電廠蒸汽多點引入尿素裝置的實現方法

蔡云興

(大慶石化公司化肥廠)

電廠蒸汽多點引入尿素裝置的實現方法

蔡云興

(大慶石化公司化肥廠)

針對原壓力調節串聯回路存在的技術難題，提出在回路中增加MTL5042安全柵的解決方案，并對該方案進行了組態。改進后，在使用調點命令時系統能夠顯示出正確的電廠蒸汽流量值，保證了生產裝置的安全、穩定、長周期運作。

蒸汽壓力調節 尿素裝置 安全柵

大慶石化公司化肥廠公用工程中，蒸汽系統引自熱電廠高壓蒸汽管網，從電廠來的高壓蒸汽經過水汽車間的快鍋處進入36界區，分兩路分別去往合成裝置和尿素裝置。進入合成裝置的蒸汽一部分通過中壓蒸汽總管進入合成裝置中壓管網后，分別供給所有的中壓透平作為動力蒸汽，另一部分進入一段轉化爐作為工藝蒸汽。進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路進入尿素裝置：第1路驅動CO2壓縮機的蒸汽透平(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)。

在水汽車間快鍋設備附近，電廠蒸汽總管設有超壓調控閥PV2023，它可以把超壓蒸汽放空。此外，還設有壓力點PT2023、流量點FT2023和溫度點TI2023。本次改造旨在將快鍋處儀表點統一引入尿素裝置DCS系統操作室內的儀表盤上進行顯示和調節，達到既方便調度室、工藝車間對生產過程數據的掌握，又不影響裝置平穩生產、優化生產操作的目的。

1 問題的提出

1.1 壓力調節回路

4.50MPa的中壓蒸汽自電廠進入水汽車間快鍋處的蒸汽管網內，該管網處設有放空調節閥PV2023、流量表FT2023、壓力點PT2023和溫度點TI2023。正常生產過程中，通過快鍋操作室室內盤裝的二次表調節器來調節壓力，當蒸汽超壓時立即開閥放空，以保證蒸汽管網壓力在指標范圍內。由于沒有控制系統，該回路采用就地串聯方式構成，回路內串聯一臺LOGOSCREEN500記錄儀(記錄多點參數趨勢)和一臺YS150多功能調節器。YS150單回路多功能調節器是功能可選型的調節器，可以設定為單回路、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行操作。標準配置趨勢顯示和CPU故障后備輸出功能，能夠將電廠蒸汽壓力點直接引進YS150調節器。

1.2 技術難題

由于水汽車間快鍋崗位即將取消，因此調度室決定將該處儀表就近引進尿素裝置DCS系統中，從而通過APP將數據傳遞到信息管理網。這樣一方面方便調度室掌握生產過程數據，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急措施，有利于生產過程的安全平穩運行。然而，如果將該串聯回路直接引進DCS系統中，一旦發生機柜FTA端子板處進線端子松動或虛接、通道在帶電運行中出現故障或人為誤操作等事故，將導致現場來的溫度、壓力及流量等信號受到干擾，放空調節閥PV2023存在誤動作全開風險，電廠蒸汽因放空而導致壓力波動或快速下降，造成尿素二氧化碳壓縮機波動或停車，進而影響合成、尿素裝置的安全平穩生產，嚴重時將導致尿素裝置停車。

2 解決方案

2.1 回路的改進

利用現有資源，在壓力調節串聯回路中增加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入原回路以實現閉環調節，安全柵輸出端作為尿素DCS數據來源接入FTA現場接線端子板后，通過電纜與IOP卡完成I/O信號的處理，從而實現在GUS操作站上的顯示。同時，布線從快鍋處引進尿素裝置380線柜室內。此方案充分利用了安全柵隔離和信號傳輸功能，當其輸入端作為閉環串聯回路的一部分時，輸出端不會影響回路的調節、指示等功能。

圖1 PT2023新回路示意圖

2.2 組態的實現

利用霍尼韋爾DCS系統分別組態流量FT2023、壓力PT2023和溫度TI2023，并組態一個常規PV(Regulartory PV,RPV)處理點FR2023放在流程圖上作為顯示點。RPV點提供對過程變量的進一步處理，通過選擇相關PV處理算法，可完成輸入變量選擇、計算流量補償及流量累加等功能[1,2]。每個RPV點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，必須選擇相應的流量補償公式對該流量信號進行溫度、壓力及重度等相關補償。因此，FR2023選擇全廠一體化解決方案(Total Plant Solution,TPS)提供的Flow Compensation流量補償算法對流量信號FT2023進行PT2023、TI2023溫壓補償，具體組態的實現過程以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，進入RPV點組態畫面。在組態畫面中的TAG NAME處輸入點名FR2023，過程設備類型(NODE TYPE)處選擇HPM，點的形式(POINT FORM)選擇FULL全點，然后依次填寫單元名(UNIT ID)、UCN網絡號(NETWORK NUMBER)、HPM地址(NODE NUMBER)、I/O卡件號(MODULE NUMBER)及槽號(SLOT NUMBER)等相關信息，在PV ALGORITHM處選擇FLOWCOMP(流量補償)。接著，填寫PV值的量程上下限、高低報警值、PV源選項等常規組態信息，在輸入點連接(INPUT CONNECTIONS)處輸入FT2023.PV、PT2023.PV和TI2023.PV。最后設置PV值的報警優先級、報警允許狀態等組態信息，回車并下裝，激活操作。該RPV點FR2023在使用調點命令時就能顯示出正確的電廠蒸汽流量值[3]。

3 結束語

電廠蒸汽多點引入尿素裝置TPS系統中后，新增了流程圖各點顯示、歷史趨勢顯示及報警顯示等多項功能，方便了操作員和調度室對電廠蒸汽使用情況的及時掌握，從技術上提升了裝置的安全可靠性，有利于生產裝置的安全、穩定、長周期運作。

[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系統分程控制的組態[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)