CN115386391A - 一种裂解炉进料流量监控和故障处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种裂解炉进料流量监控以及故障处理方法及系统，方法包括：启动裂解炉故障检测指令，监测裂解炉运行状态；检测裂解炉的进料流量，判断裂解炉各路进料流量是否发生故障；当进料流量出现故障时，根据进料流量对裂解炉流量进行故障分析，判定裂解炉故障模式；根据不同类型的故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作；当裂解炉的故障解决后，启动裂解炉的故障消除切换指令，将裂解炉的流量控制模式切回全自动模式。通过实时检测裂解炉的进料流量，根据故障类型实施不同的故障解决方案，通过降低整体负荷或重新分配支路流量的方式维持裂解炉的正常运行，最大限度保证裂解炉的正常运行状态以及控制负荷的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及裂解炉裂解生产工艺技术领域，尤其涉及一种裂解炉进料流量监控和故障处理方法及系统。
背景技术
裂解炉作为乙烯制取过程中的重要装置之一，其设备运行状况会直接影响乙烯的产品分布及下游产品质量。在裂解炉工作过程中，因国内原油品质差以及工艺流程不完善，导致裂解炉炉管堵塞时常发生，严重时可导致装置跳车，引发危险事故。
目前裂解炉的进料流量常规控制方案为：裂解炉的进料原料经多组炉管进入裂解炉，每个炉管上设置一个支路流量控制器，用于检测和调节各支路的进料流量；另设一个总流量控制器，设定值为操作员希望的总进料流量，总进料流量控制器和各组炉管温度平衡差值COT控制器一起工作来调整相应炉管的进料流量调节器的设定值，当总流量控制器为自动模式时，各支路流量控制器均为串级模式，当进料流量出来故障时，对应支路流量控制器会切换至手动控制位，总流量控制器也随之切换为手动模式，其输出值与平均组流量调节器设定值相同。
此方法因限制条件多，在日常工业应用中，总流量控制器经常处于手动状态，限制了装置的性能发挥，降低了自控率，增大了操作员的劳动负荷，因此需要一种更精准的裂解炉进料流量控制方案，提高裂解炉控制水平。
发明内容
本发明的目的是提供一种裂解炉进料流量监控和故障处理方法及系统。
本发明提供了一种裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，所述裂解炉包括多个控制支路、分别与多个所述控制支路连接的流量计，用于检测实际流量，分别与多个所述控制支路连接的调节阀，用于控制支路的进料流量；各支路流量总和为裂解炉的总进料流量,支路流量控制器在设定模式下，通过修改所述支路流量控制器的控制值调节支路流量；在串级模式下，接受总流量控制器给定的支路流量设定值，自动调节所述调节阀维持支路流量稳定；
具体步骤如下：
启动裂解炉故障检测指令，监测所述裂解炉运行状态，实时检测所述裂解炉的进料流量，判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障；
当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式；
根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作；
当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式。
优选地，所述判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障包括：
每个所述控制支路在裂解炉自动运行过程中，实时监控所述流量计以及所述调节阀流量数据，根据进料原料的不同，预设所述调节阀开度以及对应流量函数如下：
F(q-5)≤L(q)≤F(q+5)
F(q)＝f(q,c)
其中：f是阀门开度以及原料介质的映射函数；F(q)为调节阀开度为q时对应的管道流量，L(q)为阀门开度为q时，流量计检测的实际流量；
通过对比所述调节阀实时开度以及所述流量计测量数据，当二者处于对应函数范围外时，则判定该控制支路流量出现故障。
优选地，所述当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式包括如下步骤：
当流量调节阀开度设定值未处于最大开度，所述流量计的测量值对应所述流量调节阀最大开度时，并且所述流量调节阀设定值减小时，所述流量计的测量值无变化时，则当前故障模式为流量调节阀故障开；和/或，
当所述流量调节阀开度设定值未处于最小开度，所述流量计的测量值对应阀门最小开度时，并且所述流量调节阀设定值增大时，所述流量计的测量值无变化，则当前故障模式为所述流量调节阀故障关；和/或，
当阀门开度变化时，所述流量计检测数值无变化，且未处于流量测量最大值与最小值区间时，则所述流量调节阀当前故障模式为卡死；和/或，
当所述流量计断线，无法检测当前管道流量时，则所述流量计出现故障。
优选地，所述根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作包括：
若所述故障模式为阀门故障卡死，启动故障负荷稳定控制指令，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器和总流量控制器当前操作状态；
通过支路流量计测量当前故障支路流量值，将故障支路流量设定为所有支路流量控制器的流量给定值，计算所有支路流量控制器的总流量值，将计算出的总流量值设置为裂解炉的总负荷，输出支路流量卡死故障报警提示；
其中，各支路流量设定值及裂解炉总负荷满足以下关系：
Fnew(i)＝L(a)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
优选地，所述根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作包括：
若所述故障模式为调节阀开故障、关故障、流量计故障时，启动故障负荷均分控制指令，关闭故障支路电磁阀，切断所述故障支路流量，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器以及总流量控制器当前操作状态；
计算未发生故障前的正常流量值，在裂解炉总负荷保持不变的情况下，将故障支路流量均分至其他支路流量，输出对应的故障报警提示；
其中，所述故障支路流量设定值为0，各所述支路流量设定值及裂解炉总负荷对应关系如下：
Fnew(i)＝0；(i为故障支路)
Fnew(i)＝Fold(i)+L(a)/5；(i不为故障支路)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器故障后的流量给定值，Fold(i)为第i支路流量控制器故障前的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
优选地，所述当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式包括：
控制故障支路调节阀缓慢开至故障前开度，将各支路流量控制器切换为自动模式；
等待支路流量值到达非故障区间内，将所述支路流量控制器设置为串级模式，所述支路流量控制器的流量设定值由总流量控制器给定，使整个裂解炉的流量控制均处于自动控制状态。
本发明提供了一种裂解炉进料流量监控以及故障处理系统，所述裂解炉包括多个控制支路、分别与多个所述控制支路连接的流量计，用于检测实际流量，分别与多个所述控制支路连接的调节阀，用于控制支路的进料流量，各支路流量总和为裂解炉的总进料流量,支路流量控制器在设定模式下，通过修改所述支路流量控制器的控制值调节支路流量；在串级模式下，接受总流量控制器给定的支路流量设定值，自动调节所述调节阀维持支路流量稳定；
其进料流量监控以及故障处理系统具体包括：
流量监控模块，用于启动裂解炉故障检测指令，监测所述裂解炉运行状态，实时检测所述裂解炉的进料流量，判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障；
故障模式判定模块，用于当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式；
故障处理模块，用于根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作；
控制模式切换模块，用于当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式。
优选地，所述流量监控模块包括：
调节阀开度计算子模块，用于每个所述控制支路在裂解炉自动运行过程中，实时监控所述流量计以及所述调节阀流量数据，根据进料原料的不同，预设所述调节阀开度以及对应流量函数如下：
F(q-5)≤L(q)≤F(q+5)
F(q)＝f(q,c)
其中：f是阀门开度以及原料介质的映射函数；F(q)为调节阀开度为q时对应的管道流量，L(q)为阀门开度为q时，流量计检测的实际流量；
故障判定及结果子模块，用于通过对比所述调节阀实时开度以及所述流量计测量数据，当二者处于对应函数范围外时，则判定该控制支路流量出现故障。
优选地，所述故障模式判定模块包括：
第一故障子模块，用于当流量调节阀开度设定值未处于最大开度，所述流量计的测量值对应所述流量调节阀最大开度时，并且所述流量调节阀设定值减小时，所述流量计的测量值无变化时，则当前故障模式为流量调节阀故障开；和/或，
第二故障子模块，用于当所述流量调节阀开度设定值未处于最小开度，所述流量计的测量值对应阀门最小开度时，并且所述流量调节阀设定值增大时，所述流量计的测量值无变化，则当前故障模式为所述流量调节阀故障关；和/或，
第三故障子模块，用于当阀门开度变化时，所述流量计检测数值无变化，且未处于流量测量最大值与最小值区间时，则所述流量调节阀当前故障模式为卡死；和/或，
第四故障子模块，用于当所述流量计断线，无法检测当前管道流量时，则所述流量计出现故障。
优选地，所述故障处理模块包括：
故障负荷稳定控制子模块，用于若所述故障模式为阀门故障卡死，启动故障负荷稳定控制指令，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器和总流量控制器当前操作状态；
第一故障提示模块，用于通过支路流量计测量当前故障支路流量值，将故障支路流量设定为所有支路流量控制器的流量给定值，计算所有支路流量控制器的总流量值，将计算出的总流量值设置为裂解炉的总负荷，输出支路流量卡死故障报警提示；
在整个控制过程中，各支路流量设定值及裂解炉总负荷满足以下关系：
Fnew(i)＝L(a)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6；和/或，
故障负荷均分控制子模块，用于若所述故障模式为调节阀开故障、关故障、流量计故障时，启动故障负荷均分控制指令，关闭故障支路电磁阀，切断所述故障支路流量，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器以及总流量控制器当前操作状态；
第二故障提示模块，用于计算未发生故障前的正常流量值，在裂解炉总负荷保持不变的情况下，将故障支路流量均分至其他支路流量，输出对应的故障报警提示；
其中，所述故障支路流量设定值为0，各所述支路流量设定值及裂解炉总负荷对应关系如下：
Fnew(i)＝0；(i为故障支路)
Fnew(i)＝Fold(i)+L(a)/5；(i不为故障支路)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器故障后的流量给定值，Fold(i)为第i支路流量控制器故障前的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
针对现有技术，本发明具有如下的有益效果：
本发明提出了一种裂解炉进料监控以及故障处理方法，通过对裂解炉的进料流量监控，判断裂解炉运行状态；预设流量故障处理方案，在检测到流量故障时，切换到故障处理模式，提高裂解炉运行的平稳性和安全性能，延长运行周期，节约企业运行成本；通过更精准的裂解炉进料流量控制方案，提高裂解炉控制水平；
此方案可避免裂解炉故障下负荷波动大的问题，提高了系统的稳定性；此方案在裂解炉故障模式下部分支路仍能保持自动状态，提高了系统的自控率，减轻了操作员的劳动负荷；
通过实时检测裂解炉的进料流量，判断裂解炉各路进料流量是否正常；当进料流量出现故障时，根据故障类型实施不同的故障解决方案，通过降低整体负荷或重新分配支路流量的方式维持裂解炉的正常运行，最大限度保证裂解炉的正常运行状态以及控制负荷的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例中所述裂解炉进料流量监控以及故障处理方法步骤示意图；
图2为本发明实施例中所述裂解炉裂解工艺流程示意图；
图3为本发明实施例中所述裂解炉进料流量监控以及故障处理方法具体流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，所述裂解炉包括多个控制支路、分别与多个所述控制支路连接的流量计，用于检测实际流量，分别与多个所述控制支路连接的调节阀，用于控制支路的进料流量，各支路流量总和为裂解炉的总进料流量,支路流量控制器在设定模式下，通过修改所述支路流量控制器的控制值调节支路流量；在串级模式下，接受总流量控制器给定的支路流量设定值，自动调节所述调节阀维持支路流量稳定；本领域技术人员可以理解，支路流量控制器在设定模式可以是手动或自动模式，所述支路流量控制器的控制值包括MV或SV值，操作员可通过修改支路流量控制器的MV或SV值调节支路流量。
如图1所示，具体步骤如下：
步骤S1，启动裂解炉故障检测指令，监测所述裂解炉运行状态，实时检测所述裂解炉的进料流量，判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障；若出现故障，则进入裂解炉流量故障分析方案，若未出现故障，裂解炉正常运行，进入裂解炉故障检测方案，继续判断是否发生故障。
步骤S2，当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式；
步骤S3，根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作；
步骤S4，当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式。
为解决在裂解炉工作过程中，因国内原油品质差以及工艺流程不完善，导致裂解炉炉管堵塞时常发生，严重时可导致装置跳车，引发危险事故的问题，本发明提出了一种裂解炉进料监控以及故障处理方法，通过对裂解炉的进料流量监控，判断裂解炉运行状态；预设流量故障处理方案，在检测到流量故障时，切换到故障处理模式，提高裂解炉运行的平稳性和安全性能，延长运行周期，节约企业运行成本；通过更精准的裂解炉进料流量控制方案，提高裂解炉控制水平。
本次实施例基于6支路进料裂解炉，下面结合图2对裂解炉的进料控制进行说明。本案例中裂解炉共有6路进料支路，6支路上各有一个流量计，一个电磁阀和一个调节阀用于控制支路的进料流量，支路流量控制器在自动模式或串级模式下，接受上位给定的支路流量设定值，自动调节流量阀维持支路流量稳定，其中自动模式下的上位给定值来源于操作员，串级模式下给定值为总流量控制器；在手动模式下可自由调节流量阀开度进而控制支路流量。6支路流量总和为裂解炉的总进料流量，总进料流量控制器的设定值为操作员设定的裂解炉负荷，其输出值为各支路的流量设定值。裂解炉的进料原料在对流段与6路稀释蒸汽混合，混合均匀后送至裂解炉的辐射段，在辐射段发生裂解反应，生成乙烯丙烯等裂解产物。本实施例中不局限于6路，裂解炉还可以是任意数量的进料支路。
如图3所示，本发明实施例主要包含如下部分：裂解炉进料故障检测方案，裂解炉进料故障分析方案，裂解炉故障处理方案，裂解炉安全保护方案，裂解炉故障切换方案(故障处理完成后，无扰切换到自动模式)。为了方便阐述，选择图2所示的6支路进料裂解炉进行控制方案说明。
1、裂解炉故障检测方案。在本装置中，每个支路上按照的均有一个流量表和流量调节阀。在裂解炉自动运行过程中，实时监控流量表以及流量调节阀数据。根据进料原料的不同，预设调节阀开度以及对应流量函数：
F(q-5)≤L(q)≤F(q+5)
F(q)＝f(q,c)
其中：f是阀门开度以及原料介质的映射函数；F(q)为调节阀开度为q时对应的管道流量，L(q)为阀门开度为q时，流量计检测的实际流量；
通过对比所述调节阀实时开度以及所述流量计测量数据，当二者处于对应函数范围外时，则判定该控制支路流量出现故障。
2、裂解炉流量故障分析方案。通过裂解炉故障检测方案监控支路流量运行状况，分析监控数据，不同的故障数据对应不同的故障模式，具体可细分为以下几类：
(1)调节阀故障开。当流量调节阀开度设定值未处于最大开度，但流量计的测量值对应阀门最大开度时，且阀门设定值减小，但流量测量值无变化时，认为当前故障模式为调节阀故障开。
(2)调节阀故障关。当流量调节阀开度设定值未处于最小开度，但流量计的测量值对应阀门最小开度时，且阀门设定值增大时，流量测量值无变化，认为当前故障模式为调节阀故障关。
(3)调节阀卡死。当阀门开度变化时，流量计检测数值无变化，且未处于流量测量最大值与最小值区间时，认为调价阀当前故障模式为卡死。
(4)流量计故障。当流量计断线，无法检测当前管道流量时，认为流量计出现故障。
3、裂解炉故障处理方案。根据故障分析方案确定的故障模式，分配不同的处理方案解决故障。各方案的详细处理方式如下：
(1)故障负荷稳定控制方案。裂解炉流量故障分析方案诊断为阀门故障卡死，启动故障负荷稳定控制方案。该方案首先将故障支路流量控制器设为手动，保持其他支路流量控制器和总流量控制器当前操作状态，之后通过支路流量计测量当前故障支路流量值，然后将故障支路流量设定为所有支路流量控制器的流量给定值，最后计算所有支路流量控制器的总流量值，将计算出的总流量值设置为裂解炉的总负荷。各支路流量设定值及裂解炉总负荷满足以下关系：
Fnew(i)＝L(a)
其中，L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
相关数值设置完成后，弹出支路流量卡死故障报警，等待操作员进一步处理，在裂解炉故障模式下部分支路仍能保持自动状态，提高了系统的自控率，减轻了操作员的劳动负荷。
(2)故障负荷均分控制方案。裂解炉流量故障分析方案诊断为调节阀开故障，关故障以及流量计故障时，启动故障负荷均分控制方案。该方案关闭故障支路电磁阀，切断本支路流量，将故障支路流量控制器设为手动，并保持其他支路流量控制器以及总流量控制器当前操作状态，之后计算未发生故障前的正常流量值，在裂解炉总负荷保持不变的情况下，将故障支路流量均分至其他支路流量，故障支路流量设定值为0，各支路流量设定值及裂解炉总负荷对应关系如下：
Fnew(i)＝0；(i为故障支路)
Fnew(i)＝Fold(i)+L(a)/5；(i不为故障支路)
其中，L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器故障后的流量给定值，Fold(i)为第i支路流量控制器故障前的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
相关数值设置完成后，弹出对应的故障报警，等待操作员进一步处理，在裂解炉故障模式下部分支路仍能保持自动状态，提高了系统的自控率，减轻了操作员的劳动负荷。
4、裂解炉故障消除切换方案。先控制故障支路调节阀缓慢开至故障前开度，之后将支路流量控制器切换为自动模式，等待支路流量值到达非故障区间内，将支路流量控制器设置为串级模式，支路流量控制器的流量设定值由总流量控制器给定，使整个裂解炉的流量控制均处于自动控制状态，此方案在裂解炉故障模式下部分支路仍能保持自动状态，提高了装置的自控率，减轻了操作员的劳动负荷。
本发明实施例在实际使用中的具体实施方式如下：启动裂解炉故障检测方案，实施监控裂解炉运行状态；故障发生时，根据裂解炉故障分析方案，判定裂解炉故障模式；根据不同的故障模式，选择对应的裂解炉故障处理方案；故障解决后，启动裂解炉故障消除切换方案，将裂解炉流量控制模式切回全自动模式。
本发明提供了一种裂解炉进料流量监控以及故障处理系统或装置，所述裂解炉包括多个控制支路、分别与多个所述控制支路连接的流量计，用于检测实际流量，分别与多个所述控制支路连接的调节阀，用于控制支路的进料流量，各支路流量总和为裂解炉的总进料流量,支路流量控制器在设定模式下，通过修改所述支路流量控制器的控制值调节支路流量；在串级模式下，接受总流量控制器给定的支路流量设定值，自动调节所述调节阀维持支路流量稳定；
其进料流量监控以及故障处理系统包括：
流量监控模块，用于启动裂解炉故障检测指令，监测所述裂解炉运行状态，实时检测所述裂解炉的进料流量，判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障；
故障模式判定模块，用于当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式；
故障处理模块，用于根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作；
控制模式切换模块，用于当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式。
本发明提出了一种裂解炉进料流量监控方案，基于流量计以及调节阀阀门开度实时监控裂解炉进料状态；提出了一种裂解炉进料故障分析方案，通过采集裂解炉进料信息，判断裂解炉进料故障模式；提出了一种裂解炉进料故障处理方案，根据裂解炉进料故障模式选择对应的解决方案，根据解决方案处理当前故障，可避免裂解炉故障下负荷波动大的问题，提高了系统/装置的稳定性；在裂解炉故障模式下部分支路仍能保持自动状态，提高了装置的自控率，减轻了操作员的劳动负荷。
具体的，所述流量监控模块包括：
调节阀开度计算子模块，用于每个所述控制支路在裂解炉自动运行过程中，实时监控所述流量计以及所述调节阀流量数据，根据进料原料的不同，预设所述调节阀开度以及对应流量函数如下：
F(q-5)≤L(q)≤F(q+5)
F(q)＝f(q,c)
其中：f是阀门开度以及原料介质的映射函数；F(q)为调节阀开度为q时对应的管道流量，L(q)为阀门开度为q时，流量计检测的实际流量；
故障判定及结果子模块，用于通过对比所述调节阀实时开度以及所述流量计测量数据，当二者处于对应函数范围外时，则判定该控制支路流量出现故障。
具体的，所述故障模式判定模块包括：
第一故障子模块，用于当流量调节阀开度设定值未处于最大开度，所述流量计的测量值对应所述流量调节阀最大开度时，并且所述流量调节阀设定值减小时，所述流量计的测量值无变化时，则当前故障模式为流量调节阀故障开；和/或，
第二故障子模块，用于当所述流量调节阀开度设定值未处于最小开度，所述流量计的测量值对应阀门最小开度时，并且所述流量调节阀设定值增大时，所述流量计的测量值无变化，则当前故障模式为所述流量调节阀故障关；和/或，
第三故障子模块，用于当阀门开度变化时，所述流量计检测数值无变化，且未处于流量测量最大值与最小值区间时，则所述流量调节阀当前故障模式为卡死；和/或，
第四故障子模块，用于当所述流量计断线，无法检测当前管道流量时，则所述流量计出现故障。当进料流量出现故障时，根据故障类型实施不同的故障解决方案，通过降低整体负荷或重新分配支路流量的方式维持裂解炉的正常运行，最大限度保证裂解炉的正常运行状态以及控制负荷的稳定性。
具体地，所述故障处理模块包括：
故障负荷稳定控制子模块，用于若所述故障模式为阀门故障卡死，启动故障负荷稳定控制指令，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器和总流量控制器当前操作状态；
第一故障提示模块，用于通过支路流量计测量当前故障支路流量值，将故障支路流量设定为所有支路流量控制器的流量给定值，计算所有支路流量控制器的总流量值，将计算出的总流量值设置为裂解炉的总负荷，输出支路流量卡死故障报警提示；
其中，各支路流量设定值及裂解炉总负荷满足以下关系：
Fnew(i)＝L(a)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6；和/或，
故障负荷均分控制子模块，用于若所述故障模式为调节阀开故障、关故障、流量计故障时，启动故障负荷均分控制指令，关闭故障支路电磁阀，切断所述故障支路流量，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器以及总流量控制器当前操作状态；
第二故障提示模块，用于计算未发生故障前的正常流量值，在裂解炉总负荷保持不变的情况下，将故障支路流量均分至其他支路流量，输出对应的故障报警提示；
其中，所述故障支路流量设定值为0，各所述支路流量设定值及裂解炉总负荷对应关系如下：
Fnew(i)＝0；(i为故障支路)
Fnew(i)＝Fold(i)+L(a)/5；(i不为故障支路)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器故障后的流量给定值，Fold(i)为第i支路流量控制器故障前的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
本方法及系统通过实时检测裂解炉的进料流量，判断裂解炉各路进料流量是否正常；当进料流量出现故障时，根据故障类型实施不同的故障解决方案，通过降低整体负荷或重新分配支路流量的方式维持裂解炉的正常运行，最大限度保证裂解炉的正常运行状态以及控制负荷的稳定性。
上述流量监控模块、故障模式判定模块、故障处理模块、控制模式切换模块、第一故障子模块、第二故障子模块、第三故障子模块、第四故障子模块、故障负荷稳定控制子模块、第一故障提示模块、故障负荷均分控制子模块、第二故障提示模块的具体内容及实现方法，均如本发明方法实施例中所述，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，其特征在于，所述裂解炉包括多个控制支路、分别与多个所述控制支路连接的流量计，用于检测实际流量，分别与多个所述控制支路连接的调节阀，用于控制支路的进料流量，各支路流量总和为裂解炉的总进料流量,支路流量控制器在设定模式下，通过修改所述支路流量控制器的控制值调节支路流量；在串级模式下，接受总流量控制器给定的支路流量设定值，自动调节所述调节阀维持支路流量稳定；
具体步骤如下：
启动所述裂解炉故障检测指令，监测所述裂解炉运行状态，实时检测所述裂解炉的进料流量，判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障；
当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式；
根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作；
当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式。
2.如权利要求1所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，其特征在于，所述判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障包括：
每个所述控制支路在裂解炉自动运行过程中，实时监控所述流量计以及所述调节阀流量数据，根据进料原料的不同，预设所述调节阀开度以及对应流量函数如下：
F(q-5)≤L(q)≤F(q+5)
F(q)＝f(q,c)
其中：f是阀门开度以及原料介质的映射函数；F(q)为调节阀开度为q时对应的管道流量，L(q)为阀门开度为q时，流量计检测的实际流量；
通过对比所述调节阀实时开度以及所述流量计测量数据，当二者处于对应函数范围外时，则判定该控制支路流量出现故障。
3.如权利要求1所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，其特征在于，所述当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式包括如下步骤：
当流量调节阀开度设定值未处于最大开度，所述流量计的测量值对应所述流量调节阀最大开度时，并且所述流量调节阀设定值减小时，所述流量计的测量值无变化时，则当前故障模式为流量调节阀故障开；和/或，
当所述流量调节阀开度设定值未处于最小开度，所述流量计的测量值对应阀门最小开度时，并且所述流量调节阀设定值增大时，所述流量计的测量值无变化，则当前故障模式为所述流量调节阀故障关；和/或，
当阀门开度变化时，所述流量计检测数值无变化，且未处于流量测量最大值与最小值区间时，则所述流量调节阀当前故障模式为卡死；和/或，
当所述流量计断线，无法检测当前管道流量时，则所述流量计出现故障。
4.如权利要求1所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，其特征在于，所述根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作包括：
若所述故障模式为阀门故障卡死，启动故障负荷稳定控制指令，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器和总流量控制器当前操作状态；
通过支路流量计测量当前故障支路流量值，将故障支路流量设定为所有支路流量控制器的流量给定值，计算所有支路流量控制器的总流量值，将计算出的总流量值设置为裂解炉的总负荷，输出支路流量卡死故障报警提示；
其中，各支路流量设定值及裂解炉总负荷满足以下关系：
Fnew(i)＝L(a)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
5.如权利要求1所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，其特征在于，所述根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作包括：
若所述故障模式为调节阀开故障、关故障、流量计故障时，启动故障负荷均分控制指令，关闭故障支路电磁阀，切断所述故障支路流量，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器以及总流量控制器当前操作状态；
计算未发生故障前的正常流量值，在裂解炉总负荷保持不变的情况下，将故障支路流量均分至其他支路流量，输出对应的故障报警提示；
其中，所述故障支路流量设定值为0，各所述支路流量设定值及裂解炉总负荷对应关系如下：
Fnew(i)＝0；(i为故障支路)
Fnew(i)＝Fold(i)+L(a)/5；(i不为故障支路)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器故障后的流量给定值，Fold(i)为第i支路流量控制器故障前的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
6.如权利要求1所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理方法，其特征在于，所述当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式包括：
控制故障支路调节阀缓慢开至故障前开度，将各支路流量控制器切换为自动模式；
等待支路流量值到达非故障区间内，将所述支路流量控制器设置为串级模式，所述支路流量控制器的流量设定值由总流量控制器给定，使整个裂解炉的流量控制均处于自动控制状态。
7.一种裂解炉进料流量监控以及故障处理系统，其特征在于，所述裂解炉包括多个控制支路、分别与多个所述控制支路连接的流量计，用于检测实际流量，分别与多个所述控制支路连接的调节阀，用于控制支路的进料流量，各支路流量总和为裂解炉的总进料流量,支路流量控制器在设定模式下，通过修改所述支路流量控制器的控制值调节支路流量；在串级模式下，接受总流量控制器给定的支路流量设定值，自动调节所述调节阀维持支路流量稳定；
其进料流量监控以及故障处理系统包括：
流量监控模块，用于启动裂解炉故障检测指令，监测所述裂解炉运行状态，实时检测所述裂解炉的进料流量，判断所述裂解炉各路进料流量是否发生故障；
故障模式判定模块，用于当所述进料流量出现故障时，根据所述进料流量对所述裂解炉流量进行故障分析，判定所述裂解炉故障模式；
故障处理模块，用于根据不同类型的所述故障模式选择对应的故障处理指令，实行故障处理操作；
控制模式切换模块，用于当所述裂解炉的故障解决后，启动所述裂解炉的故障消除切换指令，将所述裂解炉的流量控制模式切回全自动模式。
8.如权利要求7所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理系统，其特征在于，所述流量监控模块包括：
调节阀开度计算子模块，用于每个所述控制支路在裂解炉自动运行过程中，实时监控所述流量计以及所述调节阀流量数据，根据进料原料的不同，预设所述调节阀开度以及对应流量函数如下：
F(q-5)≤L(q)≤F(q+5)
F(q)＝f(q,c)
其中：f是阀门开度以及原料介质的映射函数；F(q)为调节阀开度为q时对应的管道流量，L(q)为阀门开度为q时，流量计检测的实际流量；
故障判定及结果子模块，用于通过对比所述调节阀实时开度以及所述流量计测量数据，当二者处于对应函数范围外时，则判定该控制支路流量出现故障。
9.如权利要求7所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理系统，其特征在于，所述故障模式判定模块包括：
第一故障子模块，用于当流量调节阀开度设定值未处于最大开度，所述流量计的测量值对应所述流量调节阀最大开度时，并且所述流量调节阀设定值减小时，所述流量计的测量值无变化时，则当前故障模式为流量调节阀故障开；和/或，
第二故障子模块，用于当所述流量调节阀开度设定值未处于最小开度，所述流量计的测量值对应阀门最小开度时，并且所述流量调节阀设定值增大时，所述流量计的测量值无变化，则当前故障模式为所述流量调节阀故障关；和/或，
第三故障子模块，用于当阀门开度变化时，所述流量计检测数值无变化，且未处于流量测量最大值与最小值区间时，则所述流量调节阀当前故障模式为卡死；和/或，
第四故障子模块，用于当所述流量计断线，无法检测当前管道流量时，则所述流量计出现故障。
10.如权利要求7所述的裂解炉进料流量监控以及故障处理系统，其特征在于，所述故障处理模块包括：
故障负荷稳定控制子模块，用于若所述故障模式为阀门故障卡死，启动故障负荷稳定控制指令，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器和总流量控制器当前操作状态；
第一故障提示模块，用于通过支路流量计测量当前故障支路流量值，将故障支路流量设定为所有支路流量控制器的流量给定值，计算所有支路流量控制器的总流量值，将计算出的总流量值设置为裂解炉的总负荷，输出支路流量卡死故障报警提示；
其中，各支路流量设定值及裂解炉总负荷满足以下关系：
Fnew(i)＝L(a)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6；和/或，
故障负荷均分控制子模块，用于若所述故障模式为调节阀开故障、关故障、流量计故障时，启动故障负荷均分控制指令，关闭故障支路电磁阀，切断所述故障支路流量，通过故障支路流量控制器设置保持其他支路流量控制器以及总流量控制器当前操作状态；
第二故障提示模块，用于计算未发生故障前的正常流量值，在裂解炉总负荷保持不变的情况下，将故障支路流量均分至其他支路流量，输出对应的故障报警提示；
其中，所述故障支路流量设定值为0，各所述支路流量设定值及裂解炉总负荷对应关系如下：
Fnew(i)＝0；(i为故障支路)
Fnew(i)＝Fold(i)+L(a)/5；(i不为故障支路)
L(a)为故障支路流量测量值，Fnew(i)为第i支路流量控制器故障后的流量给定值，Fold(i)为第i支路流量控制器故障前的流量给定值，FQ为裂解炉总负荷，i取值为1-6。
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- 2022-08-01 CN CN202210915067.2A patent/CN115386391B/zh active Active
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