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1、 仿真培训系统软件说明书 北京东方仿真控制技术有限公司 仿真工程事业部 2004 年 12 月 第一章 装置概况 第一节 工艺流程简述 1 概述 转化工段包括下列主要部分 原料气脱硫 原料气的一段蒸汽转化 转化气的二段转化 高变 低变 给水 炉水 蒸汽系统 2 原料气脱硫 原料天然气在原料气预热器 141 C 中被低压蒸汽预热后 进入活性 碳脱硫槽 101 DA 102 DA 一用一备 进行初脱硫后 经压缩机 102 J 加压 在一段炉对流段低温段加热到 230 左右与 103 J 段间来氢 混合后进入 Co Mo 加氢和氧化锌脱硫槽 108 D 终脱硫后 天然气中的 总硫 0 1ppm 3
2、原料气的一段蒸汽转化 脱硫后的原料气与中压蒸汽混和后 经对流段高温段加热后 进入一段 炉 101 B 的 336 根触媒反应管进行蒸汽转化 管外由顶部的 144 个烧嘴 提供反应热 经一 段转化后 气体中残余甲烷在 10 左右 4 转化气的二段转化 一段转化气进入二段炉 103 D 在二段炉中同时送入工艺空气 工 艺空气来自空气压缩机 101 J 加入少量中压蒸汽并经对流段高温段预热 转化气中的 H2 和空气中的氧燃烧产生的热量供给转化气中的甲烷在二段炉触媒 床中进一步转化 出二段炉的工艺气残余甲烷含量 0 3 左右 经并联的两台第 一废热锅炉回收热量 再经第二废热锅炉进一步回收余热后 送去变
3、换 5 变换 由第二废热锅炉来的转化气约含有 12 14 的 CO 进入高变炉 104 DA 在高变触媒的作用下将部分 CO 转化成 CO2 经高温变换后 CO 含量降到 3 左右 然后经第三废热锅炉 103 C 回收部分热能 经换 热器 104 C 进入低变炉 104 DB 在低变触媒的作用下将其余 CO 转化 为 CO2 出低变炉的工艺气中 CO 含量约为 0 3 左右 6 给水 炉水 蒸汽系统 合成氨装置开车时 将从界外引入 3 8MPa 327 的中压蒸汽约 50T H 辅助锅炉和废热锅炉所用的脱盐水从水处理车间引入 用并联的 低变出口气加热器 106 C 和甲烷化出口气加热器 134
4、 C 预热到 100 左右 进入除氧器 101 U 脱氧段 在脱氧段用低压蒸汽脱除水中溶解氧后 然后在储水段加入二甲基硐肟除去残余溶解氧 最终溶解氧含量小于 7PPb 除氧水加入氨水调节 PH 至 8 5 9 2 经锅炉给水泵 104 J JA JB 经并联的合成气加热器 123 C 甲烷化气加热器 114 C 及一段炉对流 段低温段锅炉给水预热盘管加热到 295 左右进入汽包 101 F 同时在汽 包中加入磷酸盐溶液 汽包底部水经 101 CA CB 102 C 103 C 一段炉 对流段低温段废热锅炉及辅助锅炉加热部分汽化后进入汽包 经汽包分离出的 饱和蒸汽在一段炉对流段过热后送至 103
5、 JAT 经 103 JAT 抽出 3 8MPa 327 中压蒸汽 供各中压蒸汽用户使用 103 JAT 停运时 高压 蒸汽经减压 全部进入中压蒸汽管网 中压蒸汽一部分供工艺使用 一部分供 凝汽透平使用 其余供背压透平使用 并产生低压蒸汽 供 111 C 101 U 使用 其余为伴热使用在这个工段中 缩合 脱水反应是在三个串联的反应器中 进行的 接着是一台分层器 用来把有机物从液流中分离出来 第二节 工艺仿真范围 转化装置转化工段仿真以主工艺物流的工艺过程和设备为主 对于公用工 程和附属系统不进行过程定量模拟 只做事故定性仿真 如 停冷却水 停蒸汽 等 具体包括如下过程在内 原料气脱硫原料气脱
6、硫 原料气的一段蒸气转化 转化气的二段转化 变换 给水炉水蒸汽系统 由于本仿真系统主要以仿DCS操作为主 因而 在不影响操作的前提下 对一些不很重要的现场操作进行简化 简化主要内容为 不重要的间歇操作 部分现场手阀 现场盲板拆装 现场分析及现场临时管线拆装等等 另外 根 据实际操作需要 对一些重要的现场操作也进行了模拟 并根据DCS画面设计 一些现场图 在此操作画面上进行部分重要现场阀的开关和泵的启动停止 对 DCS的模拟 以化工厂提供的DCS画面和操作规程为依据 并对重要回路和关 键设备在现场图上进行补充 下图为转化工段仿真培训软件大概内容 现场画 面见附图 第三节 控制回路一揽表 转化装置
7、转化工段仿真培训系统共涉及到仪表控制回路如下 这些回路 的详细内容见下表 该表给出了仪表回路的公位号 回路描述 工程单位 正常设定及正常输出 这些内容仅供操作参考 转化工段仪表回路一览表 原料气脱硫 回路名称回路描述工程单位设定值输出 PRC1 原料气入口压力控制 MPA 1 82 50 PRC102 102 J 出口压力控制 MPA 3 86 50 PRC69 102 J 入口压力控制 MPA 1 82 50 FIC12 102 J 防喘震流量控制 KG H 0 50 FRCA1 102 J 出口流量控制 KG H 24556 50 FRCA2 101 B 进蒸汽量控制 KG H 67000
8、 50 FFC2 水碳比例控制 3 5 50 一段炉变换 回路名称回路描述工程单位设定值输出 PRC1018 101 F 压力控制 MPA 10 6 50 AICRA6 辅锅氧含量控制 3 50 FIC1003 辅锅进风量控制 KG H 7611 50 PICAS103 101BJA 出口压力控制 MPA 1147 50 PRCA19 101B 压力控制 MPA 50 50 PRC34 燃气进料总压力控制 MPA 0 8 50 FRC1002 辅锅燃气进量控制 KG H 2128 50 FIC1004 过热烧嘴风量控制 KG H 15510 50 TRCA123 过热蒸汽温度控制 DEGC 4
9、45 50 8 FIC1237 过热烧嘴燃气量控制 KG H 320 50 AICRA6 辅锅氧含量控制 3 50 PICA21 辅锅压力控制 MPA 50 50 二段转换 回路名称回路描述工程单位设定值输出 FRCA3 二段转化进空气流量控制 KG H3375750 FRCA4 101 J 出口总流量控制 KG H3375750 TRCA104 进 104 DA 温度控制 DEGC37150 变换 回路名称回路描述工程单位设定值输出 TRCA11 进 104 DB 物料温度控制 KG H 2400 LICA22 101 U 液位控制 50 50 LRCA76 101 F 液位控制 50 50
10、 蒸汽生产 回路名称回路描述工程单位设定值输出 PIC13 MS 压力控制 MPA3 86550 PIC14 50 蒸汽流压力控制 MPA0 3450 PIC17 20 蒸汽压力控制 MPA1 37850 PIC25 545 蒸汽压力控制 MPA0 3450 LICA2135 JC 5050 第二章 装置冷态开工过程 1 引 DW 除氧器 101 U 建液位 水 蒸汽系统图 图 P5 现场开预热器 106 C 134 C 入口总阀 LVV08 开入 106 C 阀 LVV09 开入 134 C 阀 LVV10 开 106 C 134 C 出口总阀 LVV13 开 LICA23 现场开 101
11、U 底排污阀 LCV24 当 LICA23 达 60 投自动 2 开 104 J 汽包 101 F 建液位 水 蒸汽系统图 图 P5 现场开 101 U 顶部放空阀 LVV20 现场开低压蒸汽进 101 U 阀 PCV229 开加 DMKO 阀 以利分析 101 U 水中氧含量 开 104 J 出口总阀 MIC 12 开 MIC 1024 开 SP 7 在辅操台 图 P7 按 SP 7 开 按钮 现场开加 NH3 阀 KVV23 开 104 J JB 开入口阀 LVV25 LVV36 开平衡阀 LVV27 LVV37 开回流阀 LVV26 LVV30 开 104 J 的透平 MIC 27 28
12、 启动 104 J JB 开 104 J 出口小旁路阀 LVV29 LVV32 控制 LR1 既 LRCA76 50 投自动 在 50 3 开 101 BJ 101 BU 点火升温 101 B 辅锅图 图 P2 开风门 MIC 30 开 MIC 31 已开 开 AICRA8 控制氧含量 4 左右 开 PICA21 控制辅锅炉膛付压 60Pa 左右 全开顶部烧嘴风门 LVV71 LVV73 LVV75 LVV77 LVV79 LVV81 LVV83 LVV85 LVV87 点火现场 1 点火现场 2 的 1 9 排空气伐 现场先开一段炉引风机 101 BJ 再开 PRCA19 控制 PICA19
13、 与 PICA21 在 50Pa 左右 到辅操台 图 P7 按 启动吹扫 按钮 到辅操台 图 P7 把 101 B 工艺总联锁开关打旁路 现场开燃料气进料总压力控制 PRC 34 后截止阀 在燃料气系统图上全开 PCV36 图 P6 MIC1264 下面 并在 P2 现场开 截止阀 LVV46 在燃烧管线上的控制阀 MIC1284 上方的蒸汽管线上 把燃料气进料总压力控制 PRC 34 设在 0 8MPa 投自动 开点火烧嘴考克阀 点火现场 3 从上往下数第 3 排上从左往右数 2 4 6 阀 按点火启动按钮 点火现场 3 第 3 排 2 4 6 伐下方的方块 开主火嘴考克阀 点火现场 3 从
14、上往下数第 3 排上从左往右数 1 3 5 伐 在燃料气系统图上开 FRC1002 并全开 MIC1284 MIC1274 MIC1264 在辅操台 图 P7 上按 蒸汽温度高复位 按钮 101 F 液位低复位 按 钮 允许 101 BU 就地点火 按钮 101 BU 升温 升压 水 蒸汽系统图 图 P5 在升压前 稍开 101 F 顶部 2 寸管放空阀 当产汽后加 Na3PO4 LVV02 现场开过热蒸汽总阀 LVV03 当 PI 90 0 4Mpa 时 开 101 F 蒸汽出口大阀 用过热蒸汽总阀控制 升压 关 101 F 顶部 2 寸管放空阀 当 PI 90 达 6 3Mpa TRCA
15、1238 比 TI1 34 大于 50 80 时 进行安 全阀试跳 4 108 D 升温 硫化 一段转化图 图 P1 现场全开 101 DA 进出口阀 现场全开 102 J 大副线 LLV15 在辅操台上按 SP 2 复位 按钮和 SP 2 开 按钮 稍开 102 J 出口流量控制阀 FRCA1 现场全开 108 D 入口阀 LLV35 现场全开入界区 NG 大阀 LLV201 稍开原料气入口压力控制 PRC1 现场开 108 D 出口放空 LLV48 将 FRCA1 缓慢提升至 30 7367Nm3 h 开现场开 141 C 的低压蒸汽 将 TI1 1 加热到 40 50 当 TI 109
16、为 200 时 开界外加氢阀 TI109 为 108 D 的温度 当 AR 4 0 5PPM 稳定后 准备投料 5 空气升温 二段转化及高低变 图 P4 开二段转化炉 103 D 工艺气出口阀 HCV 8 开 TRCA10 TRCA11 启动 101 J 投 101 J 段间换热器 CW 按辅操台 图 P7 上 FCV 44 复位 按钮 全开空气入口阀 LLV13 开 101 J 透平 SIC 101 按辅操台 图 P7 上 101 J 启动复位 按钮 控制 PR 112 在 1 6Mpa 开空气升温阀充压 当 PI 63 升到 0 2 0 3MPa 时 渐开 MIC 26 保持 PI 63 0 3Mpa 开 SP 3 旁路 加热 103 D LLV39 当温升速度减慢 点火嘴 在辅操台 图 P7 上按 101 B 燃料气复位 按钮 开炉顶烧嘴燃料气控制阀 MIC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 开一到九排点火枪 开一到九排顶部烧嘴考克阀 当 TR1 105 达 200 TR1 109 达 140 后 准备 MS 升温 6 MS 升温 二段转化及高低变 到辅操台按 SP 6 开 按
