专利名称：炼油化工生产平衡系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炼油化工生产过程监控系统，特别涉及一种炼油化工生产平衡系统。
背景技术：
炼油化工传统的生产过程是调度部门根据计划部门制定的月度生产计划，综合考 虑原油、装置、罐区等生产现状和市场的销售信息，将月度生产计划分解为可执行的短 周期排产计划(一般为一周或五天)，并依此进行排产安排，下达生产方案给加工装置 和生产辅助单位。炼油化工企业的生产平衡，是指收集装置侧线流量数据、装置出入物 料质量数据和相关罐存数据，根据装置设计参数模型和装置历史生产数据，做出装置投 入产出平衡，为生产管理提供支持。过去，由于现场生产信息做不到及时反馈，造成调 度对企业生产的指挥滞后，不能针对装置的生产状况做出符合实际的调整。
同时，我国炼油厂对炼油生产装置侧线流量的计量状况各异，有的炼油厂计量情况 好一些，有的炼油厂计量情况差一些，特别是一些老炼油厂缺乏计量手段或采用精度很 低的像"孔板"这样的计量仪表，这些流量仪表的计量结果往往与油罐的实际接收量存 在很大差异，使生产管理人员无法准确了解炼油生产装置的生产情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种通过油罐罐量数据推算出与油罐罐量数据相一 致、更为符合实际的侧线流量推测数据，使生产管理人员能准确了解炼油生产装置生产 情况的炼油化工生产平衡系统。
本发明炼油化工生产平衡系统，包括炼油生产装置、油罐、连接炼油生产装置和油 罐的侧线，连接油罐罐量数据采集器和侧线流量表测数据采集器的数据采集装置，其中 数据采集装置与推量计算装置相连，推量计算装置按如下步骤推算出与油罐罐量数据相 一致的侧线流量推测数据
A、 接收数据采集装置采集到的一个时间段开始和结束时的油罐罐量数据、 该时间段内侧线流量表测数据；
B、 通过一个时间段开始和结束时的油罐罐量数据计算该时间段内各油罐罐量的变化量；
C、 根据油罐与炼油生产装置的连接关系，按如下等式列出各油罐的平衡关 系式
油罐罐量的变化量=流入该罐的侧线流量推测数据之和一流出该罐的 侧线流量推测数据之和；
将上述各油罐的平衡关系式作为多元一次方程组；
D、 循环执行以下步骤解上述多元一次方程 Dl、单未知量方程求解；
D2、侧线分摊各炼油生产装置的流出总量； D3、合并油罐罐量的变化量。
本发明炼油化工生产平衡系统，其中推量计算装置计算得出的数据传递给生产计 划装置和生产调度装置。
本发明炼油化工生产平衡系统，其中炼油生产装置为常减压装置、催化裂化装置、 重油催化装置、加氢裂化装置、延迟焦化装置、垸基化装置、重整装置、加氢精制装置 其中之一或它们的各种组合。
本发明炼油化工生产平衡系统，其中油罐为原油油罐、汽油油罐、柴油油罐、煤 油油罐、蜡油油罐、渣油油罐其中之一或它们的各种组合。
本发明炼油化工生产平衡系统，能通过油罐罐量数据推算出与油罐罐量数据相一 致、更为符合实际的侧线流量推测数据，使生产管理人员能准确了解炼油生产装置生产 情况。本发明炼油化工生产平衡系统可以及时反馈现场生产信息，针对装置的生产状况 做出符合实际的调整。
图1是本发明炼油化工生产平衡系统的系统框图2是具体实施方式
涉及到的炼油生产装置和油罐连接图。
具体实施例方式
下面结合说明书附图对本发明炼油化工生产平衡系统作进一步说明。 炼油企业以原油和天然气为主要原料，生产出燃料、润滑油、石蜡等产品，满足社 会的需要，同时谋求企业的最大经济效益。炼油的流程是连续生产，规模宏大，由许多 复杂内部关联的单元操作装置组成，单元装置之间由物料流、能量流及设备的相互连接 而组成不同的炼油化工过程流程。为便于理解下文，先介绍一下炼油化工方面的一些相关术语
炼油生产装置炼油企业生产汽油、柴油、煤油、蜡油等产品的设备组合称之为炼 油生产装置。
炼油企业的装置有常减压、催化裂化、重油催化、加氢裂化、延迟焦化、烷基化、 重整、加氢精制等。
油品原油、汽油、柴油、煤油、蜡油、渣油等成品，以及半成品(中间产品)， 统称之为油品。
油罐油罐是贮存石油及产品的容器。油罐的分类可按其安装位置、使用材质、整 体结构和油品类型来区分。
收付油罐通过管线接收装置或其它油罐送给它各种油品称之为"收"，油罐通过 管线把油品接送到装置或其它油罐称之为"付"，两项操作合起来称之为"收付"。
油品移动炼油企业的生产流程是连续的，其物料(液体或气体)根据工艺要求所 提供的温度和压力等条件， 一方面在塔器中发生物理或化学变化，另一方面又在管道中 产生流动。这种物料的流动就是油品移动。
侧线输油管线是炼油企业油品移动的重要组成部分。输油管线由管道、阀门、管 架及各种连接附件组成。装置和装置之间、油罐和装置之间、油罐和油罐之间都是通过 管线相互连接，各种油品，如原油、成品油、半成品油、石油气体等，也都要经过管线 进行输送，从而实现炼油厂的连续生产流程。这种和装置、油罐相连的输油管线称之为 "侧线"。
流量输油管线中，单位时间通过的油品(质量)的多少，称之为"流量"。对输 油管线中油品流量的计量采用专用的油品计量仪表，如差压式流量计(孔板)、涡轮流 量计、超声波流量计、质量流量计等。炼油企业只有在贸易结算和重要部位采用高精度 的质量流量计(液体的测量精度为读数的0.10%，气体的测量精度为读数的0.50%)。
罐量油罐所装油品油品(质量)的多少，称之为"罐量"。对罐量的计量有两中， 一是采用专用的油罐液位监测仪表(如钢带式液位计、光导电子液位仪、雷达式液位计 等)，二是人工检尺计量(静态计量，是炼油企业计量交接和贸易结算所采用的传统计 量方法)。
参见图1，本发明炼油化工生产平衡系统，包括炼油生产装置、油罐、连接炼油生 产装置和油罐的侧线，连接油罐罐量数据采集器和侧线流量表测数据采集器的数据采集
5装置，数据采集装置与推量计算装置相连，推量计算装置计算得出的数据与计划装置和 调度装置相交互，使生产管理人员能准确了解炼油生产装置的生产情况。参见图2，下面以图2涉及到的炼油生产装置和油罐进行汽油生产的平衡为例，说 明本发明炼油化工生产平衡系统中的推量计算装置的运作过程。推量计算装置按如下步骤推算出与油罐罐量数据相一致的侧线流量推测数据A、 接收数据采集装置采集到的一个时间段开始和结束时的油罐罐量数据、该时间段内 侧线流量表测数据；上述一个时间段开始和结束分别为一个班次的班前和班后；油罐为存储炼油生产装 置生产的汽油的汽油罐1和汽油罐2;侧线分别为南蒸馏装置的汽油流入汽油罐1的侧 线、催化裂化装置的汽油流入汽油罐1的侧线、重油催化装置的汽油流入汽油罐1的侧 线、汽油罐1的汽油流入汽油罐2的侧线；汽油罐1班前量是100吨，班后量是400吨；汽油罐2班前量是200吨，班后量是450吨；由于油罐的计量采用"雷达液位计"或人工检尺的方式测量，因此相对于侧线流量的测量其测量精度很高，汽油罐1和汽油罐2的油罐罐量数据可以认为是是准确量，下 面再以它们的变化量为基础推测出各侧线流量的推测数据，这些侧线流量推测数据能比 相应的侧线流量表测数据更能真实的反映侧线的实际流量；在本班次中，南蒸馏装置的汽油流入汽油罐1的侧线的流量表测数据为250吨； 在本班次中，催化裂化装置的汽油流入汽油罐1的侧线的流量表测数据为150吨； 在本班次中，重油催化装置的汽油流入汽油罐1的侧线的流量表测数据为100吨；B、 通过本班次班前和班后的油罐罐量数据计算该时间段内各油罐罐量的变化量； 汽油罐1的变化量为AF1 =400-100=300吨；汽油罐2的变化量为AF2=450-200=250吨；由于上述侧线的流量仪表存在很大的误差，所以上述流量表测数据并不准确，进而 造成如下的不平衡三个装置的表测汽油产出总和为250+150+100=500，但汽油罐1和 汽油罐2的增量总和为300+250=550，因此需要通过油罐罐量数据推算出与油罐罐量数 据相一致的侧线流量推测数据，使其更为符合实际的流量，以便为生产调度提供数据支6持。C、 按如下等式列出各罐的平衡关系式油罐罐量的变化量=流入该罐的侧线流量 推测数据之和 一 流出该罐的侧线流量推测数据之和；设变量南蒸馏的汽油流入汽油罐1的侧线的流量推测数据为 XI 催化裂化的汽油流入汽油罐1的侧线的流量推测数据为 X2 重油催化的汽油流入汽油罐1的侧线的流量推测数据为 X3汽油罐1流入汽油罐2的侧线的流量推测数据为 X4则各罐的平衡关系式为-△F1=X1+X2+X3-X4 △F2= X4 其中△F1为"汽油罐1的变化量"，是已知数300; △F2为"汽油罐2的变化量"，是已知数250;将上述各罐的平衡关系式作为多元一次方程；D、 解上述多元一次方程求解方程中的未知数的原则对方程组进行循环求解，每次循环都是顺序执行"单未知量方程求解"、"侧线分摊各装置的流出总量"、"合并油罐罐量的变化量"这样三个 步骤。每次循环中都对有解的方程求解，而解出的量则作为已知量，在下一次循环中使 用。一、进行第一次循环1、单未知量方程求解(循环的第一步)每次扫描应优先求解单未知量方程中的未知量； 前面已列出的方程式为.-△F1=X1+X2+X3-X4 △F2= X4首先找出只有单变量的方程，这种方程对应于只连接单一管线进行收付的操作，即罐连接单罐(或罐连接单侧线),情况的收付操作。此时罐的变化量就是方程中单变量的 解。对这两个方程式来说，第二个方程式AF2-X4符合条件， 因此，可解出X4-厶F2 '. 厶F2 = 450-200 = 250吨 ...X4 = 250吨2、 侧线分摊各装置的流出总量(循环的第二步) 求解出如下平衡方程的变量Xi:SXi = AF 或 AF = ZXi 其中△F:为罐量变化量Xi:为各侧线流量方程中Xi的求解方法如下 Xi =AF * Bi / EBi其中-△F:为罐量变化量 Xi:为各侧线流量Bi:为Xi所对应的侧线流量表测数据(不准确量)上述求解方法仅适用于只连接装置侧线的油罐(或几个油罐合并后作为一个逻辑 上的油罐满足这个条件)，并且所有连接的各条侧线上不再连接其它管线(即没有分量)。上述公式的含义是把各装置的流出总量，按各侧线流量表测数据在全部侧线流量表测数据之和中所占的比例，分摊到每一条侧线上去，Bi/ EBi就是表示该侧线在侧线表量总和所占的比例。在第一次循环中，因为按该环节所给出的公式，计算不出结果(因为公式中的AF 未求出)，所以"不符合条件"，进入下一步骤。3、 合并油罐罐量的变化量(循环的第三步)经过上一个步骤，若没有新的变量解出，可列出如下形式的方程，然后继续进行循 环扫描-其中-
Xi:为装置侧线对应的变量；
Ui:倒罐管线对应的变量(该例子中的为X4)
△F:为罐量的变化量 前面所列出的方程式为
△F1-X1+X2+X3-X4 (AF1是"汽油罐1的变化量")
△F2= X4 (AF2是"汽油罐2的变化量")
可以看出其中的AF1-X1+X2+X3-X4，其形式就是"SXi + i;Ui= AF" X4就是^Ui (该例子的汽油罐1和汽油罐2只有一条管线) ZUi有"+"、"一"之分，进罐为"+"，出罐为"一"
上面己知AFh300， X4=250
则可以变换此方程为AF1+X4=X1+X2+X3
即300+250= XI+X2+X3 Xl+X2+X3=550
列出与Xi或Ui有关联的罐平衡方程，把Ui消去(本例子是X4)，形成新的方程， 再向下进行下一次循环时，对新的方程进行求解。
二、进行第2次循环
1、 单未知量方程求解(循环的第一步)
因为参加第2次循环的方程式，已没有"单未知量"可求解，不符合该环节条件， 所以直接进入下一步骤。
2、 侧线分摊各装置的流出总量(循环的第二步)
上面所给出的本步骤公式中的厶F已经在第一次循环中解出为550，所以可以进行方程 求解
9V AF =X1+X2+X3=550
B1=250
B2=150
B3=100
ZBi=Bl +B2+B3=250+150+100=500
.'.按上面所给出的本步骤公式Xi = AF * Bi / EBi计算 得出X1=A*B 1/^Bi = 550*250/500=275吨 同理X2465吨 X3:110吨
至此，例子中的四个侧线(Xl、 X2、 X3、 X4)的推量都己经得出。
3、合并油罐罐量的变化量(循环的第三步) 四个侧线的推量已经得出，没有必要再做下去了。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种炼油化工生产平衡系统，包括炼油生产装置、油罐、连接炼油生产装置和油罐的侧线，连接油罐罐量数据采集器和侧线流量表测数据采集器的数据采集装置，其特征在于数据采集装置与推量计算装置相连，推量计算装置按如下步骤推算出与油罐罐量数据相一致的侧线流量推测数据A、接收数据采集装置采集到的一个时间段开始和结束时的油罐罐量数据、该时间段内侧线流量表测数据；B、通过一个时间段开始和结束时的油罐罐量数据计算该时间段内各油罐罐量的变化量；C、根据油罐与炼油生产装置的连接关系，按如下等式列出各油罐的平衡关系式油罐罐量的变化量＝流入该罐的侧线流量推测数据之和-流出该罐的侧线流量推测数据之和；将上述各油罐的平衡关系式作为多元一次方程组；D、循环执行以下步骤解上述多元一次方程D1、单未知量方程求解；D2、侧线分摊各炼油生产装置的流出总量；D3、合并油罐罐量的变化量。
2. 根据权利要求1所述的炼油化工生产平衡系统，其特征在于推量计算装置 计算得出的数据传递给生产计划装置和生产调度装置。
3. 根据权利要求2所述的炼油化工生产平衡系统，其特征在于炼油生产装置 为常减压装置、催化裂化装置、重油催化装置、加氢裂化装置、延迟焦化装置、烷基化 装置、重整装置、加氢精制装置其中之一或它们的各种组合。
4. 根据权利要求3所述的炼油化工生产平衡系统，其特征在于油罐为原油油 罐、汽油油罐、柴油油罐、煤油油罐、蜡油油罐、渣油油罐其中之一或它们的各种组合。
全文摘要
一种炼油化工生产平衡系统，包括炼油生产装置、油罐、连接炼油生产装置和油罐的侧线，连接油罐罐量数据采集器和侧线流量表测数据采集器的数据采集装置，其中数据采集装置与推量计算装置相连，推量计算装置能推算出与油罐罐量数据相一致的侧线流量推测数据。本发明炼油化工生产平衡系统，能通过油罐罐量数据推算出与油罐罐量数据相一致、更为符合实际的侧线流量推测数据，使生产管理人员能准确了解炼油生产装置生产情况。本发明炼油化工生产平衡系统可以及时反馈现场生产信息，针对装置的生产状况做出符合实际的调整。
文档编号G05B19/418GK101515170SQ200810058000
公开日2009年8月26日 申请日期2008年2月22日 优先权日2008年2月22日
发明者邵光震 申请人:石化盈科信息技术有限责任公司