Nong do than h p han [ph an mol ] Nong do than h p han [ph an mol ]
Cấu hình
Thay đổi của sản phẩm tháp khi F tăng
1% 5% 10% 20% 50% -20% LV 0.005 0.0055 0.0068 0.007 0.007 0.003 DB 0.0051 0.0055 0.0066 0.007 0.007 0.0032 (L/D)(V/B) 0.0001 0.0001 0.0002 0.0002 0.0004 0.0003 L(V/F) 0.0001 0.00011 0.0002 0.00021 0.0003 0.0004 LB 0.0021 0.0111 0.021 0.043 0.07 0.045 3.1.8. Nhận xét.
Việc lựa chọn cấu trúc điều khiển ngày càng trở nên khó khăn khi các hệ thống hóa học ngày càng được tích hợp chặt chẽ hơn. Cấu trúc điều khiển quyết định chất lượng của một hệ thống điều khiển, vì vậy lựa chọn được một cấu trúc phù hợp là việc quan trọng nhất trong quá trình thiết kế điều khiển.
Trong phần trên, tác giả đã nghiên cứu và phân tích các ưu nhược điểm của các cấu trúc khác nhau sử dụng trong hệ thống điều khiển tháp chưng cất cũng như xem xét các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm như nhiễu lưu lượng nguồn cấp, nhiễu thành phần nguồn cấp, ảnh hưởng của vòng điều khiển mức, tương tác giữa các vòng điều khiển cho từng cấu hình cụ thể từ đó lựa chọn được cấu trúc điều khiển thích hợp nhất cho tháp C-02 là cấu trúc L(V/F).
3.2. Thiết kế bộ điều khiển cho tháp C-02
3.2.1. Các yêu cầu và mục đích điều khiển của tháp C-02
Điểm xuất phát của mọi dự án thiết kế là xác định đối tượng và mục đích điều khiển. Đối với tháp chưng cất, có ba khía cạnh chính cần quan tâm là: Điều khiển cân bằng chất, điều khiển chất lượng sản phẩm và điều khiển bảo vệ hệ thống.
- Điều khiển chất lượng sản phẩm: Đảm bảo lưu lượng sản phẩm theo kế hoạch sản xuất và duy trì các thông số liên quan đến chất lượng sản phẩm trong phạm vi yêu cầu.
- Điều khiển an toàn: Giảm thiểu các nguy cơ xảy ra sự cố cũng như bảo vệ cho con người, máy móc, thiết bị và môi trường trong trường hợp xảy ra sự cố.
- Nâng cao hiệu quả kinh tế: Đảm bảo năng suất và chất lượng theo yêu cầu trong khi giảm chi phí nhân công, nguyên nhiên liệu, thích ứng nhanh với yêu cầu thay đổi của thị trường.
Ngoài ra, việc bảo vệ môi trường cũng cần được quan tâm: Giảm ô nhiễm môi trường thông qua giảm nồng độ khí thải độc hại, giảm lượng nước sử dụng và nước thải, hạn chế lượng bụi và khói, giảm tiêu thụ nhiên liệu và nguyên liệu.
Tháp C-02 đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất khí hóa lỏng cung cấp cho thị trường trong nước. Vì vậy, năng suất và chất lượng sản phẩm được đặt lên hàng đầu. Hệ thống điều khiển hiện tại được thiết kế nhằm đạt được các yêu cầu về năng suất cũng như chất lượng sản phẩm, chỉ tiêu về kinh tế còn chưa được chú trọng. Đã có một số công trình nghiên cứu về điều khiển tháp chưng cho nhà máy nhưng các kết quả vẫn chưa được đầy đủ [3], [4].
3.2.2. Hệ thống điều khiển hiện tại của tháp C-02
Tháp chưng cất là đối tượng đa biến, thông số rải và thường là phi tuyến với các tham số có biến động nhiễu lớn như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng của hỗn hợp các chất lỏng hơi trong tháp. Trong điều kiện như vậy yêu cầu hệ thống điều khiển phải có nhiệm vụ giữ ổn định chất lượng cho sản phẩm đầu ra với hiệu suất làm việc cao nhất.
Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến và khai thác dầu khí ở Việt Nam (Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Nhà máy xử lý khí Dinh Cố) đang sử dụng bộ điều khiển đa biến có cấu trúc phi tập trung, tách kênh để điều khiển quá trình dựa trên sự kết hợp đơn thuần giữa các nguyên lý điều khiển cơ bản là điều khiển truyền thẳng và điều khiển phản hồi. Cấu trúc điều khiển hiện tại của tháp C-02 là cấu trúc điều khiển đơn biến phi tập trung với các vòng điều khiển áp suất, lưu lượng, mức, điều khiển thành phần riêng biệt.
Hiện tại, tháp C-02 đang sử dụng cấu trúc LV, nhiệt độ đáy tháp được điều
chỉnh thông qua van cấp nhiệt nóng đáy tháp, thông qua đó điều chỉnh nồng độ sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy tháp. Lưu lượng hồi lưu được sử dụng để điều khiển nồng độ sản phẩm đỉnh. Số liệu vận hành được cho trong bảng 3.3 và bảng 3.4. Bảng 3.3. Nồng độ sản phẩm tháp. Sản phẩm đỉnh (%) Sản phẩm tháp (%) C2 1.2 0 C3 61.4 0.4 C4 36.7 1 C5+ 0.7 98.1