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 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 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 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 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 445 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 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 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 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 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 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 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