CN114113489A - 一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统及方法 - Google Patents

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杨凯
卢红艳
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Abstract

本发明提供一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统及方法，系统包括焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路、放散气总管路和放散气管道氧含量测量仪表，放散气总管路的出口连接至电捕焦油器与鼓风机入口之间的煤气管道上；放散气管道氧含量测量仪表的取样点分别设置在放散气总管路、焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路和粗苯单元放散气管路上。改变传统放散管的三条支管分别进入的方式，采用在三条放散管支管的末端进行汇总到一条放散气总管后统一进入到煤气管道。对放散气的总管进行氧含量监控，有效避免因某个放散管支管上的氧含量波动造成的某个区域的放散管的汇入切断。

Description

一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统及方法
技术领域
本发明涉及焦化煤气净化生产技术领域，特别涉及一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统及方法。
背景技术
随着国家对环保要求的提高和焦化中煤气净化技术的日益成熟，在焦化领域煤气净化系统中有很多储罐用于化工产品的存储，很多化工产品原料具有不同程度的挥发性。在生产过程中储罐频繁的进行装料和放料操作，产生罐顶区域的压力波动，如果产生负压严重的情况，就会造成空气被吸入罐顶区域，造成放散气中氧含量增加，如果产生正压严重的情况，就会造成挥发的放散气散发到空气中造成环境污染和对生产维护人员造成伤害。现在煤气净化流程中罐顶区域的压力控制采用自动控制，压力控制在微负压状态，当罐顶压力不足时控制阀门补充氮气，当压力增大时，放散气通过管道送至煤气鼓风机前的煤气管道中，煤气管道压力为负压，压力一般在-3.5KPa左右。煤气净化区域储罐数量众多，分散在不同的工艺装置单元中，罐顶放散气压力控制一般情况下分区域进行，每个区域的罐顶压力统一进行控制，放散气汇总后分别送至煤气鼓风机前煤气管道。每个区域分别在氮气管道上和放散气回流管道上设置自动调节阀，采用分程控制的方法实现压力的自动控制。化产煤气净化区域放散气控制一般分为：焦油氨水分离单元、油库单元和粗苯单元，如果煤气净化工艺流程和生产规模改变，分区域划分的放散气控制会不一样的，本发明就是针对以上提出的最常见的三个区域进行放散气控制作为研究对象。在每个储罐上一般设计有呼吸阀，在罐顶区域压力超标，呼吸阀动作联通大气，排除放散气或吸入空气，来保证罐顶压力在工艺允许的安全范围内。如果罐体发生泄漏或呼吸阀出现故障造成罐体出现负压情况时会造成吸入空气的现象发生，造成放散气中的氧含量超标，此时如将含氧超标的放散气排入到焦炉煤气中，会造成焦炉煤气中含氧量超标，在焦炉煤气深加工过程中对煤气中氧含量有严格的要求，如果氧含量超标会增加出现安全事故的概率，同时还会影响煤气深加工的工艺安全和产品质量。为了保证放散气中氧含量不超标，传统的做法是实时对每一路的放散气进行氧含量单独测量，当氧含量大于上限时，自动切断放散气到煤气的管道，然后对该区域的各个储罐进行检查维修，检修完毕后重新投入运行。投运的过程是在人工手动操作下进行，系统投运的周期长，投运过程中由于管道内残留的放散气没有自动排空的控制，会造成一些氧含量超标的放散气排入煤气管道，存在安全隐患。另外这种传统解决方案需要在每一路放散管上都要设置氧含量在线检测仪表，增加仪表的设备投资和设备维护费用。
发明内容
为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统及方法，可以有效的避免上述传统方案存在问题的发生，最大程度减少氧分析仪的投资和维护费用，及时准确的判断汇总总管的氧含量的情况，也可以自动控制对每一路的放散气的氧含量进行监控，及时准确给出每一路放散气超标的诊断结果，经过处理后并能自动快速的恢复放散气正常回送到焦炉煤气管道，从而提高煤气净化流程中放散气故障诊断和自动控制水平，为煤气净化安全生产起到保驾护航的作用。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统，包括焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路、放散气总管路和放散气管道氧含量测量仪表AT-01；焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路均与放散气总管路的入口相连，放散气总管路的出口连接至电捕焦油器与鼓风机入口之间的煤气管道上；放散气管道氧含量测量仪表AT-01采用多取样点单台分析仪，其取样点分别设置在放散气总管路、焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路和粗苯单元放散气管路上。
还包括焦炉煤气主管氧含量测量仪表AZT-02，其测量点设在电捕焦油器和放散气总管汇入口之间。
在放散气总管路的取样管上设置放散气总管路取样管切断阀XSV-04、在焦油氨水分离单元放散气管路的取样管上设置焦油氨水分离单元管路取样管切断阀XSV-01、在油库单元放散气管路的取样管上设置油库单元管路取样管切断阀XSV-02、在粗苯单元放散气管路的取样管上设置粗苯单元管路取样管切断阀XSV-03。
在焦油氨水分离单元放散气管路的取样点前后分别设置有焦油氨水分离单元氮气管调节阀PV-101-1和焦油氨水分离单元放散管调节阀PV-101-2，在PV-101-2上设置气源控制电磁阀PSV-101-2，在焦油氨水分离单元放散气管路上设置焦油氨水分离单元放散管压力测量PT-101；
在焦油氨水分离单元放散气管路的氧含量测量取样点后、焦油氨水分离单元放散管调节阀PV-101-2之前设置放空管，在放空管上设置焦油氨水分离单元放散管切断阀XV-101，在切断阀XV-101上设置气源控制电磁阀XSV-101。
在油库单元放散气管路的取样点前后分别设置有油库单元氮气管调节阀PV-201-1和油库单元放散管调节阀PV-201-2，在PV-201-2上设置气源控制电磁阀PSV-201-2，在油库单元放散气管路上设置油库单元放散管压力测量PT-201；
在油库单元放散气管路的氧含量测量取样点后、油库单元放散管调节阀PV-201-2之前设置放空管，在放空管上设置油库单元放散管切断阀XV-201，在切断阀XV-201上设置气源控制电磁阀XSV-201。
在粗苯单元放散气管路的取样点前后分别设置有粗苯单元氮气管调节阀PV-301-1和粗苯单元放散管调节阀PV-301-2，在PV-301-2上设置气源控制电磁阀PSV-301-2，在粗苯单元放散气管路上设置粗苯单元放散管压力测量PT-301；
在粗苯单元放散气管路的氧含量测量取样点后、粗苯单元放散管调节阀PV-301-2之前设置放空管，在放空管上设置粗苯单元放散管切断阀XV-301，在切断阀XV-301上设置气源控制电磁阀XSV-301。
所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统的方法，包括如下：
1、放散总管氧含量测量方法；
2、放散支路氧含量智能判断处理方法；
3、单元故障处理后的自动恢复方法。
所述的放散总管氧含量测量方法为：
关闭氧含量测量中每个分支单元放散管路采样管的切断阀，打开放散气总管采样管的切断阀，具体操作：XSV-04打开，XSV-01关闭，XSV-02关闭，XSV-03关闭，判断总管的氧含量A-01是否超过允许的排放的上限A-01-H，如果未超限，则表示放散系统的氧含量符合进入到煤气系统的条件。
所述的放散支路氧含量智能判断处理方法为：
1)氧含量测量切换到分支单元放散管路氧含量A-101测量，具体操作：切断阀XSV-04关闭，XSV-01、XSV-02、XSV-03中需要测量的分支单元放散管路上的切断阀打开，其余关闭；
2)持续测量一段时间T1，目的是为了保证氧含量测量的准确性，氧分析仪切换到支管测量后有一段滞后；
3)判断A-101>A-101-H是否成立，成立继续下一步，否则系统去向下一条分支单元放散气管路去继续判断，方法与上述步骤一致；A-101-H为分支单元放散气的报警联锁值，每条分支单元放散气的氧含量报警联锁值可以根据实际控制需求进行设定；
4)停止分支单元放散气收集：关闭分支单元放散管路调节阀上的气源电磁阀，快速关闭分支单元放散管路调节阀，防止不合格的放散气流入到放散气总管；
5)系统输出诊断结果：分支单元储罐的放散气有氧含量超标的现象发生，系统去向下一条分支单元放散管路去继续判断；
6)得到诊断结果后操作人员对分支单元各储罐进行检修；
7)故障处理完毕后，提出分支单元故障后放散气收集恢复投运请求；
以上所述的分支单元包括焦油氨水分离单元、油库单元放、粗苯单元。
所述的单元故障处理后的自动恢复方法为：
1)调整分支单元压力控制的设定值PRC-101到PRC-101-SET-H，这里是将需要改变设定值为PRC-101-SET-H，该值正压值，是为了将放散支管内的已有氧含量超标的放散尾气排空提供动力；
2)打开分支单元放空管，通过打开气源电磁阀快速打开分支单元放空管切断阀；放空管的打开用于将分支单元放散管内的已有氧含量超标的放散尾气排空；
3)切换到分支单元放散管氧含量A-101测量：切断阀XSV-04关闭，XSV-01、XSV-02、XSV-03中需要测量的分支单元放散管上的切断阀打开，其余关闭；
4)A-101<A-101-H并且持续一段时间TS1；A-101-H为分支单元放散气的报警联锁值，检测放散支管的氧含量，确认持续达到排放到煤气管道中氧含量要求，TS1时间由工作人员进行设定；
5)关闭分支单元放空管：关闭分支单元放散管的放空管切断阀的气源电磁阀，快速关闭分支单元放散管的放空管切断阀；
6)恢复分支单元压力控制的设定值PRC-101到PRC-101-SET，正常操工作时PRC-101-SET为微负压值，保证有毒放散气不会泄露到罐体外造成环境污染；
7)打开分支单元放散气收集：打开分支单元放散管调节阀的气源电磁阀，恢复分支单元放散管调节阀的调节功能；
8)投运过程结束关闭分支单元故障后放散气收集恢复投运请求；
以上所述的分支单元包括焦油氨水分离单元、油库单元放、粗苯单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
其一、在传统的放散气收集系统上增加仪表监控手段，本发明给出了放散管汇入煤气管道的新方法，改变传统放散管的进入鼓风机前煤气管道的三条支管分别进入方式，本发明采用在煤气管道附近也就是放散管支管的末端将三条放散气支管进行汇总到一条放散气总管后进入到煤气管道。这样的改变可以对放散气的总管进行氧含量监控，对放散气进行综合诊断和评价，有效避免因某个放散管上的氧含量波动造成的某个区域的放散管的汇入切断，大大提高系统的开工率，同时减少罐顶放散气的排放，从而保护环境，减对维护人员的放散气中毒机会。
其二、本发明通过对传统煤气净化区域的罐顶放散气监控系统的氧含量测量方式进行改造，传统的放散气氧含量测量是在每一路的放散管上设置一台在线氧分析仪，需要的数量多，分析仪的价格昂贵，投资大，本发明采用一台在线氧分析仪，测量取样方式为抽取式，采样管分为四路，分别从放散总管和每条支管上采样，每路上设置电磁阀，由煤气净化控制系统进行远程控制实现采样回路的自动切换。
其三、本发明在每一路放散支管的末端，调节阀前和氧含量采样管后设置放空管，在放空管道上设置启动阀门，由煤气净化控制系统对阀门进行自动开关控制。放空管的作用是在该条放散管路氧含量超高故障排除后，恢复投运前自动对管道内残留的超标放散气进行排空。
其四、各放散支管放散管单元故障处理后的恢复实现全自动化控制，通过动态调整各放散单元压力控制的设定值，实现各放散支管内的已有氧含量超标的放散尾气排空，确保进入煤气管道的放散气全部为合格的放散气，系统的投运过程由DCS控制系统自动完成，不需要人工干预，提高系统控制水平。
其五、焦炉煤气主管氧含量测量测点的改变，其测量点由传统的设在放散气总管汇入口和鼓风机入口之间的煤气管道上改为设在电捕焦油器和放散气总管汇入口之间，尽量远离放散气总管汇入口。避免由于放散气氧含量过高造成电捕焦油器错误联锁事故的发生，提高整个煤气净化流程的安全运行稳定性。
其五、本发明的联锁控制输出全自动执行，操作反应及时，提高处理速度，防止严重的安全事故发生，提高效率减少经济损失。
其六、本发明的各种控制联锁用设定值都可以由工作人员根据实际需求进行修改和完善，为智能诊断模型提供准确性经验数据和诊断规则。
其七、本系统的应用方法通过简单的拓展，可以用在其他相关领域中，具有很强的推广性。
附图说明
图1为本发明的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统示意图；
图2是本发明的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断方法程序实现框图。
图中：1-焦炉煤气主管氧含量测量AZT-02 2-放散气管道氧含量测量AT-01 3-氧含量测量放散气总管取样管切断阀XSV-04 4-氧含量测量放散气焦油氨水分离单元支管取样管切断阀XSV-01 5-氧含量测量放散气油库单元支管取样管切断阀XSV-02 6-氧含量测量放散气粗苯单元支管取样管切断阀XSV-03 7-焦油氨水分离单元放散管切断阀XV-1018-切断阀XV-101气源控制电磁阀XSV-101 9-焦油氨水分离单元放散管调节阀PV-101-210-调节阀PV-101-2气源控制电磁阀PSV-101-2 11-焦油氨水分离单元放散管压力测量PT-101 12-焦油氨水分离单元氮气管调节阀PV-101-1 13-油库单元放散管切断阀XV-201 14-切断阀XV-201气源控制电磁阀XSV-201 15-油库单元放散管调节阀PV-201-2 16-调节阀PV-201-2气源控制电磁阀PSV-201-2 17-油库单元放散管压力测量PT-201 18-油库单元氮气管调节阀PV-201-1 19-粗苯单元放散管切断阀XV-301 20-切断阀XV-301气源控制电磁阀XSV-301 21-粗苯单元放散管调节阀PV-301-2 22-调节阀PV-301-2气源控制电磁阀PSV-301-2 23-粗苯单元放散管压力测量PT-301 24-粗苯单元氮气管调节阀PV-301-1 25-煤气净化DCS人机接口模块 26-放散气总管氧含量检测控制模块 27-焦油氨水分离单元放散气支管氧含量监测诊断模块 28-油库单元放散气支管氧含量监测诊断模块 29-粗苯单元氧含量监测诊断模块 30-焦油氨水分离单元故障后放散气收集恢复模块 31-油库单元故障后放散气收集恢复模块 32-粗苯单元故障后放散气收集恢复模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
本发明的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统及方法由仪表检控及煤气净化DCS人机接口模块、采集放散总管氧含量测量模块、放散支路氧含量智能判断处理模块、单元故障处理后的自动恢复模块组成。本发明的软件系统实现在已有的焦化煤气净化DCS控制系统基础上实现，其中用于智能诊断的各种设定值信息可以来源于专家库或由操作人员在人机界面上进行手动设定。
如图1所示，一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统的仪表检控煤气净化DCS人机接口模块包括焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路、放散气总管路和放散气管道氧含量测量仪表AT-01(2)；焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路均与放散气总管路的入口相连，放散气总管路的出口连接至电捕焦油器与鼓风机入口之间的煤气管道上；放散气管道氧含量测量仪表AT-01(2)采用多取样点单台分析仪，其取样点分别设置在放散气总管路、焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路上。
在放散气总管路的取样管上设置放散气总管路取样管切断阀XSV-04(3)、在焦油氨水分离单元放散气管路的取样管上设置焦油氨水分离单元管路取样管切断阀XSV-01(4)、在油库单元放散气管路的取样管上设置油库单元管路取样管切断阀XSV-02(5)、在粗苯单元放散气管路的取样管上设置粗苯单元管路取样管切断阀XSV-03(6)。
本发明的含氧量测量过程为：采用一台在线氧分析仪，测量取样方式为抽取式，采样管分为四路，分别从放散总管和每条支管上采样，每路上设置切断阀。正常情况下测量采样管测点在放散总管上，此时，XSV-04打开，XSV-01关闭，XSV-02关闭，XSV-03关闭；只有当总管的氧含量接近超标时，为了及时发现是哪路放散气出现问题，由控制系统依次切换到各个放散气回路上进行支路氧含量测量，此时，XSV-04关闭，所需测量的放散气支管路上的切断阀(XSV-01、XSV-02、XSV-03之一)打开。还有一种情况是当一个放散支管路出现故障后，经过处理准备重新投运放散气回送时，会将氧含量的测量切换到相应的支路，对该支路的恢复工作进行条件判断，待符合条件后测量切换到放散气总管测量。
还包括焦炉煤气主管氧含量测量仪表AZT-02(1)，其测量点由传统的设在放散气管汇入口和鼓风机入口之间的煤气管道上改为设在电捕焦油器和放散气总管汇入口之间，尽量远离放散气总管汇入口，AZT-02的氧含量测量的目的是用于检测经过电捕焦油器的煤气中氧含量，当氧含量超标时用于安全联锁停电捕焦油器的，防止电捕焦油器爆炸，改变AZT-02的测量位置是为了避免由于放散气氧含量过高造成错误联锁事故的发生。
本发明的各放散气支管路的设置如下：
1)在焦油氨水分离单元放散气管路的取样点前后分别设置有焦油氨水分离单元氮气管调节阀PV-101-1(12)和焦油氨水分离单元放散管调节阀PV-101-2(9)，两个调节阀为分程调节，用于分程调整焦油氨水分离单元放散管(25)的氮气吸入量和焦油氨水分离单元放散气管路的放散气量。在PV-101-2上设置气源控制电磁阀PSV-101-2(10)用于联锁快速切断PV-101-2，在支路上设置焦油氨水分离单元放散管压力测量PT-101(11)，用于PV-101-1(12)和PV-101-2(9)的分程调节的压力控制检测，当压力不足时控制阀门补充氮气，当压力增大时，放散气通过管道送至煤气鼓风机前的煤气管道中。
在焦油氨水分离单元放散气管路的氧含量测量取样点后、焦油氨水分离单元放散管调节阀PV-101-2(9)之前设置放空管，在放空管上设置焦油氨水分离单元放散管切断阀XV-101(7)，在切断阀XV-101上设置气源控制电磁阀XSV-101(8)用于联锁快速切断XV-101。
2)在油库单元放散气管路的取样点前后分别设置有油库单元氮气管调节阀PV-201-1(18)和油库单元放散管调节阀PV-201-2(15)，两个调节阀为分程调节，用于分程调整油库单元放散气管路的氮气吸入量和油库单元放散气管路的放散气量。在PV-201-2上设置气源控制电磁阀PSV-201-2(16)用于联锁快速切断PV-201-2，在支路上设置油库单元放散管压力测量PT-201(17)，用于PV-201-1(18)和PV-201-2(15)的分程调节的压力控制检测，当压力不足时控制阀门补充氮气，当压力增大时，放散气通过管道送至煤气鼓风机前的煤气管道中。
在油库单元放散气管路的氧含量测量取样点后、油库单元放散管调节阀PV-201-2(15)之前设置放空管。在放空管上设置油库单元放散管切断阀XV-201(13)，在切断阀XV-201上设置气源控制电磁阀XSV-201(14)用于联锁快速切断XV-201。
3)在粗苯单元放散气管路的取样点前后分别设置有粗苯单元氮气管调节阀PV-301-1(24)和粗苯单元放散管调节阀PV-301-2(21)，两个调节阀为分程调节，用于分程调整粗苯单元放散气管路的氮气吸入量和粗苯单元放散气管路的放散气量。在PV-301-2上设置气源控制电磁阀PSV-301-2(22)用于联锁快速切断PV-301-2，在支路上设置粗苯单元放散管压力测量PT-301(23)，用于PV-301-1(24)和PV-301-2(21)的分程调节的压力控制检测，当压力不足时控制阀门补充氮气，当压力增大时，放散气通过管道送至煤气鼓风机前的煤气管道中。
在粗苯单元放散气管路的氧含量测量取样点后、粗苯单元放散管调节阀PV-301-2(21)之前设置放空管。在放空管上设置粗苯单元放散管切断阀XV-301(19)，在切断阀XV-301上设置气源控制电磁阀XSV-301(20)用于联锁快速切断XV-301。
如图2所示，一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断方法实现框图，图中给出了如下的智能模块方法：
1)煤气净化DCS人机接口模块(25)
图1中的所有仪表数据的采集和控制都是通过焦化行业中已有的煤气净化DCS控制系统来实现的，本模块就是实现焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断方法中的数据采集、阀门控制和人机接口工作。判断焦油氨水分离单元、油库单元和粗苯单元的故障后的恢复投运请求工作。如果有，则系统分别去向焦油氨水分离单元故障后放散气收集恢复模块(30)、油库单元故障后放散气收集恢复模块(31)或粗苯单元故障后放散气收集恢复模块(32)，无恢复投运请求系统去向采集放散总管氧含量测量模块(26)。
2)采集放散总管氧含量测量模块(26)
关闭氧含量测量中每个放散单元采样支管的电磁阀，打开放散气总管采样管支管的电磁阀。具体操作：XSV-04打开，XSV-01关闭，XSV-02关闭，XSV-03关闭；
判断总管的氧含量A-01是否超过允许的排放的上限A-01-H，如果未超限，则表示放散系统的氧含量符合进入到煤气系统的条件，系统返回的煤气净化DCS人机接口模块(25)。
3)判断焦油氨水分离单元放散管氧含量是否超标并给出智能判断处理模块(27)
Figure BDA0003391187550000091
氧含量测量切换到焦油氨水分离单元放散管氧含量A-101测量，具体操作：XSV-04关闭，XSV-01打开，XSV-02关闭，XSV-03关闭；
Figure BDA0003391187550000092
持续测量一段时间T1；
Figure BDA0003391187550000093
判断A-101>A-101-H是否成立，成立继续下一步，否则系统去向模块(28)；
Figure BDA0003391187550000094
停止焦油氨水分离单元放散气收集:关闭电磁阀PSV-101-2，快速关闭PV-101-2；
Figure BDA0003391187550000095
系统输出诊断结果：焦油氨水分离单元储罐有吸入过量空气的现象发生，系统去向油库单元放散气支管氧含量监测诊断模块(28)；
Figure BDA0003391187550000096
得到诊断结果后操作人员对焦油氨水分离单元各储罐进行检修，排除故障源；
Figure BDA0003391187550000097
提出焦油氨水分离单元故障后放散气收集恢复投运请求，系统去向煤气净化DCS人机接口模块(25)。
4)油库单元放散气支管氧含量监测诊断模块(28)，继续判断油库单元放散管氧含量是否超标并给出智能判断处理：
Figure BDA0003391187550000098
氧含量测量切换到油库单元放散管氧含量A-201测量，具体操作：XSV-04关闭，XSV-01关闭，XSV-02打开，XSV-03关闭；
Figure BDA0003391187550000099
持续测量一段时间T2；
Figure BDA00033911875500000910
判断A-201>A-201-H是否成立，成立继续下一步，否则系统去向粗苯单元氧含量监测诊断模块(29)；
Figure BDA00033911875500000911
停止油库单元放散气收集:关闭电磁阀PSV-201-2，快速关闭PV-201-2；
Figure BDA00033911875500000912
系统输出诊断结果：油库单元储罐有吸入过量空气的现象发生,系统去向粗苯单元氧含量监测诊断模块(29)。
Figure BDA0003391187550000101
得到诊断结果后操作人员对油库单元各储罐进行检修，排除故障源；
Figure BDA0003391187550000102
提出油库单元故障后放散气收集恢复投运请求，系统去向煤气净化DCS人机接口模块(25)。
5)粗苯单元氧含量监测诊断模块(29)，继续判断粗苯单元放散管氧含量是否超标并给出智能判断处理：
Figure BDA0003391187550000103
氧含量测量切换到粗苯单元放散管氧含量A-301测量，具体操作：XSV-04关闭，XSV-01关闭，XSV-02关闭，XSV-03打开；
Figure BDA0003391187550000104
持续测量一段时间T3；
Figure BDA0003391187550000105
判断A-301>A-301-H是否成立，成立继续下一步，否则系统去向煤气净化DCS人机接口模块(25)；
Figure BDA0003391187550000106
停止粗苯单元放散气收集:关闭电磁阀PSV-301-2，快速关闭PV-301-2；
Figure BDA0003391187550000107
系统输出诊断结果：粗苯单元储罐有吸入过量空气的现象发生,系统去向煤气净化DCS人机接口模块(25)。
Figure BDA0003391187550000108
得到诊断结果后操作人员对粗苯单元各储罐进行检修，排除故障源；
Figure BDA0003391187550000109
提出粗苯单元故障后放散气收集恢复投运请求，系统去向煤气净化DCS人机接口模块(25)。
6)焦油氨水分离单元故障后放散气收集恢复模块(30)，焦油氨水分离单元故障处理后的恢复投运程序：
Figure BDA00033911875500001010
调整焦油氨水分离单元压力控制的设定值PRC-101到PRC-101-SET-H；
Figure BDA00033911875500001011
打开焦油氨水分离单元放空管，通过打开电磁阀XSV-101快速打开XV-101；
Figure BDA00033911875500001012
切换到焦油氨水分离单元放散管氧含量A-101测量：XSV-04关闭，XSV-01打开，XSV-02关闭，XSV-03关闭；
Figure BDA00033911875500001013
A-101<A-101-H并且持续一段时间TS1；
Figure BDA00033911875500001014
关闭焦油氨水分离单元放空管：关闭电磁阀XSV-101，快速关闭XV-101；
Figure BDA00033911875500001015
恢复焦油氨水分离单元压力控制的设定值PRC-101到PRC-101-SET；
Figure BDA00033911875500001016
打开焦油氨水分离单元放散气收集：打开电磁阀PSV-101-2，恢复PV-101-2的调节功能；
Figure BDA00033911875500001017
关闭焦油氨水分离单元故障后放散气收集恢复投运请求。
7)油库单元故障后放散气收集恢复模块(31)，油库分离单元故障处理后的恢复投运程序：
Figure BDA0003391187550000111
调整油库单元压力控制的设定值PRC-201到PRC-201-SET-H；
Figure BDA0003391187550000112
打开油库单元放空管，通过打开电磁阀XSV-201快速打开XV-201；
Figure BDA0003391187550000113
切换到油库单元放散管氧含量A-201测量：XSV-04关闭，XSV-01关闭，XSV-02打开，XSV-03关闭；
Figure BDA0003391187550000114
A-201<A-201-H并且持续一段时间TS2；
Figure BDA0003391187550000115
关闭油库单元放空管：关闭电磁阀XSV-201，快速关闭XV-201；
Figure BDA0003391187550000116
恢复油库单元压力控制的设定值PRC-201到PRC-201-SET；
Figure BDA0003391187550000117
打开油库单元放散气收集：打开电磁阀PSV-201-2，恢复PV-201-2的调节功能；
Figure BDA0003391187550000118
关闭油库单元故障后放散气收集恢复投运请求。
8)粗苯单元故障后放散气收集恢复模块(32)，粗苯单元故障处理后的恢复投运程序：
Figure BDA0003391187550000119
调整粗苯单元压力控制的设定值PRC-301到PRC-301-SET-H；
Figure BDA00033911875500001110
打开粗苯单元放空管，通过打开电磁阀XSV-301快速打开XV-301
Figure BDA00033911875500001111
切换到粗苯单元放散管氧含量A-101测量：XSV-04关闭，XSV-01关闭，XSV-02关闭，XSV-03打开；
Figure BDA00033911875500001112
A-301<A-301-H并且持续一段时间TS3；
Figure BDA00033911875500001113
关闭粗苯单元放空管：关闭电磁阀XSV-301，快速关闭XV-301；
Figure BDA00033911875500001114
恢复粗苯单元压力控制的设定值PRC-301到PRC-301-SET；
Figure BDA00033911875500001115
打开粗苯单元放散气收集：打开电磁阀PSV-301-2，恢复PV-301-2的调节功能；
Figure BDA00033911875500001116
关闭粗苯单元故障后放散气收集恢复投运请求。
本发明提供一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断方法。按照煤气净化工艺中最常见的区域划分为例进行研究，放散气支管的监控分为焦油氨水分离单元、油库单元和粗苯单元。
本发明给出了放散管汇入煤气管道的新方法，改变传统放散管的进入鼓风机前煤气管道的三条支管分别进入的方式，本发明采用在煤气管道附近也就是三条放散管支管的末端进行汇总到一条放散气总管后统一进入到煤气管道。这样的改变可以对放散气的总管进行氧含量监控，对放散气汇总后进行综合诊断和评价，有效避免因某个放散管支管上的氧含量波动造成的某个区域的放散管的汇入切断，大大提高系统的开工率，同时减少罐顶放散气的排放，从而保护环境，减对维护人员的放散气中毒机会。
本发明对传统煤气净化区域的罐顶放散气监控系统的氧含量测量方式进行改造，传统的放散气氧含量测量是在每一路的放散管上设置一台在线氧分析仪，需要的数量多，分析仪的价格昂贵，投资大，本发明采用一台在线氧分析仪，测量取样方式为抽取式，采样管分为四路，分别从放散总管和每条支管上采样，每路上设置电磁阀，由煤气净化控制系统进行远程控制，实现采样回路的自动切换。正常情况下测量采样管设置在放散总管上，只有当总管的氧含量接近超标时，为了及时发现是哪路放散气出现问题，由控制系统依次切换到各个放散气回路上进行支路氧含量测量。还有一种情况是当一个放散回路出现故障后，经过处理准备重新投运放散气回送时，会将氧含量的测量切换到相应的支路，对该支路的恢复工作进行条件判断，待符合条件后测量切换到放散气总管测量。
本发明在每一路放散支管的末端，调节阀前和氧含量采样管后设置放空管，在放空管道上设置启动阀门，由煤气净化控制系统对阀门进行自动开关控制。放空管的作用是在该条放散管路氧含量超高故障排除后，恢复投运前自动对管道内残留的超标放散气进行排空。在排空过程中实时进行氧含量测量，当氧含量达到回流要求后自动关闭放空管上的放空阀。然后投运放散管上的调节阀。这种发明方法保证放散系统故障修复后的投运工作全自动执行，确保氧超标的放散气不能进入到回流总管后进入煤气管道，提高系统的自动化水平。
本发明中提出了基于氧含量监控的放散气控制策略，当总放散管的氧含量测量出现超限时，对每条支管顺序进行在线氧含量巡查，当发现某条放散支管出现氧含量超标时，及时切断该条放散管的回流阀，防止氧超标的放散气回流到煤气管道中。系统给出诊断要求，维护人员及时进行维护，维护完毕后，提出恢复投运请求，投运过程全自动进行
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (10)

1.一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统，其特征在于，包括焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路、放散气总管路和放散气管道氧含量测量仪表AT-01；焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路、粗苯单元放散气管路均与放散气总管路的入口相连，放散气总管路的出口连接至电捕焦油器与鼓风机入口之间的煤气管道上；放散气管道氧含量测量仪表AT-01采用多取样点单台分析仪，其取样点分别设置在放散气总管路、焦油氨水分离单元放散气管路、油库单元放散气管路和粗苯单元放散气管路上。
2.根据权利要求1所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统，其特征在于，还包括焦炉煤气主管氧含量测量仪表AZT-02，其测量点设在电捕焦油器和放散气总管汇入口之间。
3.根据权利要求1所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统，其特征在于，在放散气总管路的取样管上设置放散气总管路取样管切断阀XSV-04、在焦油氨水分离单元放散气管路的取样管上设置焦油氨水分离单元管路取样管切断阀XSV-01、在油库单元放散气管路的取样管上设置油库单元管路取样管切断阀XSV-02、在粗苯单元放散气管路的取样管上设置粗苯单元管路取样管切断阀XSV-03。
4.根据权利要求1所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统，其特征在于，在焦油氨水分离单元放散气管路的取样点前后分别设置有焦油氨水分离单元氮气管调节阀PV-101-1和焦油氨水分离单元放散管调节阀PV-101-2，在PV-101-2上设置气源控制电磁阀PSV-101-2，在焦油氨水分离单元放散气管路上设置焦油氨水分离单元放散管压力测量PT-101；
在焦油氨水分离单元放散气管路的氧含量测量取样点后、焦油氨水分离单元放散管调节阀PV-101-2之前设置放空管，在放空管上设置焦油氨水分离单元放散管切断阀XV-101，在切断阀XV-101上设置气源控制电磁阀XSV-101。
5.根据权利要求1所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统，其特征在于，在油库单元放散气管路的取样点前后分别设置有油库单元氮气管调节阀PV-201-1和油库单元放散管调节阀PV-201-2，在PV-201-2上设置气源控制电磁阀PSV-201-2，在油库单元放散气管路上设置油库单元放散管压力测量PT-201；
在油库单元放散气管路的氧含量测量取样点后、油库单元放散管调节阀PV-201-2之前设置放空管，在放空管上设置油库单元放散管切断阀XV-201，在切断阀XV-201上设置气源控制电磁阀XSV-201。
6.根据权利要求1所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统，其特征在于，在粗苯单元放散气管路的取样点前后分别设置有粗苯单元氮气管调节阀PV-301-1和粗苯单元放散管调节阀PV-301-2，在PV-301-2上设置气源控制电磁阀PSV-301-2，在粗苯单元放散气管路上设置粗苯单元放散管压力测量PT-301；
在粗苯单元放散气管路的氧含量测量取样点后、粗苯单元放散管调节阀PV-301-2之前设置放空管，在放空管上设置粗苯单元放散管切断阀XV-301，在切断阀XV-301上设置气源控制电磁阀XSV-301。
7.权利要求1-6任意一项所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统的方法，其特征在于，包括如下：
放散总管氧含量测量方法；
放散支路氧含量智能判断处理方法；
单元故障处理后的自动恢复方法。
8.根据权利要求7所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统的方法，其特征在于，所述的放散总管氧含量测量方法为：
关闭氧含量测量中每个分支单元放散管路采样管的切断阀，打开放散气总管采样管的切断阀，具体操作：XSV-04打开，XSV-01关闭，XSV-02关闭，XSV-03关闭，判断总管的氧含量A-01是否超过允许的排放的上限A-01-H，如果未超限，则表示放散系统的氧含量符合进入到煤气系统的条件。
9.根据权利要求7所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统的方法，其特征在于，所述的放散支路氧含量智能判断处理方法为：
1)氧含量测量切换到分支单元放散管路氧含量A-101测量，具体操作：切断阀XSV-04关闭，XSV-01、XSV-02、XSV-03中需要测量的分支单元放散管路上的切断阀打开，其余关闭；
2)持续测量一段时间T1，目的是为了保证氧含量测量的准确性，氧分析仪切换到分支单元放散管路测量后有一段滞后；
3)判断A-101>A-101-H是否成立，成立继续下一步，否则系统去向下一条分支单元放散气管路去继续判断，方法与上述步骤一致；A-101-H为分支单元放散气的报警联锁值，每条分支单元放散气的氧含量报警联锁值可以根据实际控制需求进行设定；
4)停止分支单元放散气收集：关闭分支单元放散管路放散管调节阀上的气源电磁阀，快速关闭分支单元放散管路调节阀，防止不合格的放散气流入到放散气总管；
5)系统输出诊断结果：分支单元储罐的放散气有氧含量超标的现象发生，系统去向下一条分支单元放散管路去继续判断；
6)得到诊断结果后操作人员对分支单元各储罐进行检修；
7)故障处理完毕后，提出分支单元故障后放散气收集恢复投运请求；
以上所述的分支单元包括焦油氨水分离单元、油库单元放、粗苯单元。
10.根据权利要求7所述的一种焦化罐顶放散气氧含量智能控制诊断系统的方法，其特征在于，所述的单元故障处理后的自动恢复方法为：
1)调整分支单元压力控制的设定值PRC-101到PRC-101-SET-H，这里是将需要改变设定值为PRC-101-SET-H，该值正压值，是为了将放散支管内的已有氧含量超标的放散尾气排空提供动力；
2)打开分支单元放空管，通过打开气源电磁阀快速打开分支单元放空管切断阀；放空管的打开用于将分支单元放散管内的已有氧含量超标的放散尾气排空；
3)切换到分支单元放散管氧含量A-101测量：切断阀XSV-04关闭，XSV-01、XSV-02、XSV-03中需要测量的分支单元放散管上的切断阀打开，其余关闭；
4)A-101<A-101-H并且持续一段时间TS1；A-101-H为分支单元放散气的报警联锁值，检测放散支管的氧含量，确认持续达到排放到煤气管道中氧含量要求，TS1时间由工作人员进行设定；
5)关闭分支单元放空管：关闭分支单元放散管的放空管切断阀的气源电磁阀，快速关闭分支单元放散管的放空管切断阀；
6)恢复分支单元压力控制的设定值PRC-101到PRC-101-SET，正常操工作时PRC-101-SET为微负压值，保证有毒放散气不会泄露到罐体外造成环境污染；
7)打开分支单元放散气收集：打开分支单元放散管调节阀的气源电磁阀，恢复分支单元放散管调节阀的调节功能；
8)投运过程结束关闭分支单元故障后放散气收集恢复投运请求；
以上所述的分支单元包括焦油氨水分离单元、油库单元放、粗苯单元。
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