CN113637494B - 一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置及方法，其通过在中心进料口四周周向均匀分布设置多个侧向进料口，使侧向进料能够沿塔壁缓慢上升，让塔壁温度分布各部分均匀，避免焦炭塔塔内中心的温度较为集中造成塔壁温度不均，焦炭塔偏斜过大的问题；同时也解决大量气相原来从中心区大量上冲的问题；且通过电子水平仪监测焦炭塔是否发生倾斜以及通过温度传感器监测监测焦炭塔内腔各区域的温度变化，并根据电子水平仪采集的数据对焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度进行粗略控制；根据温度传感器采集的数据对焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度进行精准控制，从而能够进一步解决温度不均，进而焦炭塔偏斜过大的问题。

Description

一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置及方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试技术领域，特别涉及一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置及方法。

背景技术

焦炭塔是焦化装置的核心设备，焦化的裂解和缩合生焦反应在焦炭塔内进行，焦炭塔是焦化装置的反应器，工作时通过外部设备将高温渣油加压打入焦炭塔内，进行生焦和除焦工作。12万针焦原进料方式为中心管进料，从底盖机塔底法兰中心由Φ200的进料管垂直向上，直接给焦炭塔进料，这种进料方式带来三方面缺点：1、造成焦炭塔中心区域流速过快，影响缩合成焦的质量。2、焦炭塔中心气相通道的气相负荷过大。3焦炭塔塔内中心的温度较为集中造成塔壁温度不均，焦炭塔偏斜过大。为解决焦炭塔生产中存在问题，需要对焦炭塔进料方式进行改进，并对解决焦炭塔塔内中心的温度较为集中造成塔壁温度不均，焦炭塔偏斜过大的问题。

发明内容

本发明提供一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置及方法，用以解决上述提出的技术问题。

本发明提供一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，其包括：

至少三个周向均匀分布设置在焦炭塔塔底的侧向进料口，所述侧向进料口沿同一朝向斜向与焦炭塔内腔连通设置，所述侧向进料口上均设有电子进料阀；

至少三个周向均匀分布设置在焦炭塔塔壁上、用于检测焦炭塔内腔该区域范围温度的温度传感器，所述温度传感器设置在相邻两侧向进料口之间，且与相邻两侧向进料口之间的塔壁距离相等；

设置在焦炭塔塔壁上、用于监测焦炭塔是否发生倾斜的电子水平仪；

控制模块，所述控制模块分别与所述电子水平仪、电子进料阀、以及温度传感器通信连接，用于根据电子水平仪、温度传感器采集的信号控制电子进料阀的开合。

本发明还提供一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度方法，其包括如下步骤：

实时监测电子水平仪、温度传感器采集的数据；

根据电子水平仪采集的数据判断焦炭塔是否发生倾斜以及倾斜的方位，根据焦炭塔发生倾斜的方向，分别控制焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度；

根据温度传感器采集的数据监测焦炭塔内腔各区域的温度变化，根据各区域温度变化控制进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度。

本发明所述一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置及方法，其通过在中心进料口四周周向均匀分布设置多个侧向进料口，使侧向进料能够沿塔壁缓慢上升，让塔壁温度分布各部分均匀，避免仅采用中心进料的方式使焦炭塔塔内中心的温度较为集中，扩散至塔壁容易造成塔壁温度不均，焦炭塔偏斜过大的问题；同时也避免了塔体内部靠近塔壁附近形成低温区，保证与塔中心同步焦化反应，分散反应产生的轻组分气相，解决大量气相原来从中心区大量上冲的问题。且通过电子水平仪监测焦炭塔是否发生倾斜以及通过温度传感器监测监测焦炭塔内腔各区域的温度变化，并根据电子水平仪采集的数据对焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度进行粗略控制；根据温度传感器采集的数据对焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度进行精准控制，从而能够进一步解决焦炭塔塔壁各区域温度不均，进而焦炭塔偏斜过大的问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置的部分剖视图；

图2为本发明实施例所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置的仰视图；

图3为本发明实施例所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，其包括侧向进料口112、电子进料阀、温度传感器13、电子水平仪14以及控制模块15。

如图1和图2所示，所述焦炭塔1的塔底11中心设有中心进料口111，在所述中心进料口111的周围并靠近焦炭塔塔壁12的位置，以中心进料口111为圆心，周向均匀分布设置有三个侧向进料口112，所述侧向进料口112均沿同一朝向斜向与焦炭塔1内腔连通设置，且所述侧向进料口112上均设有电子进料阀。当进料同时通过中心进料口111和侧向进料口112进入焦炭塔1内时，三股侧向进料能够沿塔壁12缓慢上升，使得塔壁12温度分布各部分均匀，避免仅采用中心进料的方式使焦炭塔1塔内中心的温度较为集中，扩散至塔壁12容易造成塔壁12温度不均，焦炭塔1偏斜过大的问题。同时也避免了塔体内部靠近塔壁12附近形成低温区，保证与塔中心同步焦化反应，分散反应产生的轻组分气相，解决大量气相原来从中心区大量上冲的问题。具体如图1所示，所述焦炭塔1塔底11包括内周部101和外周部102，所述外周部102为一斗型结构，所述外周部102的直径较小端与内周部101连接设置，直径较大端与焦炭塔塔壁12连接设置，且所述外周部102相交水平线存在30°的角度差，如图2所示，所述中心进料口111设置于所述内周部101的中心位置，所述焦炭塔1的塔底11以中心进料口111为圆心，周向均匀分布设置有第一侧向进料口112a、第二侧向进料口112b和第三侧向进料口112c，所述第一侧向进料口112a、第二侧向进料口112b和第三侧向进料口112c设置外周部102上，且所述侧向进料口112以一自下往上的角度与焦炭塔1内腔连通设置，优选的，所述侧向进料口112以水平方向相较焦炭塔塔底11呈120°的角度自下往上与焦炭塔内腔连通设置。

进一步的，为进一步使侧向进料与中心进料混合更加均匀，如图1所示，设置所述焦炭塔1塔底11的中间盖板朝向塔体内腔内凹设置，从而在侧向进料时容易在中间盖板的内凹区域形成负压扰流区，使侧向进料与中心进料混合更加均匀，形成近似均相的反应环境，同时，由于中心处进料压力大，物料上冲惯性大，有内凹结构后，形成负压及扰流，降低了中心进料的上冲压力。

所述焦炭塔1的塔壁12上周向均匀分布设置有三个温度传感器13，所述温度传感器13设置在相邻两侧向进料口112之间，且与相邻两侧向进料口112之间的塔壁12距离相等，所述温度传感器13用于检测焦炭塔1内腔该区域范围温度。如图2所示，所述焦炭塔1的塔壁12上周向均匀分布设置有第一温度传感器131、第二温度传感器132、第三温度传感器133，所述第一温度传感器131设置在第一侧向进料口112a、第二侧向进料口112b之间，且与第一侧向进料口112a、第二侧向进料口112b之间的塔壁12距离相等；所述第二温度传感器132设置在第二侧向进料口112b、第三侧向进料口112c之间，且与第二侧向进料口112b、第三侧向进料口112c之间的塔壁12距离相等；所述第三温度传感器133设置在第三侧向进料口112c、第一侧向进料口112a之间，且与第三侧向进料口112c、第一侧向进料口112a之间的塔壁12距离相等。

如图1所示，所述电子水平仪14设置在焦炭塔塔壁12上，通过电子水平仪14能够直观的监测焦炭塔1是否发生倾斜。

所述控制模块15分别所述电子水平仪14、电子进料阀、以及温度传感器13通信连接，其信号输入端与电子水平仪14、温度传感器13通信连接，信号输出端与电子进料阀通信连接。所述控制模块15通过电子水平仪14监测焦炭塔1是否发生倾斜，通过温度传感器13监测焦炭塔1内腔各区域的温度变化，根据电子水平仪14、温度传感器13采集的信号控制电子进料阀的开合。

具体的，所述电子水平仪14通过控制模块15与所有侧向进料口112的电子进料阀通信连接，所述控制模块15根据电子水平仪14检测的数据，相应控制设置在不同位置上的侧向进料口112的电子进料阀开合，通过控制电子进料阀开合，以控制侧向进料速率，从而实现调节塔体内部塔壁12附近区域的温度，进而避免塔壁12温度不均造成焦炭塔1偏斜过大的问题。

设置在相邻两侧向进料口112之间的温度传感器13，通过控制模块15与相邻两侧向进料口112中进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口112的电子进料阀通信连接，所述控制模块15根据设置在相邻两侧向进料口112之间的温度传感器13，控制相邻两侧向进料口112中进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口112的电子进料阀开合；通过控制电子进料阀开合，以控制侧向进料速率，从而实现调节塔体内部塔壁12附近区域的温度，进一步避免塔壁12温度不均造成焦炭塔1偏斜过大的问题。具体的，所述第一温度传感器131通过控制模块15控制第一侧向进料口112a的电子进料阀；所述第二温度传感器132通过控制模块15控制第二侧向进料口112b的电子进料阀；所述第三温度传感器133通过控制模块15控制第三侧向进料口112c的电子进料阀。

根据上述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，本发明还提供一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度方法，其采用所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置实现的，如图3所示，所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度方法包括如下步骤：

S1、实时监测电子水平仪14、温度传感器13采集的数据，根据电子水平仪14监测焦炭塔1是否发生倾斜，根据温度传感器13监测焦炭塔1内腔各区域的温度变化。

S2、根据电子水平仪14采集的数据判断焦炭塔1是否发生倾斜以及倾斜的方位，根据焦炭塔1发生倾斜的方向，分别控制焦炭塔1两侧侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度。其具体操作如下：

控制模块15接收电子水平仪14采集的数据，并根据接收的数据监测焦炭塔1是否发生倾斜，当焦炭塔1发生倾斜时，根据电子水平仪14采集的数据判断其倾斜的方位，然后控制设置于焦炭塔1倾斜一侧设置的侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度增大，控制设置于与焦炭塔1倾斜方向相反一侧设置的侧向进料口112电子进料阀角度减小。

S3、根据温度传感器13采集的数据判断焦炭塔1内腔各区域的温度变化，根据各区域温度变化控制进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度。其具体操作如下：

控制模块15接收并统计温度传感器13采集的数据，根据统计的数据制作温度变化曲率表，在焦炭塔1未发生倾斜时，将所有温度传感器13的温度变化曲率与预设温度变化曲率阈值进行比对，根据曲率差对所述温度传感器13对应的进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度进行相应调整。

具体的，所述控制模块15根据电子水平仪14采集的数据对焦炭塔1两侧侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度进行粗略控制；并根据温度传感器13采集的数据对焦炭塔1两侧侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度进行精准控制。

当焦炭塔1发生倾斜时，首先根据电子水平仪14采集的数据判断焦炭塔1倾斜的方位，控制设置于焦炭塔1倾斜一侧设置的侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度增大，控制设置于与焦炭塔1倾斜方向相反一侧设置的侧向进料口112电子进料阀角度减小。然后根据温度传感器13采集的数据对焦炭塔1两侧侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度进行微调，即控制设置于焦炭塔1倾斜一侧设置的温度传感器13的温度变化曲率大于设置于与焦炭塔1倾斜方向相反一侧设置的温度传感器13的温度变化曲率。

不过，所述焦炭塔1侧向进料量始终小于与中心进料量，优选的，所述侧向进料量与中心进料量的比值为4:6。

本发明所述一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度装置及方法，其通过在中心进料口111四周周向均匀分布设置多个侧向进料口112，使侧向进料能够沿塔壁12缓慢上升，让塔壁12温度分布各部分均匀，避免仅采用中心进料的方式使焦炭塔1塔内中心的温度较为集中，扩散至塔壁12容易造成塔壁12温度不均，焦炭塔1偏斜过大的问题；同时也避免了塔体内部靠近塔壁12附近形成低温区，保证与塔中心同步焦化反应，分散反应产生的轻组分气相，解决大量气相原来从中心区大量上冲的问题。且通过电子水平仪14监测焦炭塔1是否发生倾斜以及通过温度传感器13监测监测焦炭塔1内腔各区域的温度变化，并根据电子水平仪14采集的数据对焦炭塔1两侧侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度进行粗略控制；根据温度传感器13采集的数据对焦炭塔1两侧侧向进料口112电子进料阀的阀口开合角度进行精准控制，从而能够进一步解决焦炭塔塔壁12各区域温度不均，进而焦炭塔1偏斜过大的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，其特征在于，包括：

至少三个周向均匀分布设置在焦炭塔塔底的侧向进料口，所述侧向进料口沿同一朝向斜向与焦炭塔内腔连通设置，所述侧向进料口上均设有电子进料阀；

至少三个周向均匀分布设置在焦炭塔塔壁上、用于检测焦炭塔内腔该区域范围温度的温度传感器，所述温度传感器设置在相邻两侧向进料口之间，且与相邻两侧向进料口之间的塔壁距离相等；

设置在焦炭塔塔壁上、用于监测焦炭塔是否发生倾斜的电子水平仪；

控制模块，所述控制模块分别与所述电子水平仪、电子进料阀、以及温度传感器通信连接，用于根据电子水平仪、温度传感器采集的信号控制电子进料阀的开合。

2.根据权利要求1所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，其特征在于，所述焦炭塔的塔底包括内周部和外周部，所述外周部为一斗型结构，所述外周部的直径较小端与内周部连接设置，直径较大端与焦炭塔塔壁连接设置，且所述外周部相交水平线存在30°的角度差，所述焦炭塔的塔底中心设有中心进料口，所述中心进料口设置于所述内周部的中心位置，所述侧向进料口设置外周部上。

3.根据权利要求1所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，其特征在于，所述侧向进料口以一自下往上的角度与焦炭塔内腔连通设置。

4.根据权利要求3所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，其特征在于，所述侧向进料口以水平方向相较焦炭塔塔底120°的角度自下往上与焦炭塔内腔连通设置。

5.根据权利要求1所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置，其特征在于，设置在相邻两侧向进料口之间的温度传感器，通过控制模块与相邻两侧向进料口中进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口的电子进料阀通信连接。

6.一种采用权利要求1至5中任意一项所述基于进料速率的焦炭塔塔壁温度控制装置的焦炭塔塔壁温度方法，其特征在于，包括如下步骤：

实时监测电子水平仪、温度传感器采集的数据；

根据电子水平仪采集的数据判断焦炭塔是否发生倾斜以及倾斜的方位，根据焦炭塔发生倾斜的方向，分别控制焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度；

根据温度传感器采集的数据监测焦炭塔内腔各区域的温度变化，根据各区域温度变化控制进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度。

7.根据权利要求6所述一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度方法，其特征在于，所述根据焦炭塔发生倾斜的方向，分别控制焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度，具体包括：

根据焦炭塔发生倾斜的方向，控制设置于焦炭塔倾斜一侧设置的侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度增大，控制设置于与焦炭塔倾斜方向相反一侧设置的侧向进料口电子进料阀角度减小。

8.根据权利要求6所述一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度方法，其特征在于，所述根据温度传感器采集的数据判断焦炭塔内腔各区域的温度变化，根据各区域温度变化控制进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度；具体包括：

采集并统计温度传感器的数据；

根据统计的数据制作温度变化曲率表；

将所有温度传感器的温度变化曲率与预设温度变化曲率阈值进行比对，根据曲率差对所述温度传感器对应的进料方向朝向该温度传感器的侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度进行相应调整。

9.根据权利要求6所述一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度方法，其特征在于，当焦炭塔发生倾斜时，首先根据电子水平仪采集的数据对焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度进行粗略控制；然后根据温度传感器采集的数据对焦炭塔两侧侧向进料口电子进料阀的阀口开合角度进行精准控制；即控制设置于焦炭塔倾斜一侧设置的温度传感器的温度变化曲率大于设置于与焦炭塔倾斜方向相反一侧设置的温度传感器的温度变化曲率。

10.根据权利要求6所述一种基于进料速率的焦炭塔塔壁温度方法，其特征在于，所述焦炭塔侧向进料量小于与中心进料量。

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