蔡云興

(大慶石化公司化肥廠)

電廠蒸汽多點(diǎn)引入尿素裝置的實(shí)現(xiàn)方法

蔡云興

(大慶石化公司化肥廠)

針對原壓力調(diào)節(jié)串聯(lián)回路存在的技術(shù)難題，提出在回路中增加MTL5042安全柵的解決方案，并對該方案進(jìn)行了組態(tài)。改進(jìn)后，在使用調(diào)點(diǎn)命令時系統(tǒng)能夠顯示出正確的電廠蒸汽流量值，保證了生產(chǎn)裝置的安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)作。

蒸汽壓力調(diào)節(jié) 尿素裝置 安全柵

大慶石化公司化肥廠公用工程中，蒸汽系統(tǒng)引自熱電廠高壓蒸汽管網(wǎng)，從電廠來的高壓蒸汽經(jīng)過水汽車間的快鍋處進(jìn)入36界區(qū)，分兩路分別去往合成裝置和尿素裝置。進(jìn)入合成裝置的蒸汽一部分通過中壓蒸汽總管進(jìn)入合成裝置中壓管網(wǎng)后，分別供給所有的中壓透平作為動力蒸汽，另一部分進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化爐作為工藝蒸汽。進(jìn)入尿素裝置的電廠蒸汽壓力為4.04MPa，溫度為385℃；該部分蒸汽共分3路進(jìn)入尿素裝置：第1路驅(qū)動CO2壓縮機(jī)的蒸汽透平(流量FI904)，第2路是水解塔C-803用蒸汽(流量FI809)，第3路是高壓甲胺泵P501用蒸汽(流量FI9100)。

在水汽車間快鍋設(shè)備附近，電廠蒸汽總管設(shè)有超壓調(diào)控閥PV2023，它可以把超壓蒸汽放空。此外，還設(shè)有壓力點(diǎn)PT2023、流量點(diǎn)FT2023和溫度點(diǎn)TI2023。本次改造旨在將快鍋處儀表點(diǎn)統(tǒng)一引入尿素裝置DCS系統(tǒng)操作室內(nèi)的儀表盤上進(jìn)行顯示和調(diào)節(jié)，達(dá)到既方便調(diào)度室、工藝車間對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的掌握，又不影響裝置平穩(wěn)生產(chǎn)、優(yōu)化生產(chǎn)操作的目的。

1 問題的提出

1.1 壓力調(diào)節(jié)回路

4.50MPa的中壓蒸汽自電廠進(jìn)入水汽車間快鍋處的蒸汽管網(wǎng)內(nèi)，該管網(wǎng)處設(shè)有放空調(diào)節(jié)閥PV2023、流量表FT2023、壓力點(diǎn)PT2023和溫度點(diǎn)TI2023。正常生產(chǎn)過程中，通過快鍋操作室室內(nèi)盤裝的二次表調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)壓力，當(dāng)蒸汽超壓時立即開閥放空，以保證蒸汽管網(wǎng)壓力在指標(biāo)范圍內(nèi)。由于沒有控制系統(tǒng)，該回路采用就地串聯(lián)方式構(gòu)成，回路內(nèi)串聯(lián)一臺LOGOSCREEN500記錄儀(記錄多點(diǎn)參數(shù)趨勢)和一臺YS150多功能調(diào)節(jié)器。YS150單回路多功能調(diào)節(jié)器是功能可選型的調(diào)節(jié)器，可以設(shè)定為單回路、串級和自動選擇控制模式。LCD顯示屏提供了4種模擬類型操作面板和方便的雙回路顯示，簡單地按前面板鍵即可進(jìn)行操作。標(biāo)準(zhǔn)配置趨勢顯示和CPU故障后備輸出功能，能夠?qū)㈦姀S蒸汽壓力點(diǎn)直接引進(jìn)YS150調(diào)節(jié)器。

1.2 技術(shù)難題

由于水汽車間快鍋崗位即將取消，因此調(diào)度室決定將該處儀表就近引進(jìn)尿素裝置DCS系統(tǒng)中，從而通過APP將數(shù)據(jù)傳遞到信息管理網(wǎng)。這樣一方面方便調(diào)度室掌握生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，另一方面可以讓工藝車間及時了解電廠蒸汽工作狀況。一旦電廠蒸汽波動，操作人員能及時采取應(yīng)急措施，有利于生產(chǎn)過程的安全平穩(wěn)運(yùn)行。然而，如果將該串聯(lián)回路直接引進(jìn)DCS系統(tǒng)中，一旦發(fā)生機(jī)柜FTA端子板處進(jìn)線端子松動或虛接、通道在帶電運(yùn)行中出現(xiàn)故障或人為誤操作等事故，將導(dǎo)致現(xiàn)場來的溫度、壓力及流量等信號受到干擾，放空調(diào)節(jié)閥PV2023存在誤動作全開風(fēng)險，電廠蒸汽因放空而導(dǎo)致壓力波動或快速下降，造成尿素二氧化碳壓縮機(jī)波動或停車，進(jìn)而影響合成、尿素裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)，嚴(yán)重時將導(dǎo)致尿素裝置停車。

2 解決方案

2.1 回路的改進(jìn)

利用現(xiàn)有資源，在壓力調(diào)節(jié)串聯(lián)回路中增加MTL5042安全柵。PT2023新回路示意圖如圖1所示。通過將安全柵輸入端串聯(lián)入原回路以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)，安全柵輸出端作為尿素DCS數(shù)據(jù)來源接入FTA現(xiàn)場接線端子板后，通過電纜與IOP卡完成I/O信號的處理，從而實(shí)現(xiàn)在GUS操作站上的顯示。同時，布線從快鍋處引進(jìn)尿素裝置380線柜室內(nèi)。此方案充分利用了安全柵隔離和信號傳輸功能，當(dāng)其輸入端作為閉環(huán)串聯(lián)回路的一部分時，輸出端不會影響回路的調(diào)節(jié)、指示等功能。

圖1 PT2023新回路示意圖

2.2 組態(tài)的實(shí)現(xiàn)

利用霍尼韋爾DCS系統(tǒng)分別組態(tài)流量FT2023、壓力PT2023和溫度TI2023，并組態(tài)一個常規(guī)PV(Regulartory PV,RPV)處理點(diǎn)FR2023放在流程圖上作為顯示點(diǎn)。RPV點(diǎn)提供對過程變量的進(jìn)一步處理，通過選擇相關(guān)PV處理算法，可完成輸入變量選擇、計(jì)算流量補(bǔ)償及流量累加等功能[1,2]。每個RPV點(diǎn)必須至少定義一個輸入連接，不能定義輸出連接。由于FT2023的一次測量元件為孔板，為提高差壓開方測得的流量信號精確度，必須選擇相應(yīng)的流量補(bǔ)償公式對該流量信號進(jìn)行溫度、壓力及重度等相關(guān)補(bǔ)償。因此，F(xiàn)R2023選擇全廠一體化解決方案(Total Plant Solution,TPS)提供的Flow Compensation流量補(bǔ)償算法對流量信號FT2023進(jìn)行PT2023、TI2023溫壓補(bǔ)償，具體組態(tài)的實(shí)現(xiàn)過程以FR2023為例。

首先在工程師站Native Window主菜單上選擇Network Interface Module[1]，然后選擇Process Point Building，從接下來的畫面中選擇RPV點(diǎn)，進(jìn)入RPV點(diǎn)組態(tài)畫面。在組態(tài)畫面中的TAG NAME處輸入點(diǎn)名FR2023，過程設(shè)備類型(NODE TYPE)處選擇HPM，點(diǎn)的形式(POINT FORM)選擇FULL全點(diǎn)，然后依次填寫單元名(UNIT ID)、UCN網(wǎng)絡(luò)號(NETWORK NUMBER)、HPM地址(NODE NUMBER)、I/O卡件號(MODULE NUMBER)及槽號(SLOT NUMBER)等相關(guān)信息，在PV ALGORITHM處選擇FLOWCOMP(流量補(bǔ)償)。接著，填寫PV值的量程上下限、高低報警值、PV源選項(xiàng)等常規(guī)組態(tài)信息，在輸入點(diǎn)連接(INPUT CONNECTIONS)處輸入FT2023.PV、PT2023.PV和TI2023.PV。最后設(shè)置PV值的報警優(yōu)先級、報警允許狀態(tài)等組態(tài)信息，回車并下裝，激活操作。該RPV點(diǎn)FR2023在使用調(diào)點(diǎn)命令時就能顯示出正確的電廠蒸汽流量值[3]。

3 結(jié)束語

電廠蒸汽多點(diǎn)引入尿素裝置TPS系統(tǒng)中后，新增了流程圖各點(diǎn)顯示、歷史趨勢顯示及報警顯示等多項(xiàng)功能，方便了操作員和調(diào)度室對電廠蒸汽使用情況的及時掌握，從技術(shù)上提升了裝置的安全可靠性，有利于生產(chǎn)裝置的安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)作。

[1] 程春.分子篩裝置DCS問題分析與改造[J].化工自動化及儀表,2013,40(10):1317～1319.

[2] 賴紅嬌.關(guān)于DCS冗余配置方案的探討[J].石油化工自動化,2015,51(1): 67～69.

[3] 田鋒.Honeywell TPS系統(tǒng)分程控制的組態(tài)[J].化工自動化及儀表,2015,42(3):355～356.

蔡云興(1978-)，工程師，從事儀表管理工作，13836981852@139.com。

TH862+.6

B

1000-3932(2017)05-0519-02

2016-11-21，

2016-12-30)