) 2876594/23-26 с присоединением заявки М (23) П риоритет— (51)М. Кл.

С 1О 6 9/20

G 05 0 27100

1юсуаарствекый квинтет

СССР по делан язе4ретеняй я откритнй

Опубликовано 15.! 1.81. Бюллетень М 42

Дата онублнковання описания 1 5 . 1 1. 81 (53) УДК 66.012-52 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В .А. Курицын, Ю. В. Родных, М. P у В. В. Кафаров, С.Е.Мельников и С.Г Анах(фу .

7 а Б,.1т6;."

° " i E

/ (71) Заявитель о (54 ) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ПУСКА И ОСТАНОВА ПИРОЛИЗНЬЙ

ПЕЧЕЙ в печь (2$ .

Изобретение относится к автоматическому управлению пиролиэными печами в производстве олефинов, а именно к способам автоматического управления процессом пуска-останова,и может.быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ автоматического регулирования пускового режима уста-, новки пиролиза бензина путем последовательного пуска печей пиролиза, отделения подготовки пирогаза, пирогазового компрессора и аппаратов отделения газораэделения jl).

Известен также способ автоматического управления пиролиэными печами

15 при их переключении путем регулирования подачи сырья в печь в зависимости от режима работы печи и закалочно — испарительных аппаратов регулиЭ

20 рования подачи пара-разбавителя в печь и температуры пирогаза на выходе печи изменением подачи топлива

Недостатком данных способов автоматического управления является то, что при управлении по ним не учитывается состав пирогаза на выходе из закалочно-испарительных аппаратов, т.е. при переключении печей допускаются большие потери исходного сырья, невысокая производительность по целевым продуктам. Не учитывается также температура дымовых газов на потолке печей, характеризующая теплопротяженность их стальнои конструкции и дав- ление в барабанах закалочно-испарительных аппаратов, достигающее 130 ат, что может привести к тяжелым авариям в момент переключения печей. Все это снижает производительность печей по целевым продуктам.

Цель изобретения — повышение производительности печи по целевым продуктам.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу при пуске и останове печи подачу сырья, пара-раэ8811

15

40

d T(z) при О«Т «т

T при Т Т" (4) дт 2 по) 55

Ф .и значений температуры пирогаза на выходе из печи перед ее пуском Т" (бавителя и температуру пирогаэа на выходе.печи регулируют в зависимости от состава пнрогаэа на выходе иэ эакалочно-испарительных аппаратов и температуры дымовых газов на потолке лечи, а при пуске печей подачу сырья, пара-разбавителя и температуру пирогаза дополнительно регулируют в зависимости от давления в барабанах закалочно-испарительных аппаратов.

На чертеже изображена схема реализации данного способа, Расход сырья и лара-разбавителя в печь 1 измеряют соответственно датчиками 2 и 3 и регулируют с .помощью регуляторов 4 и 5 и регулирующих клапанов 6 и 7. Температуру дымовых газов на потолке печи измеряют датчиками 8. Температуру пирогаза . на выходе печи измеряют датчиком 9 температуры и регулируют с помощью регулятора 10 и регулирующего клапана II. Состав пирогаэа на выходе иэ эакалочно — испарительных аппаратов

l2 печей измеряют датчиком 13 соста"

25 ва. Давление пара в барабане закалоч" но"испарительного аппарата 14 измеряют датчиком 15 давления. Информация с датчиков 2,3,8,9,13 и 15 поступает на входы блока 16 оптимизации

30 пуска-останова печей. Выходы блока оптимизации печи соединены с камерами заданий регуляторов расхода сырья,. пара-разбавителя в печи и температуры пирогаза на выходе печи °

Способ осуществляется следующим образом.

Блок 16 оптимизации пуска-остЬнова печи оптимизирует ее работу во времени пуска или останова. Оптимизация осуществляется следующим образом. Вначале определяется минимально возможное время пуска (останова ) печи, исходя из ограничений, накладываемых технологическим рег.ламентом на скорость изменения тем- 45 пературы пирогаза на выходе из печи во время ее пуска (останава) .

11 4 (или остановом To ) и после ее пуска . в работу Т (нли останова Т ) н к 1

TS-Т„Т0 - TS

АТ ЬТ IlpH Т 1ТП при Т 4Т", сП Й)

2 где - скорость изменения температуры пирогаза на выходе печи, —;

С

Ч

Т (С) — температура пирогаза на выходе печи при ее пуске или останове в каждый момент времени, С; о

Т вЂ” температура на потолке

))от пиролизной печи во времени пуска-останова в каждый момент времени, оС;

Т вЂ регламентное значение температуры на потолке печи, С;

0.

) 11И ) - регламентные значения скорости изменения температуры пирогаэа на выходе печи, С; о

Т вЂ” значение температуры пирогаза на выходе лечи, соответствующе е ре гламентному значению температуры потолка печи, определяется иэ соотношения

Т -х

T= ° (3) б К, 4 где Kg и К вЂ” коэффициенты, определяемые экспериментально по тепловым характеристикам пиролиэной пе чи. Ф

После определения по соотношению (2) минимально возможного времени пуска (останова) печи С0 > в блоке

16 определяется значение расхода сырья в печь Fg (9 ) подаваемого в печь в каждый момент времени С.

Закон изменения Г (С) при заданном ограничении (1) закона изменения температуры пирогаза на выходе из печи Т (V) должен быть таким, чтобы значение интегрального критерия эффективности работы печи Й (T) за заданное время ее пуска (останова) было максимальным (т)= 5 F,I E e,й) ; А )=так,(4)

flPH Pl+(g +

tlute) 881 1!

15

25

35

50

m(i)

B g)=a,+a (тд-a .) +а (Fg) a ),(s) где В1(с)- закон изменения выхода i -го целевого продукта в зависимости от Г () и T (i), вес.7 1 в цена i-ого товарного прорыв дукта, РЦ6

С вЂ” цена сырья ° кГ

m(i)= 2, при i = 1,2;

m(i) = 1, при 1 =345и 6; — индекс целевого продукта; — 1 — этилен;

2 — пропилеи;

3 — этан;

i = 4 — бутилен-дивинильная фракция;

= 5 — гидро-стабилизированный бензин;

= 6 — тяжелое жидкое топливо.

01 a„ аг) а31 а41 — КОЭффнциенты, определяемые по стати че ским хар актеристикам каждой пиролизной печи и корректируемые по модели процесса пиролиза:

Ь; сг) =ao О„;(т )t)+a„.)

+,;(Р." )-.,), ()

rl гг и где 6; ()гт (<>,S«<) — измерение значения соответственно выхода

i-ого целевого продукта, температуры пирогаэа на выходе печи н расхода сырья в печь в каждый момент времени С .

На максимизацию критерия (4) при пуске пиролизной печи технологическим регламентом накладывается ограничение по скорости роста давления в барабане закалочно-испарительного аппарата (ЗИА):

-АР Pu) i

dP()»

С(2 тРи P) Р()(Р ) (7) dP

=) Р при pg) ъ р

l1 6 где P(t ) - давление в барабане закалочно-кспарительного аппарата в момент времени Р, измеряемое даткг чиком давления 15, — 3 см выражается через расход сырья в печь и температуру ирогаэа на выхода иэ печи по формуле

Р(с)= + т- ()+ ° )+ .к

r (с>+Ь,Т (t),ß) где ЬР, ЬР2,ЬР— .регламентные значения скорости повышения давления в барабане

ЗИА kr см

РР Р

Ъ вЂ” регламентные значения давления в барабане ЗИА, —, кГ СМ 0)04)6 гб3гВ КОЭффицИЕНТЫ ОПрЕ деляемые по статическим характеристикам каждой IIHpoJIHsHoH печи и корректируе)ые по формуле

РЪ=5,.3, F,""Ф+5 (Г g))+

+ 5,т (i)+5„(T "к)), (д) где (ц, "(г1, Tгг(г-) — соответственно измеренные значения давления в барабане ЗИА, расхода сырья в печь и температуры .пирогаэа на выходе из печи.

Таким образом, при останове какой- либо печи в блоке 16 оптимизации вначале определяют минимально допустимое время останова по формуле (2), а затеи максимизируют интегральное значение критерия (4) на отрезке времени О, С ), при пуске печи м-1 вначале также определяют минимально

М допустимое время пуска (С„ ), затем при ограничениях (7) максимиэируют значение интегрального критерия (4) на отрезке t 0 сд 1, причем и при

М останове и при пуске закон изменения температуры пирогаза на выходе печи задается ограничениями (1), а максимизацию критерия (4) осуществляют за счет нахождения оптимального закона изменения подачи сырья в печь 0(С )Расход пара-разбавителя в пиролиэную печь в каждый момент времени С определяется иэ соотношения

88»» пиролизных печей при .пусках и остановах агрегатов.

Формула изобретения

20 где и (t) " заданный закон измене"

niO) ния соотношения пар, сырье для пиролизной печи в простейшем случае задается технологическим регламентом постоянной величиной.

Исходя из рассчитанных в каждый момент времени Е в интервале Oь . « Г „ > значений расхода сырья в печь Га (t ), расхода пара-равбавите- ля FÄ (t ) и температуры пирогаэа на выходе из печи Т (С ) определяются уставки соответствующим регуляторам значения уставок регуляторам на предыдущем шаге управления в момент времени t -ü С вЂ” текущее время, ч.

Использование данного способа поэ" воляет повысить эффективность работы

Способ автоматического управления процессом пуска и останова пиролизных печей путем регулирования подачи сырья в печь в зависимости от режима работы печи и закалочно-испарительных аппаратов, регулирования подачи пара-разбавителя в печь и температуры пирогаза на выходе печи изменением подачи топлива в печь, о т л и ч а юшийся тем,,что, с целью повышения производительности печи по целевым продуктам, при пуске и останове печи подачу сырья, пара-разбавителя и температуру пирогаза на вы— ходе печи регулируют в зависимости от состава пирогаза на выходе из закалочно-испарительных аппаратов и температуры дымовых газов на потолке печи, а при пуске печей подачу сырья, пара-разбавителя и температуру пирогаэа дополнительно регулируют в зависимости от давления в барабанах закалочно-испарительных аппаратов.

Источники информации, принятые во внимание при экспер тизе

l. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2864700/23-26 кл. С 10 G 9/20, 03.01.80.

2., Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2655312/23-26, кл. С 10 G 9/20, 1978.

881111

Со ст авитель Г. Огаджанов

Редактор Н.Минко Техред Т.Маточка Корректор А.Ференц

Закаэ 9871/42 Тираж 551 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4