专家诊断监管系统是采用面向对象编程思想,以Visual Studio可视化编程为平台,结合MySQL数据库软件、Aspen石油化工仿真软件,主要完成的功能是实时监测高硫原油加工过程中加氢裂化REAC系统失效控制体系中各失效控制参数数值、对超标参数实施报警,并为现场人员提供优化操作依据。
本系统软件主要功能模块包括数据采集、Aspen仿真、建模计算、实时显示、超标报警、数据存储、数据导出、监管机制、用户管理等模块。系统按照一定频率实时采集DCS控制系统中现场流量、温度、压力等基础工况数据及原料油、循环氢、低分干气、低分油等化验分析数据,获取REAC系统的结构特性。根据前期的REAC系统失效机理研究,并结合美国石油协会的API 932-B规范,提出了REAC系统失效控制体系(腐蚀因子Kp值、NH4HS浓度、流速等参数)及控制指标,运用自主研发的REAC失效研究体系,创新提出适用于中国镇海炼化REAC系统的失效控制体系(包括平均流速、H2S分压、HCl分压、NH4Cl的Kp值;NH4HS浓度、REAC入口温度、氯离子含量、注水量、Kp值、pH值及入口液态水百分比等),结合多相流物性的Aspen仿真,进行各控制参数的建模计算;并通过实时显示模块实现失效控制参数的实时状态监测;同时在超标报警模块中根据失效研究确定的具体控制指标对超标参数进行报警,为现场操作人员提供实时可靠的运行工况或实时失效信息,针对超标参数提出相应的优化运行方法及工况调整措施,实现实时监管。整个运行过程的REAC系统运行工况历史数据,可通过数据存储模块记录,并供现场操作人员查询。(1)数据采集模块该模块主要用于完成的功能是:从中国镇海炼油厂PHD系统里获取当前工况的DCS数据(包括原料油、低分气、低分油、含硫污水的流量、温度、压力值,以及空冷器的温度、压力值等)以及从LIMS系统(实验室信息管理系统)中获取当前工况的化验分析数据(包括原料油中硫含量、氮含量、氯离子含量、密度等,以及低分气、低分油的组分,含硫污水pH值等)。(2)Aspen仿真模块在数据采集的基础上,利用专业的石油化工仿真软件Aspen软件对数据进行仿真分析,得到控制参数建模时需要的数据值,数据包括REAC入口混合物密度、REAC入口混合物流量实际值、REAC入口气相百分比液态水量等。(3)建模计算模块该模块通过对DCS数据、化验分析数据、REAC系统的结构特性参数的分析,运用自主研发的REAC失效研究体系及临界指标,对失效控制参数(包括流速、H2S分压、HCl分压、NH4Cl的HCl分压、NH4Cl的Kp值、NH4HS浓度、氯离子含量、REAC入口温度、注水量、腐蚀因子Kp值、pH值、入口液态水百分比等)建模计算。(4)实时显示模块该模块完成的功能是图文并茂地实时显示当前工况的失效控制参数、DCS数据及化验分析数据,供操作人员参考。(5)超标报警模块结合设定的失效控制监管机制,将计算得到的控制参数和监管机制中对应的限定值进行比对,对超标的参数实行声光报警,其中声报警采用VS内置发声器发出报警信号,光报警以颜色表示。(6)数据存储模块系统数据存储在MySQL数据库,并按类别将系统数据存于不同的数据表中,供系统调用。(7)数据导出模块该模块为工作人员提供系统的资料数据,它以Excel表的形式导出,导出文件后,系统提示文件存储路径。(8)监管机制模块根据现场工况的分析,由有数据修改权的操作人员对该监管机制中的数据进行修改,修改后数据存入数据库文件中。系统将当前监管机制作为判断当前工况控制参数超标与否的依据,其历史数据则将保存到数据库中以提供操作人员修改监管机制的相对参考。(9)用户管理模块该模块负责管理系统的工作人员及其操作权限的事务。系统登录退出和失效控制参数监管机制修改均有权限限制。一般操作人员不能随意退出系统或对失效控制参数进行修改。
第十二届“挑战杯”作品 三等奖
获得省第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。