含油污泥裂解控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种含油污泥裂解控制系统。


背景技术：

2.含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。油泥中含有数百种有毒有害化合物，其中的某些化合物(多环芳烃等)具有“三致”效应；另外含油污泥中往往含有苯系物、酚类等物质。美国环保署(epa)将其列为优先污染物，并且对其排放有严格的限制，我国也将油泥列入《国家危险废物名录》。
3.含油污泥常用处置技术包括萃取、调质机械分离、热裂解、热脱附、焚烧、填埋、固化等。其中热解法处理含油污泥技术包含含油污泥的进料系统、热处理系统、油气分离系统、燃烬与热回收系统，处理过程要求连续稳定进料、对各设备进行实时监控和及时保护，而目前对此工艺的自动化控制系统的系统化比较单一，且维护成本大，不够集中控制。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对背景技术中所述的现有的含油污泥的控制系统比较单一，且维护成本大，不能集中控制等问题，提供一种能够解决前述问题的含油污泥裂解控制系统。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种含油污泥裂解控制系统，包括分散控制子系统，分散控制子系统包括工程师站、服务器、现场控制站、操作员站、系统网络和现场设备及仪表；
6.工程师站、服务器、现场控制站、操作员站之间通过系统网络连接；
7.现场设备及仪表包括分别设置在含油污泥裂解系统的进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统中的控制设备和传感器；
8.现场控制站与现场设备及仪表通讯连接，现场设备及仪表能将从进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统实时采集的数据传输至现场控制站。
9.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的现场控制站有若干个，现场控制站包括主控模块、通信模块、电源模块、i/o模块、i/o端子接线板、专用连接电缆，通信模块、电源模块和i/o模块通过专用连接电缆与主控模块通讯连接，i/o端子接线板与i/o模块电连接。通过设置多个现场控制站，在每个现场控制站设置相应的主控模块、通信模块、电源模块、i/o模块、i/o端子接线板、专用连接电缆，能使各个现场控制站分别与对应的子系统的控制设备和传感器通讯连接，能够高效地收集进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的状态参数，并对控制设备发送控制指令，以对含油污泥的处理工序进行精准控制。
10.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的操作员站与现场控制站通讯连接，操作员站设有人机操作界面，操作员通过操作员站能及时了解进料子系统、热处
理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的运行状态、各种运行参数及是否有异常发生。通过在操作员站设置人机操作界面，使操作员能够通过人机界面了解进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的运行状态、各种运行参数及是否有异常发生，并便于对进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统的设备进行操作控制。
11.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的服务器与现场控制站通讯连接，服务器能存储现场控制站的历史数据、存储组态及系统备份。通过这种设置，便于在操作员站和工程师站读取服务器存储的数据，并根据服务器存储的数据，在操作员站和工程师站对现场控制站进行相应的操作控制。
12.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的工程师站能对系统网络、服务器、操作员站及现场控制站进行操作设置。通过这种设置，通过工程师站能实现对服务器内的数据库的编译及下装，对含油污泥裂解控制系统进行整体的操控和设置，便于对进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的运行参数进行设置。
13.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的现场设备及仪表包括设置在进料子系统中的中间料仓称重传感器和计量皮带，在进料过程中通过计量皮带控制进料子系统的进料量，中间料仓称重传感器用于对中间料仓称重，对实际进料量的进行检测，并将检测数据发送至现场控制站,再通过现场控制站对计量皮带的进料量进行调节控制。通过在原料输送过程中增加中间料仓称重传感器和计量皮带，对其他输送设备及破碎机采集电流信号至现场控制柜，在进料过程中通过计量皮带控制进料量，料仓重量是对进料量的核实，在计量皮带标定过程中通过料仓重量与计量皮带通过量差值标定计量皮带。电流反馈值的大小判断输送设备和破碎机运行情况，在dcs控制程序中实现设备过载过流保护。
14.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的现场设备及仪表包括设置在热处理子系统中的高温在线氧化锆分析仪、测量热处理子系统各设备的电机电流、温度、振动状态的传感器以及流量阀门，高温在线氧化锆分析仪、传感器以及流量阀门都与现场控制站通讯连接。通过在热处理子系统中设置高温在线氧化锆分析仪，对窑炉中的氧含量进行检测，现场控制站根据检测的氧含量控制燃烧机上的鼓风机频率以达到氧含量低于2%的目标；通过温度传感器检测窑炉内的温度，并根据检测的温度控制控制燃烧机可燃物喷入量，以实现燃烧机出口裂解气温度600℃（高于600℃会使土壤活性降低）；通过压力传感器检测窑炉内的气压，并根据检测的气压控制系统引风机频率，以实现裂解气出口压力为100-200pa；此外测量各设备电机电流，温度，振动，流量阀门开度等信息，在dcs控制程序中设置保护数值，起到保护设备作用，并记录运行数据。
15.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的现场设备及仪表包括设置在油气分离子系统中的喷淋塔中的第二温度传感器、第一液位传感器和裂解气阀门、抽水通道阀门以及洗涤塔中的第三温度传感器和第二液位传感器，各传感器和阀门均与现场控制站通讯连接。通过这种设置，能根据喷淋塔中的第二温度传感器检测的温度来调节喷淋塔进口裂解气阀门开度，根据第一液位传感器检测的液位来控制抽水通道阀门开度，洗涤塔温度和液位调节与喷淋塔同理。
16.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，所述的现场设备及仪表包括设
置在燃烬与热回收子系统中的换热器出口处的温度传感器和设置在换热器上的高温裂解气进口阀门，温度传感器和高温裂解气进口阀门都与现场控制站通讯连接，现场控制站根据温度传感器检测到的换热器出口处的温度控制高温裂解气进口阀门的开度。由于经过了喷淋和洗涤等工艺，裂解气含有大量水分，首先经过换热器将裂解气中的水分加热至蒸汽状态，此换热器的热量由燃烬室提供。在换热器出口安装有温度传感器，根据温度传感器检测的温度控制换热器高温裂解气进口阀门开度。换热器出口裂解气进入燃烬室，在燃烬室中燃烧，经高温换热器换热后，部分去往热处理系统，多余部分经处理后排放。热量被循环裂解气带入热处理系统，减少了热处理系统天然气用量。在高温裂解气出口加降温装置，通过dcs设置程序控制出口裂解气温度低于300℃，当温度过高，启动降温装置，反之则不用启动。
17.作为上述的含油污泥裂解控制系统的进一步改进，在所述的系统网络上还连接有打印机。通过设置打印机，便于对网络数据进行打印。
18.需要说明的是，本实用新型的含油污泥裂解控制系统中，涉及到了工程师站、服务器、现场控制站、操作员站之间通过系统网络通讯连接，现场设备及仪表通过系统网络将采集的数据传输至现场控制站，以及在操作员站查看数据以及设备运行状态，在工程师站设置现场控制站、操作员站和现场设备及仪表的运行参数等技术方案。这些技术方案以及其他内容可能需要通过软件才能实施，但是本实用新型的软件部分是与现有技术中通讯和控制软件相似的软件，并非本实用新型的改进部分，因而，本实用新型的方案符合实用新型的保护客体的要求。
19.本实用新型的有益效果是：1）本实用新型的含油污泥裂解控制系统，采用以分散控制系统dcs为核心的系统化自动控制系统，用于含油污泥的热解处理工艺中，实现了含油污泥热解处理工艺的集中化控制；2）本实用新型的含油污泥裂解控制系统，在进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统分别设置了相应的控制设备和传感器，对工艺处理环节的各个设备的运行参数都能进行了整体的优化控制，功能完备，且能提高含油污泥处理的效率，降低能耗，并避免环境污染。
附图说明
20.图1为本实用新型的含油污泥裂解控制系统的分散控制子系统的结构示意图。
21.图2为进料子系统的结构示意图。
22.图3为热处理子系统的结构示意图。
23.图4为油气分离子系统的结构示意图。
24.图5为燃烬与热回收子系统的结构示意图。
25.上述附图中的附图标记如下：工程师站1，服务器2，现场控制站3，操作员站4，系统网络5，现场设备及仪表6，交换机7，打印机8，中间料仓9，定量给料皮带10，称重传感器11，流量检测器12，电流检测器13，第一温度传感器14，压力传感器15，在线氧化锆分析仪16，风流量计17，水流量计18，第二温度传感器19，第一液位传感器20，裂解气阀门21，抽水通道阀门22，油水流量计23，第三温度传感器24，第二液位传感器25，第四温度传感器26，阀门27。
具体实施方式
26.下面通过实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
27.如图1所示为本实用新型的一种含油污泥裂解控制系统，其包括分散控制子系统，分散控制子系统简称为dcs，分散控制子系统包括工程师站1、服务器2、现场控制站3、操作员站4、系统网络5和现场设备及仪表6。工程师站1、服务器2、现场控制站3、操作员站4之间通过系统网络5连接。为了便于对网络数据进行打印，在系统网络5上还连接有打印机8。
28.系统网络5为有线网络或无线网络，在系统网络5中设有若干个交换机7，以提升通讯质量。
29.现场设备及仪表6包括分别设置在进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统中的控制设备和传感器。下面对进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的结构以及设置在这些子系统内的现场设备及仪表进行说明。
30.如图2所示为进料子系统，按照含油污泥的输送顺序，依次包括上料皮带、破碎机、出料皮带、中间料仓9、定量给料皮带10和进料皮带，在上料皮带、破碎机、出料皮带和进料皮带上都设有电流检测器13，通过电流反馈值的大小判断输送设备和破碎机运行情况，在dcs控制程序中实现设备过载过流保护。
31.进料子系统中的现场设备及仪表包括中间料仓9和定量给料皮带10，在中间料仓设置了称重传感器11，检测中间料仓的重量，对物料的输送量进行检测。在定量给料皮带10上设置了流量检测器12，通过定量给料皮带10能设置给料的量，通过流量检测器12能检测定量给料皮带输送物料的量，对定量给料皮带10进行反馈控制。检测的数据通过系统网络发送至现场控制站3。
32.如图3所示为热处理子系统，包括窑炉、燃烧机和收尘管道，从进料子系统输送的物料定量输送至窑炉内，燃烧机内燃料燃烧产生的热量保障窑炉的温度，含油污泥中的油在窑炉内裂解形成裂解气，裂解气通过收尘管道输送至收尘器，再通过燃烬室和引风机输送至油气分离子系统，处理后的泥从窑炉的出料口输出，并进行水冷却降温。在收尘通道上设置了第一温度传感器14、压力传感器15和在线氧化锆分析仪16，对窑炉内的温度、压力和含氧量进行检测。通过控制燃烧机的鼓风机频率，使窑炉内的氧含量低于2%，通过风流量计17来检测通风的流量，提高含油污泥裂解处理的效率。通过控制燃烧机的燃料喷入量，使窑炉内的温度控制在600℃（高于600℃会使土壤活性降低）。通过控制引风机频率，控制裂解气的输出速度，以实现裂解气出口压力为100-200pa。通过控制窑炉出料口冷却水喷入量，以实现物料出口温度为小于100℃，通过水流量计18来检测水的流量。热处理子系统中还设有测量各设备电机电流，温度，振动，流量阀门开度等信息的传感器，检测数据发送至现场控制站3，在现场控制站3中设置有保护数值，起到保护设备的作用。
33.如图4所示为油气分离子系统，其包括喷淋塔和洗涤塔，从热处理子系统输出的含油裂解气输送至喷淋塔内，通过喷淋塔的降温，使裂解气中的大部分油冷却进入水中，通过喷淋塔下方的油水出口输送至油水分离装置，裂解气通过喷淋塔上方的裂解气出口管道输
送至洗涤塔中，在洗涤塔内，裂解气中的剩余油进入水中，油水通过洗涤塔下方的油水出口输送至油水分离装置中，净化后的裂解气从洗涤塔的上部出口输出，输送至燃烬与热回收子系统中。经过油气分离系统后含油废水传输到油水分离器中进行分离，水继续用于喷淋塔和洗涤塔，若水温过高可增加空气冷却装置进行降温，分离出来的油进入油储罐，分离后的裂解气进入燃烬与热回收子系统，产生的热量供给热处理子系统需要的热量。
34.油气分离子系统中的现场设备及仪表包括设置在油气分离子系统中的喷淋塔中的第二温度传感器19、第一液位传感器20和裂解气阀门21、抽水通道阀门22、油水流量计23以及洗涤塔中的第三温度传感器24和第二液位传感器25，各传感器和阀门均与现场控制站3通讯连接。通过这种设置，能根据喷淋塔中的第二温度传感器19检测的温度来调节喷淋塔进口裂解气阀门21开度，根据第一液位传感20器检测的液位来控制抽水通道阀门22开度，洗涤塔温度和液位调节与喷淋塔同理。
35.如图5所示为燃烬与热回收子系统，其包括燃烬室、换热器和高温换热器，从油气分离子系统输出的含水裂解气通过进口阀门输入换热器中，经过换热器换热后，部分热气进入燃烬室，另一部分热气进入热处理子系统，在管道上设有第四温度传感器26来检测热气的温度，燃烬室燃烧产生的高温热气通过阀门输送至高温换热器，然后通过气泵和阀门输送至热处理子系统，在管道上设有第四温度传感器26，对高温热气的温度进行检测。由于经过了喷淋和洗涤等工艺，裂解气含有大量水分，首先经过换热器将裂解气中的水分加热至蒸汽状态，此换热器的热量由燃烬室提供。在换热器出口安装有第四温度传感器，根据第四温度传感器检测的温度控制换热器高温裂解气进口阀门开度。换热器出口裂解气进入燃烬室，在燃烬室中燃烧，经高温换热器换热后，部分去往热处理系统，多余部分经处理后排放。热量被循环裂解气带入热处理系统，减少了热处理系统天然气用量。在高温裂解气出口加降温装置，通过dcs设置程序控制出口裂解气温度低于300℃，当温度过高，启动降温装置，反之则不用启动。
36.燃烬与热回收子系统中的现场设备及仪表包括设置在燃烬与热回收子系统中的第四温度传感器26和多个阀门27，第四温度传感器26和阀门27都与现场控制站3通讯连接，现场控制站3根据第四温度传感器26检测到的换热器和高温换热器出口处的温度来控制裂解气体阀门的开度，以及控制输出热气和高温热气的阀门27的开度。
37.现场控制站3有若干个，例如现场控制站3的数量可以根据含油污泥裂解系统的子系统的数量来对应设置，即可以设置4组现场控制站。每个现场控制站包括主控模块、通信模块、电源模块、i/o模块、i/o端子接线板、专用连接电缆，通信模块、电源模块和i/o模块通过专用连接电缆与主控模块通讯连接，i/o端子接线板与i/o模块电连接。通过设置多个现场控制站3，在每个现场控制站3设置相应的主控模块、通信模块、电源模块、i/o模块、i/o端子接线板、专用连接电缆，能使各个现场控制站分别与对应的子系统的控制设备和传感器通讯连接，能够高效地收集进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的状态参数，并对控制设备发送控制指令，以对含油污泥的处理工序进行精准控制。
38.上述的各个子系统中的现场设备及仪表6通过系统网络5与现场控制站3通讯连接，现场设备及仪表6能将从进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统实时采集的数据传输至现场控制站3。
39.操作员站4与现场控制站3通讯连接，操作员站4设有人机操作界面，操作员通过操
作员站4能及时了解进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的运行状态、各种运行参数及是否有异常发生。通过在操作员站4设置人机操作界面，使操作员能够通过人机界面了解进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的运行状态、各种运行参数及是否有异常发生，并便于对进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统的设备进行操作控制。
40.服务器2与现场控制站3通讯连接，服务器2能存储现场控制站3的历史数据、存储组态及系统备份。通过设置服务器2，便于在操作员站4和工程师站1读取服务器2存储的数据，并根据服务器2存储的数据，在操作员站4和工程师站1对现场控制站进行相应的操作控制。
41.工程师站1能对系统网络5、服务器2、操作员站4及现场控制站3进行操作设置。通过工程师站1能实现对服务器2内的数据库的编译及下装，对含油污泥裂解控制系统进行整体的操控和设置，便于对进料子系统、热处理子系统、油气分离子系统以及燃烬与热回收子系统的运行参数进行设置。现场控制站3与工程师站1和操作员站4间的操作信息、状态信息通讯是通过交换机7进行的，操作人员通过操作员站4将操作指令发送给现场控制站3，现场控制站3则将实时状态发送到操作员4站，完成实时通讯、操作、控制。
42.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。