一种大型己内酰胺装置循环水系统最优节能控制方法及系统与流程

本发明涉及一种大型己内酰胺装置循环水系统最优节能控制方法，可对循环水量需求进行提前“预测”，从而实现循环水泵的最优节能控制，属于节能环保领域。

背景技术：

国内己内酰胺装置多在20～40万吨/年，配套的循环水站循环水量约20000t～50000t/h，配置4～8台循环水泵，循环水泵多采用定频或变频型式电机，单台电机功率约1000kw。采用此种配置的循环水站，循环水量无法根据装置负荷情况、外界气温情况进行及时调整，造成循环水泵电耗长期维持在较高水平，由于循环水的补水与循环水量直接相关，因此循环水站耗水也维持高位运行，造成了巨大浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大型己内酰胺装置循环水系统最优节能控制方法，其可以实时匹配装置负荷变化，经外界气温校正后，对循环水泵进行最优节能运行，减少循环水量，同时减少系统补水量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种大型己内酰胺装置循环水系统最优节能控制方法，其包括如下步骤：

(1)实时运行数据采集处理模块从dcs系统中采集主要蒸汽用户蒸汽流量、环境温度，各用户蒸汽流量及环境温度并进行加权处理，处理后将运算结果发送给组合泵并联运行最优循环水流量计算模块、组合循环水泵运行方式调整控制模块；

(2)在组合泵并联运行最优循环水流量计算模块中采用重复计算的方法，以水量最低为最优节能并作为判断依据，分别计算不同变频调节范围内的最优循环水量，并将最优循环水量及对应的循环水泵运行方式数据发送至调整控制模块；

(3)调整控制模块接收来自最优循环水流量计算模块的计算结果，并根据计算结果与泵现在运行方式进行比较，判断泵现在转速是否与要求转速一致，如一致，则不调整并将转速返回显示模块，如不一致，则进行报警提示并向转速实时控制模块发出变频运行方式切换指令操作；

(4)变频泵转速实时控制模块收到运行方式切换指令后，可进行手动确认或一段时间后自动确认；

(5)待转速实时控制模块确认运行方式调整后，调整控制模块完成对泵的转速调整并将调整后的转速发送至显示模块。

进一步的，所述步骤(1)中，主要蒸汽用户蒸汽流量包括：精馏塔再沸器蒸汽流量、进反应器物料加热器蒸汽流量，各种规格蒸汽经温度、压力校正后再统一焓值计算。

进一步的，所述步骤(2)中采用重复计算的具体步骤包括：

(21)设置组合泵并联运行模式下循环水泵转速可调整范围，根据定频和变频泵组合设置情况，依变频泵输送能力权重，分别计算各变频泵在不同变频转速下的循环冷水系统总流量；

(22)分别计算各变频泵不同变频转速下的循环冷水系统的循环水泵总电耗，在满足系统最优水量前提下，组合泵电耗最低即是节能量最优的判断依据。

另一方面，本发明还提供了一种大型己内酰胺装置循环水系统最优节能控制系统，其包括：

数据采集模块，用于采集主要蒸汽用户蒸汽流量、环境温度，各用户蒸汽流量及环境温度；

气温校正模块，用于数据校正；

数据处理模块，用于采集的数据进行加权处理；

显示模块，用于显示泵的各项状态数据；

最优循环水流量计算模块，根据采集的数据计算不同变频调节范围内的最优循环水量；

调整控制模块，根据计算结果与泵现在运行方式进行比较，判断泵现在转速是否与要求转速一致，并可实现对泵的转速调整；

转速实时控制模块，用于手动确认或自动确认是否进行运行方式调整。

本发明的有益效果是：本发明根据己内酰胺装置规模及负荷，循环水泵采用定频+变频泵组和配置，实时采集蒸汽用户运行数据及外界气温，将各采集结果加权运算后发送至组合泵并联运行最优循环水流量计算模块；该计算模块采用逐步重复计算的方法，以节能最优为最低判断依据，计算不同变频调节范围内的最优循环水流量，并根据最低循环水流量计算变频循环水泵转速；调整控制模块接收计算模块计算的结果与变频循环水泵转速实时控制模块共同完成对变频循环水泵的节能自动控制。本发明在己内酰胺装置安全运行的前提下，几乎可以同步匹配装置生产波动，“预测”装置需求的最低循环水量，可最大程度地实现节能、节水的目的。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

一种大型己内酰胺装置循环水系统最优节能控制方法，该方法中所涉及的系统模块有：数据采集模块，气温校正模块，数据处理模块，最优循环水流量计算模块，调整控制模块，转速实时控制模块。其中，数据采集模块用于采集主要蒸汽用户蒸汽流量、环境温度，各用户蒸汽流量及环境温度；气温校正模块用于数据校正；数据处理模块用于采集的数据进行加权处理；显示模块用于显示泵的各项状态数据；最优循环水流量计算模块根据采集的数据计算不同变频调节范围内的最优循环水量；调整控制模块根据计算结果与泵现在运行方式进行比较，判断泵现在转速是否与要求转速一致，并可实现对泵的转速调整；转速实时控制模块用于手动确认或自动确认是否进行运行方式调整。

如图1，控制方法的运算步骤如下：

(1)实时运行数据采集处理模块从dcs系统中采集主要蒸汽用户蒸汽流量、环境温度，各用户蒸汽流量及环境温度经加权处理后，将运算结果提供给最优循环水流量计算模块。

(2)在最优循环水流量计算模块中采用重复计算的方法，以水量最低为最优节能并作为判断依据，分别计算不同变频调节范围内的最优循环水量，并将最优循环水量及对应的循环水泵运行方式数据发送至调整控制模块。

(3)调整控制模块判断循环水系统的最优运行模式及对应的变频泵转速；

(4)变频泵转速实时控制模块的输入确定；

(5)调整控制模块和变频泵转速实时控制模块完成对变频泵的节能自动控制。

本实施例中，步骤(1)中主要蒸汽用户蒸汽流量具体包括：精馏塔再沸器蒸汽流量、进反应器物料加热器蒸汽流量等，各种规格蒸汽需经温度、压力校正后统一焓值计算。

本实施例中，步骤(2)采用重复计算的具体方法步骤包括：

(21)设置组合泵并联运行模式下循环水泵转速可调整范围，根据定频和变频泵组合设置情况，依变频泵输送能力权重，分别计算各变频泵在不同变频转速下的循环冷水系统总流量；

(22)分别计算各变频泵不同变频转速下的循环冷水系统的循环水泵总电耗，在满足系统最优水量前提下，组合泵电耗最低即是节能量最优的判断依据；即判别依据为泵电机功率p＝min{p1，p2，…}；

(23)将最终结果发送至调整控制模块。

本实施例中，步骤(3)的判断循环水泵转速的具体方法为：调整控制模块接收来自最优循环水流量计算模块的计算结果，并根据计算结果与泵现在运行方式进行比较，判断泵现在转速是否与要求转速一致，如一致，则不调整并将转速返回显示模块，如不一致，则进行报警提示并向转速实时控制模块发出变频运行方式切换指令操作。

本实施例中，步骤(4)、(5)变频泵转速实时控制模块的输入确定的具体方法为：变频泵转速实时控制模块收到运行方式切换指令后，可进行手动确认或一段时间后自动确认；待转速实时控制模块确认运行方式调整后，调整控制模块完成对泵的转速调整并将调整后的转速发送至显示模块。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。