论天然气组分和装置负荷变动对化肥产量影响分析的信息化实现
时间：2021-02-02 20:08:01 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘要] 天然气组分变动和装置负荷变动是影响化肥产量的两个重要因素，本文探讨通过统计分析和化学反应公式计算的方法得出准确的衡量指标，并通过信息系统实现，供财务、生产及管理部门使用。
[关键词] 天然气组分；装置负荷；化肥；产量；信息
[中图分类号] F270.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2013）05- 0053- 03
1 概 述
天然气组分变动和装置负荷变动是影响化肥产量的两个重要因素，但是长期以来生产管理人员无法得到影响程度量化的准确衡量指标。本文以日产2 500吨尿素装置为研究对象，探讨通过统计分析和化学反应公式计算的方法得出准确的衡量指标，并通过信息系统实现，供财务、生产及管理部门使用。
2 总体实现思路
为得到天然气组分变动和装置负荷变动对尿素产量影响程度的量化准确指标，拟通过MES信息系统，结合DCS的现场数据和手工录入数据，通过数学模型计算和统计分析等方法得出具体指标，并生成相关报表，供相关人员查询使用。
影响装置产量的因素复杂多样，如果系统考虑各种因素的情况将无法进行有效的分析和计算，因而假设在装置其他因素稳定的情况下，选择天然气组分、系统负荷的变动作为重要因素，计算对装置产量的影响。
3 装置负荷变动的影响
装置负荷变动影响产量的计算公式如下：
负荷变动影响产量=系统当前负荷与标准负荷之间的差/标准负荷×标准日产量
标准日产量=年计划 / 年有效生产天数
标准日负荷=标准日产量/设计日产量×设计负荷
其中，年计划和有效生产天数由现场相关人员手工输入信息系统。
4 天然气组分变动的影响
天然气的主要成分是甲烷（CH4），通过跟踪甲烷成分（或者总碳）的变化来测算天然气组分变动对产量的影响。
4.1 统计分析方法
统计分析的方法是考核装置在一段较长的稳定运行时间里，相同的装置负荷，不同的天然气组分情况下装置的产量数据，通过对这些数据的统计分析，从而得到天然气组分变化对装置产量影响的权重。通过这个权重，系统可以计算每天或每小时由于天然气组分变化对产量产生的影响。
由于影响装置的因素总是在变动中，取某个单一时间的数据难免有失偏颇，而统计分析方法通过较长时间的数据分析能够更准确地反映天然气组分变化和装置产量之间的关系。
4.2 化学公式计算
化学公式计算是根据反应方程式，通过计算碳摩尔流量从而得到组分变化对产量的影响值。化学公式计算结果作为一种理论计算值，在排除其他干扰因素的情况下可以准确地得到产量变化值，因而也将这种计算方法在系统中实现，与统计分析的数据进行对比参照。
已知因素包括设计产量、设计质量负荷、设计摩尔流量及以下公式：
公式A：计算氨产量=设计产量×计算碳流量/设计摩尔流量
公式B：碳流量=质量负荷/分子量×总碳
根据公式A，可以推导出组分引起的产量变动计算公式为：
组分引起产量变动=设计产量×计算碳流量变动/设计摩尔流量
根据公式B，可以得出碳流量变动计算公式为：
碳流量变动=质量负荷×（总碳 /分子量-标准总碳/标准分子量）
其中，总碳/分子量即含碳量就是天然气成分变动影响的因素。
由于同时参考公式A和公式B，因而我们可以得到设计时标准成分的含碳量为：
标准总碳/标准分子量=设计摩尔流量/设计质量负荷
综上所述，最终的计算公式为：
组分引起产量变动=设计产量×质量负荷×（总碳 /分子量-设计摩尔流量/设计质量负荷）/设计摩尔流量
5 公式计算实例
下面以某装置合成某日的数据来验证以上公式。当日的抄表数据如下：
