本发明专利技术公开了一种煤气化制甲醇模拟实训平台，包括实训装置和控制平台，实训装置包括依次由工艺管道连接的焦化炉、气液分离器、煤气初冷塔CO变换单元和甲醇合成与精制单元等多个设备；工艺管道上设有用于测控的阀门和泵体，控制平台包括：安装有仿真系统的上位机、DCS控制系统和显示仪表，其中：DCS控制系统用于接收仿真系统通过数学模型演算得出的数据，并通过IO模块输出控制信号给阀门和泵体；上位机用于接收阀门和泵体的状态信息、建立数据模型、进行工艺参数的计算；显示仪表用于现场显示工艺参数的瞬时值。本发明专利技术具有较强的实践性和操作性，将实际操作与计算机仿真有机结合起来，更好地实现了理论与实践一体化的教学目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种实装置模拟实训平台，更具体说，涉及一种用于煤气化制甲醇实训系统。
技术介绍
甲醇是一种重要的基本有机化工产品，在化工、医药、轻纺、国防等许多工业部门有着广泛用途。此外，甲醇又是一种很好的有机溶剂，是新一代能源的重要原料，是一种易燃的液体，具有良好的燃烧性能，可以应用于运输、工业、厨房和发电用燃料中。煤气化制甲醇是工业上最常用的甲醇生产方法，也是各类院校化工类及相关专业教学和专业实习的重要内容之一。传统上采用小型的实训装置对学生进行技能培训，但是很难真正地将生产装置移植到教学实训室实现正常开车、稳定运行，为学生提供工厂生产 整个流程的认识和实践机会。这一方面是因为实际开车涉及到原料及设备维护等很多实际问题，成本较高，一般院校不会持续提供这部分资金；另一方面即使让学生开车运行，产出的产品合格率也很低，达不到商品化的程度，毕竟学生知识水平及动手能力参差不齐，投入的资金很难获得收益。此外，装置实际运行过程中的安全及“废气、废水、废渣”排放问题突出，普通院校教学实训室这方面的设施均不够完善。近年来，计算机仿真系统被大量引入各类院校的技能培训中，即用计算机模拟DCS控制环境，用其中运行的实时动态数学模型取代真实地生产装置，对学生进行实训装置的操作技能训练。但是这种仿真系统也存在很多弊端，这种系统大多只能以工艺流程图的形式展示或仿真训练，学生只能看到设备大致外形和主要物料走向，直观性差，不能看到生产装置的全貌，工程化概念不突出，无法模拟实际开车过程，不能充分调动学生的积极性，很难让他们对原料到产品的整个生产过程有深刻的印象及清楚的认识，影响了学生对生产过程的认知、感知和实际操作技能的培养。为了提高化工类毕业生的知识、技能及素质，实现学校与企业的“零距离”对接，非常有必要搭建一种实际操作与计算机仿真有机结合的煤气化制甲醇实训系统。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供一种煤气化制甲醇实训系统，具有较强的实践性和操作性，将实际操作与计算机仿真有机结合起来，更好地实现了理论与实践一体化的教学目的。为了解决上述技术问题，本专利技术煤气化制甲醇模拟实训平台予以实现的技术方案是包括实训装置和控制平台，所述实训装置包括依次由工艺管道连接的焦化炉、气液分离器、煤气初冷塔、氨水澄清槽、氨水槽、焦油中间槽、焦油槽、电捕焦油器、冷却油洗萘塔、氨洗脱硫塔、脱硫塔、终冷塔、脱苯洗涤塔、吸收塔、再生塔、CO变换单元和甲醇合成与精制单元；所述工艺管道上设有用于测控的阀门和泵体，所述控制平台包括安装有仿真系统的上位机、DCS控制系统和显示仪表，工艺管道上的阀门和泵体均与所述上位机和所述DCS控制系统连接，所述显示仪表与所述上位机连接；其中所述DCS控制系统用于接收仿真系统通过数学模型演算得出的数据，并通过DCS控制系统的IO模块输出控制信号给阀门和泵体；安装有仿真系统的上位机用于接收用户设定的工艺管路上阀门和泵体状态量及设定的工艺条件及其根据需求所确定的数学关系式，实验过程中，随着各阀门和阀体状态量及工艺条件的改变，仿真系统自动计算出各种条件下对应的参数值，然后将计算结果传送至DCS控制系统及显示仪表；所述显示仪表用于现场显示温度、压力、液位及流量的瞬时值。本专利技术煤气化制甲醇模拟实训平台的控制方法，包括以下步骤步骤一、所述DCS控制系统将采集到的工艺管道上阀门的阀位和泵体的启停状态信号通过以太网传输给安装有仿真系统的的上位机；步骤二、所述上位机将数据传递给其中的仿真系统，所述仿真系统接收用户设定的工艺管路上阀门和泵体状态量及设定的工艺条件，并根据需求确定阀门和泵体状态量及工艺条件之间的数学关系式；步骤三、实验过程中，随着各阀门和阀体状态量及工艺条件的改变，仿真系统自动 计算出各种条件下的对应参数值；仿真系统通过以太网将上述计算得出的参数值反馈给DCS控制系统；步骤四、所述DCS控制系统对接收到的仿真系统输出变量中的温度、压力、液位和流量中的一种或几种参数值进行PID调节运算；步骤五、所述DCS控制系统根据步骤四得出的PID调节运算的结果得出相应的控制信号，从而控制工艺管道上对应的阀门和泵体，以实现功能控制，同时，所述DCS控制系统生成实训仿真DCS控制图；与此同时，返回步骤三，所述DCS控制系统将步骤四得到的计算结果传回到的仿真系统作为新一轮循环的计算基础，所述仿真系统将得出的新一轮循环的变量值再传给所述DCS控制系统，从而实现动态控制，同时，所述DCS控制系统生成实训仿真DCS控制图；直到选择退出实训平台为止；在上述步骤一至步骤五的过程中，所述上位机的显示器上显示实训仿真DCS控制图；所述显示仪表进行数据的实时显示。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术所设计的煤气化制甲醇实训装置由工厂实际所用装置等比例缩小而成，工艺流程及装置结构均与工厂基本保持一致，既可进行实物料开车又可通过计算机仿真系统反馈控制设备仪表显示，有利于生产出合格率较高的产品，实现资金循环利用。利用本专利技术对学生进行技能培训，能够让学生切实了解到真实化工生产装置的构成及大致概况，提高了学生对煤气化制甲醇装置的整体认识及直观感受，增强了学员的实际操作水平，培养了学员的协作能力及团队意识，更好地满足了企业对岗前培训的要求。附图说明图I是本专利技术煤气化制甲醇实训平台工艺流程示意图；图2是实训装置、DCS控制系统及仿真系统相互作用关系示意图；图3是煤气化制甲醇实装置模拟实训平台信号传输主流程图。图4是本专利技术实施例计算半水煤气气柜高度参数过程示意图。图中I-焦化炉2-气液分离器3-煤气初冷塔 4-氨水澄清槽5-氨水槽6-焦油中间槽7-焦油槽8-电捕焦油器9-冷却油洗萘塔10-氨洗脱硫塔11-脱硫塔12-终冷塔13-脱苯洗涤塔 14-吸收塔15-再生塔16-C0变换单元17-甲醇合成与精制单元。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细地描述。本专利技术一种煤气化制甲醇模拟实训平台包括实训装置和控制平台。 如图I所示，所述实训装置包括依次由工艺管道连接的焦化炉I、气液分离器2、煤气初冷塔3、氨水澄清槽4、氨水槽5、焦油中间槽6、焦油槽7、电捕焦油器8、冷却油洗萘塔9、氨洗脱硫塔10、脱硫塔11、终冷塔12、脱苯洗涤塔13、吸收塔14、再生塔15、C0变换单元16和甲醇合成与精制单元17 ;所述工艺管道上设有用于测控的阀门和泵体。所有设备均是按照实际工厂装置等比例缩小而成。在具体的实施过程中，可根据所选实训场地的实际情况，确定各设备大小，并进行装置框架及设备布置等施工图设计。根据工艺流程图将各设备之间用工艺管道连接成整套实训装置，工艺管道与设备间采用法兰连接，管路中的管件如弯头、三通等采用焊接连接，管路中的阀门根据所选用的阀门种类分别采用焊接或螺纹连接，管路中的化工仪表根据所选用不同种类的仪表分别采用焊接或螺纹连接。当然，连接方式并不局限于上述几种，根据现场实际情况，也可采用其他的连接方式。施工过程中严格按照化工装置的各种施工规范进行，确保实训装置与真实化工生产装置完全一致。实训过程中，来自焦化炉I的荒煤气，带着焦油和氨水沿着吸煤气管道至气液分离器2，气液分离后荒煤气进入煤气初冷塔3，煤气初冷塔3是一个多管程多壳程立管间接煤气冷却器，其作用是降温并析出部分水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤气化制甲醇模拟实训平台，其特征在于，包括实训装置和控制平台，所述实训装置包括依次由工艺管道连接的焦化炉（1）、气液分离器（2）、煤气初冷塔（3）、氨水澄清槽（4）、氨水槽（5）、焦油中间槽（6）、焦油槽（7）、电捕焦油器（8）、冷却油洗萘塔（9）、氨洗脱硫塔（10）、脱硫塔（11）、终冷塔（12）、脱苯洗涤塔（13）、吸收塔（14）、再生塔（15）、CO变换单元（16）和甲醇合成与精制单元（17）；所述工艺管道上设有用于测控的阀门和泵体，所述控制平台包括：安装有仿真系统（21）的上位机、DCS控制系统（22）和显示仪表（24），工艺管道上的阀门和泵体均与所述上位机和所述DCS控制系统（22）连接，所述显示仪表（24）与所述上位机连接；其中：所述DCS控制系统（22）用于接收仿真系统（21）通过数学模型演算得出的数据，并通过DCS控制系统（22）的IO模块输出控制信号给阀门和泵体（23）；安装有仿真系统（21）的上位机用于接收用户设定的工艺管路上阀门和泵体（23）状态量及设定的工艺条件及其根据需求所确定的数学关系式，实验过程中，随着各阀门和阀体状态量及工艺条件的改变，仿真系统（21）自动计算出各种条件下对应的参数值，然后将计算结果传送至DCS控制系统及显示仪表；所述显示仪表用于现场显示温度、压力、液位及流量的瞬时值。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马骏，张赛丹，祝秀，李卫娟，林杉，
申请(专利权)人：天津津大莱博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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