汽油C4組分調(diào)合系統(tǒng)中模擬量電動閥的自動控制

邢元棟

(中國石油大連石化建安儀表公司，遼寧 大連 116031)

降低合格汽油的生產(chǎn)成本是各大煉化企業(yè)的重要課題，C4組分參與汽油調(diào)合是其中的方法之一，在保證汽油各項指標(biāo)的前提下適量增加C4組分，以C4組分與成品油之間的差價來降低成品汽油成本。汽油的質(zhì)量指標(biāo)主要是良好的蒸發(fā)性、抗爆性、安定性和抗腐蝕性，在保證汽油各項指標(biāo)的前提下適量增加C4組分，調(diào)高其蒸發(fā)性，保證發(fā)動機在冬季易于啟動，在夏季不易產(chǎn)生氣阻，并能較充分地燃燒，同時降低汽油成本。在此，介紹采用Honeywell TPS系統(tǒng)實現(xiàn)汽油調(diào)合C4組分聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的方法。

評價汽油蒸發(fā)性的指標(biāo)中，飽和蒸氣壓是C4組分添加量的重要聯(lián)鎖指標(biāo)。在規(guī)定條件下，油品在適當(dāng)?shù)脑囼炑b置中氣液兩相達到平衡時，液面蒸氣所顯示的最大壓力即為飽和蒸氣壓。汽油調(diào)合控制系統(tǒng)采用Honeywell TPS 系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 汽油調(diào)合C4控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 聯(lián)鎖回路

汽油調(diào)合C4組分的聯(lián)鎖回路設(shè)有調(diào)一和調(diào)二兩個調(diào)合頭。C4管線主要的聯(lián)鎖回路包括：C4至調(diào)合頭線溫度高高聯(lián)鎖，調(diào)合1#線混合器后壓力低低聯(lián)鎖，調(diào)合2#線混合器后壓力低低聯(lián)鎖，1#調(diào)合頭飽和蒸氣壓力高高聯(lián)鎖，2#調(diào)合頭飽和蒸氣壓力高高聯(lián)鎖，1#調(diào)合管線C4調(diào)合比例高高聯(lián)鎖，2#調(diào)合管線C4調(diào)合比例高高聯(lián)鎖，1#調(diào)合管線總流量低低聯(lián)鎖，2#調(diào)合管線總流量低低聯(lián)鎖。主要聯(lián)鎖閥門包括：1#調(diào)合兩臺切斷閥(XV2251，XV2253)一臺調(diào)節(jié)閥(FV1251)，2#調(diào)合兩臺切斷閥(XV2252，XV2254)一臺調(diào)節(jié)閥(FV1252)。其流程如圖2所示。

圖2 兩個調(diào)合頭的工作流程

聯(lián)鎖組態(tài)中主要用到的位號見表1。

TPS系統(tǒng)中使用LOGIC點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，邏輯原理如圖3所示，L1為聯(lián)鎖條件的輸入，NN1為聯(lián)鎖值，Lock_r為復(fù)位，F(xiàn)L7為常數(shù)0(FALSE)，F(xiàn)L8為常數(shù)1(TRUE)，保證聯(lián)鎖優(yōu)先。

表1 聯(lián)鎖組態(tài)中的主要位號描述

圖3中SO為邏輯處理不同階段的輸出，聯(lián)鎖條件發(fā)生時，SO1=1(TRUE)，SO2輸出到切斷閥和調(diào)節(jié)閥的電磁閥，聯(lián)鎖時SO2=0(FALSE)；SO5輸出到聯(lián)鎖指示燈和喇叭，聯(lián)鎖時SO4=1(TRUE)，燈亮聲響，復(fù)位后燈滅，喇叭消音。

圖3 聯(lián)鎖邏輯

PULSE功能塊是脈沖產(chǎn)生塊，SO3由0到1時產(chǎn)生一個脈沖。FLIP-FLOP功能塊類似SR觸發(fā)器：輸入端S1為復(fù)位，輸入端S2為置位，真值表見表2。

表2 真值表

3 主要控制回路

主要控制回路有調(diào)節(jié)閥的控制、兩位式電動閥的控制和模擬量電動閥的控制，筆者只說明模擬量電動閥的開關(guān)式控制。

汽油調(diào)合C4系統(tǒng)泵出口的第一道閥為模擬量電動閥，操作員在操作員畫面給定閥門開度后，點開關(guān)按鈕即可實現(xiàn)閥門的開關(guān)式控制。模擬量電動閥的開關(guān)式控制原理如圖4所示。

圖4 模擬量電動閥開關(guān)式控制原理

LOGIC 邏輯點提供邏輯運算與數(shù)據(jù)傳送功能，一個邏輯點中可以包括多個邏輯運算模塊。邏輯點內(nèi)部處理順序是輸入條件-邏輯塊-輸出(SO)。

DC點的輸入輸出為離散量，而模擬量控制閥的控制信號與反饋信號為模擬量，通過LOGIC點的適當(dāng)處理可以讓操作員在OMS畫面(Honeywell油品儲運系統(tǒng))中像開關(guān)兩位式電動閥一樣開關(guān)模擬量閥。LOGIC點邏輯如圖5所示，其中L1為閥位反饋值(模擬量)；L2為離散量(DC點的輸出)，ON為開閥，OFF為關(guān)閥；NN1為99.0(閥門開度控制，可修改) ；NN2為1.0(閥門關(guān)控制，可修改)。

圖5 LOGIC點邏輯

LOGIC點的輸出連接如圖6所示。

圖6 LOGIC點的輸出連接

輸出允許控制如果為ON則輸出源的值賦給輸出目的參數(shù)。FL2為LOGIC點的內(nèi)部參數(shù)，F(xiàn)L2=ON。FLO.PVFL為ON則閥門開到位，是DC點的輸入；FLC.PVFL為ON則閥門關(guān)到位，是DC點的另一輸入。AO.OP為閥的開度控制信號。動作過程說明如下：

a. 當(dāng)由DC點給開閥信號時L2=ON，則SO3=OFF，NN1的值99.0(閥門開度)賦給AO.OP，閥門收到全開控制信號。當(dāng)閥門回訊L1高于NN1(99.0)時SO1=ON，則FLO.PVFL=ON，閥門開到位。如果閥門回訊L1的值不高于NN1

的值，則DC點產(chǎn)生未開到位報警。

b. 當(dāng)由DC點給關(guān)閥信號時L2=OFF，則SO3=ON， NN2的值1.0(閥門開度)賦給AO.OP，閥門收到全關(guān)控制信號。當(dāng)閥門回訊L1低于NN2(1.0)時SO2=ON，則FLC.PVFL=ON，閥門關(guān)到位。如果閥門回訊L1的值不低于NN1的值，DC點產(chǎn)生未關(guān)到位報警。

c. 根據(jù)控制過程中的實際情況，操作員可以在OMS畫面上修改NN1、NN2的值，現(xiàn)場閥門的開關(guān)位置也會隨之改變，邏輯中也可以修改閥門開關(guān)到位的判斷條件，與控制信號相比在偏差允許范圍內(nèi)都認為是開關(guān)到位。

4 結(jié)束語

采用C4組分參與汽油調(diào)合的方法降低了成品汽油的成本，而且投入少，工藝流程改動少，改造工期短，便于實現(xiàn)。C4組分管線與成品油管線直接相連，安全風(fēng)險增大，因此采用兩臺切斷閥和一臺調(diào)節(jié)閥同時參與聯(lián)鎖，為裝置的安全生產(chǎn)提供了保障。