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宁夏石化4580合成氨尿素仿真系统

编辑:杭州环控科技有限公司时间:2022-01-07

【项目简介】

本OTS项目是为中石油宁夏石化分公司年产45万吨合成氨/80万吨尿素国产化智能制造装备发展专项重点项目定制开发的仿真系统,用于操作人员的工艺培训和技能考核。

该系统采用真实工业DCS软件(HOLLiAS-MACS)与当今国际流行的机理数学模型相结合的方式,实现对合成氨装置、尿素装置全流程工艺的高精度模拟,具有实时性、准确性、逼真性、统一性和连续性等优点。宁夏石化公司充分利用该仿真系统对操作人员进行开工前的训练,有效地提高了学员对工艺与操作掌握的效率,量化考核操作员操作水平,对操作员技能认证起到了积极作用。

【仿真工艺】

该仿真系统对年产45万吨合成氨生产工艺流程进行动态模拟,工艺范围涵盖:

1)开工锅炉

2)转化工段:原料中有机硫转化、硫化物吸收、天然气一段转化、天然气二段转化、高低温变换;

3)脱碳工段:采用MDEA脱碳技术;设有甲烷化工序;

4)氨合成工段:氨合成、氨冷冻、氢回收、氨回收;

该仿真系统对年产80万吨尿素生产工艺流程进行动态模拟,具体涵盖如下内容:

1)二氧化碳压缩和脱氢

2)液氨升压

3)高压合成与汽提回收

4)低压分解回收与真空预浓缩

5)蒸发与造粒

6)工艺冷凝液处理

【系统功能】

该系统功能描述:

1)三种操作模式:单机练习,联合协同操作,考核模式,灵活性强;

2)可以进行联合协同操作练习,培养团队配合协调能力,并可分开中控DCS和现场操作,便于操作模拟真实现场操作;

3)考评系统:可对操作步骤与关键工艺参数同步考核;自动统计学员分数,客观、准确,可以为操作员提供客观等级认证;

4)故障处理与事故演练。

【技术特点】

1、采用国际主流地机理模型仿真平台(HOLLiASSimuPlant)

1)建模软件平台采用专业的物性数据库,收集了4000多种纯组分,多种物性方程,以提供化学及相关工艺过程设计所需的物性、热力学性质和传递性质数据推算的标准来源。

2)对热力学模型系统提供一系列工业标准的方法来计算物系的热力学性质,如K值、焓值、熵值、密度、气相和固相在液相中的溶解度,以及气体逸度等。这些方法包括:

●   一般关联式:如CSK值算法、API液相密度算法

●    状态方程:如SRK、PR计算K值、焓值、熵值和密度

●   液相活度系数模型:如NRTL计算K值

●    气相逸度方法:如Hayden-O'Connell法计算二元缔合

●   特殊组分系统的计算方法:如醇类、甘醇类、酸水系统、气体脱硫系统等等

●    固-液平衡方法:如Van'tHoff法计算固相在液相中的溶解度 

2、虚拟DPU技术

1)采用虚拟DPU技术,代替DCS硬件,实现OTS系统架构、控制图形组态、逻辑组态完全与实际中控室内DCS系统高度一致,具有仿真精度高、仿真逼真度高的特点。

2)由于仿真机采用与工业现场DCS系统(HOLLiAS-MACS)一致的DCS软件,故此实现了仿真机逻辑、画面与现场的互相导入导出;在装置开车前,用户在仿真机上就已完成了控制方案与组态的验证、优化。

3、智能评分系统

1)智能评分系统包括操作评分系统和工艺参数评价系统两部分。

2)评分标准和评分特点通过图形组态实现,给用户更多的选择余地,结合自身特点,灵活操作,便于后续的扩展与维护。

3)自动统计学员考试分数,实时监控操作步骤。

4、教师站软件

1)教师站负责管理和监控学员的学习情况,给学员布置练习,为其设置各种故障点,对学员进行考评等。教师站能够方便的回溯到任何一个模拟环节上,以供学生对某个学习点进行反复操作、熟练。

2)具有控制培训项目的选择、开始,监测、统计、打印学员操作成绩等功能。

以下是该项目截图展示:

1先进的图形化自动建模软件

图2 合成氨一段转化炉仿真画面

图3 合成氨二段转化炉仿真画面

图4 氨合成塔仿真画面