低温甲醇洗先进过程控制系统和低温甲醇洗生产系统技术方案

本实用新型专利技术涉及低温甲醇洗过程控制技术领域，尤其涉及一种低温甲醇洗先进过程控制系统和低温甲醇洗生产系统。该低温甲醇洗先进过程控制系统包括DCS控制装置和先进控制装置；先进控制装置包括相互通信连接的即时数据存储器、模型存储器、趋势预测运算器和优化控制组件；模型存储器内存储有洗涤塔模型数据和再生塔及水分离塔模型数据；趋势预测运算器预测可控变量的变化趋势；优化控制组件根据变化趋势和预定理想值计算得出最优操作量，DCS控制器组件根据最优操作量对执行组件进行调节。该低温甲醇洗生产系统包括该低温甲醇洗先进过程控制系统能够降低可控变量的波动幅度和甲醇损失，并提高自动化水平及平稳性。

【技术实现步骤摘要】
低温甲醇洗先进过程控制系统和低温甲醇洗生产系统
本技术涉及低温甲醇洗过程控制
，尤其涉及一种低温甲醇洗先进过程控制系统和低温甲醇洗生产系统。
技术介绍
相关技术中，低温甲醇洗装置通过DCS控制系统(集散控制系统)来实现对于低温甲醇洗的自动控制，并通过温度、压力、流量、液位和组分等检测仪表实现对低温甲醇洗全过程的监控。低温甲醇洗装置生产流程较长，且流程内存在较强的热量集成的情况，同时涉及较多的换热和反应过程，因此，低温甲醇洗是典型的多变量、有约束和强耦合的复杂工业过程。由于DCS控制系统的控制方案通常为常规PID(比例、积分和微分)和串级，即常规单入单出的控制方案，所以DCS控制系统已经难以解决这种过程的整体控制及优化的问题，因而造成了低温甲醇洗装置的自控投用率低、工艺参数波动大、甲醇损失多、能耗偏高等问题。
技术实现思路
本技术的第一目的在于提供一种低温甲醇洗先进过程控制系统，以在一定程度上解决现有技术中低温甲醇洗装置筛的低温甲醇洗装置的自控投用率低、工艺参数波动大、甲醇损失多、能耗偏高的问题。本技术的第二目的在于提供一种低温甲醇洗生产系统，以在一定程度上解决现有技术中低温甲醇洗生产系统的低温甲醇洗装置的自控投用率低、工艺参数波动大、甲醇损失多、能耗偏高的问题。为了实现上述目的，本技术提供了以下技术方案；基于上述目的，本技术提供的低温甲醇洗先进过程控制系统，用于低温甲醇洗装置，所述低温甲醇洗装置包括甲醇洗涤塔、甲醇再生塔、甲醇水分离塔和执行组件，所述执行组件设置于所述甲醇洗涤塔、所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔；所述低温甲醇洗先进过程控制系统包括DCS控制装置和先进控制装置，所述DCS控制装置包括通信连接的传感器组件和DCS控制器组件；所述先进控制装置包括相互通信连接的即时数据存储器、模型存储器、趋势预测运算器和优化控制组件；所述模型存储器内存储有洗涤塔模型数据和再生塔及水分离塔模型数据；所述即时数据存储器和所述优化控制组件均与所述DCS控制器组件通信连接；所述传感器组件分别获取所述甲醇洗涤塔和所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔的可控变量的即时数据，并将所述即时数据传输至并存储于所述即时数据存储器；所述即时数据存储器内存储有历史数据；所述趋势预测运算器能够根据所述洗涤塔模型数据、所述再生塔及水分离塔模型数据、所述即时数据及所述历史数据，预测所述可控变量在预设时间段内的变化趋势；所述优化控制组件能够根据所述变化趋势和预定理想值计算得出对于所述执行组件的最优操作量，并将所述最优操作量传输至所述DCS控制器组件；所述DCS控制器组件根据所述最优操作量对所述执行组件进行调节，以使所述可控变量工作在所述预定理想值。在上述任一技术方案中，可选地，所述先进控制装置还包括反馈校正器；所述反馈校正器分别与所述即时数据存储器、所述模型存储器、所述趋势预测运算器和所述优化控制组件通信连接；所述反馈校正器根据所述即时数据和所述变化趋势对所述洗涤塔模型数据和所述再生塔及水分离塔模型数据进行修正。在上述任一技术方案中，可选地，所述传感器组件包括第一传感器组件和第二传感器组件；所述第一传感器组件能够获取所述甲醇洗涤塔的第一可控变量的第一即时数据，并将所述第一即时数据传输至并存储于所述即时数据存储器；所述第二传感器组件能够获取所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔的第二可控变量的第二即时数据，并将所述第二即时数据传输至并存储于所述即时数据存储器。在上述任一技术方案中，可选地，所述优化控制组件包括洗涤塔控制器和再生塔及水分离塔控制器；所述执行组件包括设置于所述甲醇洗涤塔的第一执行组件及设置于所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔的第二执行组件；所述趋势预测运算器能够根据所述第一即时数据、所述甲醇洗涤塔模型及所述历史数据预测所述第一可控变量在所述预设时间段内的第一变化趋势；所述洗涤塔控制器能够根据所述第一变化趋势和所述预定理想值计算出对于所述第一执行组件的第一最优操作量；所述趋势预测运算器还能够根据所述第二即时数据、所述再生塔及水分离塔模型数据及所述历史数据预测所述第二可控变量在所述预设时间段内的第二变化趋势；所述再生塔及水分离塔控制器能够根据所述第二变化趋势和所述预定理想值计算出对于所述第二执行组件的第二最优操作量。在上述任一技术方案中，可选地，所述第一执行组件包括贫甲醇泵出口流量调节阀、甲醇激冷器液位调节阀、贫甲醇冷却器液位调节阀和变换气进甲醇洗涤塔流量调节阀；所述第一传感器组件包括甲醇洗涤塔出口CO2含量检测器、甲醇激冷器出口甲醇温度传感器和贫甲醇冷却器出口甲醇温度传感器；所述洗涤塔模型数据为所述第一执行组件的设定量对于所述第一传感器组件的检测量的控制模型数据。在上述任一技术方案中，可选地，所述第二执行组件包括酸性气流量调节阀、甲醇再生塔再沸器蒸汽流量调节阀和甲醇再生塔来贫甲醇流量调节阀；所述第二传感器组件包括甲醇再生塔塔顶压力传感器、甲醇再生塔顶部温度传感器、甲醇再生塔底部温度、甲醇水分离塔灵敏板温度传感器和甲醇水分离塔塔底温度传感器；所述再生塔及水分离塔模型数据为所述第二执行组件的设定值对于所述第二传感器组件的检测值的控制模型数据。在上述任一技术方案中，可选地，所述DCS控制器组件还包括DCS控制器、指令输入设备和结果显示设备；所述指令输入设备和所述结果显示设备均与所述DCS控制器相连接；所述指令输入设备用于操作人员输入所述操作量的阈值及所述可控变量的阈值；所述结果显示设备用于供操作人员监控数据。在上述任一技术方案中，可选地，所述低温甲醇洗先进过程控制系统还包括第一通信器件、第二通信器件和OPC服务器：所述DCS控制器组件通过所述第一通信器件与所述OPC服务器通信，所述优化控制组件通过所述第二通信器件与所述OPC服务器通信。基于上述第二目的，本技术提供的低温甲醇洗生产系统包括低温甲醇洗装置以及上述任一技术方案提供的低温甲醇洗先进过程控制系统。采用上述技术方案，本技术的有益效果：本技术提供的低温甲醇洗先进过程控制系统，包括DCS控制装置和先进控制装置。通过建立洗涤塔模型数据和再生塔及水分离塔模型数据，为趋势预测运算器预测变化趋势提供了更加精准的模拟环境，从而得到的变化趋势也更加贴合实际的变化规律，提高预判的准确性。进一步地，将该变化趋势与预定理想值进行比较的得到的最优操作量，相较于直接通过DCS控制器组件得到控制指令的方案，更加能够适应低温甲醇洗装置的多变量、有约束和强耦合的复杂性，通过自动过程控制即可使低温甲醇洗装置的工作状态趋近于理想状态，能够有效减少操作人员的操作量，不仅能够降低人工操作强度还能够提高自动化水平，从而减少各塔温度、闪蒸罐液位、流量等工艺参数波动、提升安全性和平稳性、降低甲醇损失及冷量损失的问题。本实施例提供的低温甲醇洗生产系统，包括该低温甲醇洗先进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温甲醇洗先进过程控制系统，用于低温甲醇洗装置，其特征在于，所述低温甲醇洗装置包括甲醇洗涤塔、甲醇再生塔、甲醇水分离塔和执行组件，所述执行组件设置于所述甲醇洗涤塔、所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔；/n所述低温甲醇洗先进过程控制系统包括DCS控制装置和先进控制装置，所述DCS控制装置包括通信连接的传感器组件和DCS控制器组件；所述先进控制装置包括相互通信连接的即时数据存储器、模型存储器、趋势预测运算器和优化控制组件；所述模型存储器内存储有洗涤塔模型数据和再生塔及水分离塔模型数据；/n所述即时数据存储器和所述优化控制组件均与所述DCS控制器组件通信连接；所述传感器组件分别获取所述甲醇洗涤塔和所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔的可控变量的即时数据，并将所述即时数据传输至并存储于所述即时数据存储器；所述即时数据存储器内存储有历史数据；/n所述趋势预测运算器能够根据所述洗涤塔模型数据、所述再生塔及水分离塔模型数据、所述即时数据及所述历史数据，预测所述可控变量在预设时间段内的变化趋势；/n所述优化控制组件能够根据所述变化趋势和预定理想值计算得出对于所述执行组件的最优操作量，并将所述最优操作量传输至所述DCS控制器组件；/n所述DCS控制器组件根据所述最优操作量对所述执行组件进行调节，以使所述可控变量工作在所述预定理想值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低温甲醇洗先进过程控制系统，用于低温甲醇洗装置，其特征在于，所述低温甲醇洗装置包括甲醇洗涤塔、甲醇再生塔、甲醇水分离塔和执行组件，所述执行组件设置于所述甲醇洗涤塔、所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔；
所述低温甲醇洗先进过程控制系统包括DCS控制装置和先进控制装置，所述DCS控制装置包括通信连接的传感器组件和DCS控制器组件；所述先进控制装置包括相互通信连接的即时数据存储器、模型存储器、趋势预测运算器和优化控制组件；所述模型存储器内存储有洗涤塔模型数据和再生塔及水分离塔模型数据；
所述即时数据存储器和所述优化控制组件均与所述DCS控制器组件通信连接；所述传感器组件分别获取所述甲醇洗涤塔和所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔的可控变量的即时数据，并将所述即时数据传输至并存储于所述即时数据存储器；所述即时数据存储器内存储有历史数据；
所述趋势预测运算器能够根据所述洗涤塔模型数据、所述再生塔及水分离塔模型数据、所述即时数据及所述历史数据，预测所述可控变量在预设时间段内的变化趋势；
所述优化控制组件能够根据所述变化趋势和预定理想值计算得出对于所述执行组件的最优操作量，并将所述最优操作量传输至所述DCS控制器组件；
所述DCS控制器组件根据所述最优操作量对所述执行组件进行调节，以使所述可控变量工作在所述预定理想值。


2.根据权利要求1所述的低温甲醇洗先进过程控制系统，其特征在于，所述先进控制装置还包括反馈校正器；
所述反馈校正器分别与所述即时数据存储器、所述模型存储器、所述趋势预测运算器和所述优化控制组件通信连接；
所述反馈校正器根据所述即时数据和所述变化趋势对所述洗涤塔模型数据和所述再生塔及水分离塔模型数据进行修正。


3.根据权利要求1所述的低温甲醇洗先进过程控制系统，其特征在于，
所述传感器组件包括第一传感器组件和第二传感器组件；
所述第一传感器组件能够获取所述甲醇洗涤塔的第一可控变量的第一即时数据，并将所述第一即时数据传输至并存储于所述即时数据存储器；
所述第二传感器组件能够获取所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔的第二可控变量的第二即时数据，并将所述第二即时数据传输至并存储于所述即时数据存储器。


4.根据权利要求3所述的低温甲醇洗先进过程控制系统，其特征在于，
所述优化控制组件包括洗涤塔控制器和再生塔及水分离塔控制器；
所述执行组件包括设置于所述甲醇洗涤塔的第一执行组件及设置于所述甲醇再生塔及甲醇水分离塔的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德瑞，王向东，孙乐文，
申请(专利权)人：新能廊坊能源化工技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13