關(guān)于石油化工過程裝備與控制的探討

姚永吉

沈陽吉暢科技有限公司 遼寧沈陽 110179

分析石化行業(yè)過程設(shè)備與控制的重要性，從過程設(shè)備密封技術(shù)、過程設(shè)備控制技術(shù)、過程設(shè)備監(jiān)控與故障診斷技術(shù)等方面論述了過程裝備與控制技術(shù)在石化行業(yè)中的應(yīng)用。

1 石油化工中過程裝備與控制的重要意義

過程裝備一般可分為兩種類型：其一是化工機器，化工機器主要包含流體輸送機、過濾機、破碎機、旋轉(zhuǎn)窯、攪拌機以及離心機和旋轉(zhuǎn)干燥機等；其二是化工設(shè)備，化工設(shè)備包含離子交換設(shè)備、釜、罐、槽、吸附設(shè)備、塔器、電解槽、蒸發(fā)器、反應(yīng)器、分離設(shè)備以及結(jié)晶、傳質(zhì)等設(shè)備。在石油化工中，過程裝備的控制原理是由計算機相關(guān)程序進行控制。以電腦編程知識為基礎(chǔ)，對化工機器和化工設(shè)備進行遠程控制，實現(xiàn)智能化、自動化以及機械化，從而提高石油化工企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量。過程裝備和控制工程主要是用于對流程性材料進行加工制造，而石油類產(chǎn)品恰好是屬于這種材料，與工程原理高度匹配。在應(yīng)用過程中，從石油原料到石油成品，需要由眾多的化學(xué)或者是物理元件構(gòu)成整個工藝過程，每一個元件都是由相應(yīng)的化學(xué)或者是物理設(shè)備來完成的。將這些化學(xué)物理元件緊密的聯(lián)系在一起，便組成了過程設(shè)備。而石油化工企業(yè)想要保證每個設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，必須對生產(chǎn)工藝中的每一個參數(shù)進行嚴格控制，如濃度、液位、流量、溫度、壓力等。通過計算機程序，可以有效的監(jiān)測和控制這些參數(shù)，從而為裝備正常運轉(zhuǎn)提供保障，提高石油化工企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量[1]。

2 過程裝備與控制工程專業(yè)的功能和價值

從社會生產(chǎn)和國民經(jīng)濟建設(shè)的角度看，過程裝備與控制工程專業(yè)是當(dāng)前結(jié)合生產(chǎn)、加工、建設(shè)實際的基礎(chǔ)專業(yè)，從方便論述的角度研究對過程裝備與控制工程專業(yè)具有的普遍性價值和產(chǎn)業(yè)發(fā)展功能不做復(fù)述，只強調(diào)過程裝備與控制工程專業(yè)最為重要的價值和最為核心的功能。過程裝備與控制工程專業(yè)是國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)人才教育、培養(yǎng)和發(fā)展的重要專業(yè)，通過過程裝備與控制工程專業(yè)的教育和教學(xué)，可以提供大量的應(yīng)用型裝備、控制人才，使我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)能夠迅速適應(yīng)高新科技和國際競爭的實際，做到對經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級的人才保障。過程裝備與控制工程專業(yè)是高層次人才發(fā)展的重要平臺，專業(yè)通過綜合性和擴展性的教育價值，構(gòu)建了高層次人才發(fā)展的平臺和載體，形成了過程裝備與控制工程的專業(yè)與基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、勞動力市場高度的交叉和復(fù)合，可以實現(xiàn)對化工、動力、機械等相關(guān)行業(yè)的進一步整合，既有利于市場對過程裝備與控制工程專業(yè)人才需要的滿足，同時也有利于人才專業(yè)發(fā)展，更有利于過程裝備與控制工程高層次人才的職業(yè)形成和角色定[2]。

3 石油化工中過程裝備和控制技術(shù)的運用

3.1 過程裝備密封技術(shù)的運用

在石油化工企業(yè)中，密封技術(shù)的應(yīng)用可以更好的對過程裝備進行控制。密封技術(shù)可分為兩大類：其一是靜密封技術(shù)；其二是動密封技術(shù)。其中靜密封技術(shù)主要分為直接接觸、密封膠以及墊密封等方式。如果以生產(chǎn)壓力為準(zhǔn)，靜密封技術(shù)還可以分為中低和高壓靜密封等。中低壓情況下，其密封的材質(zhì)常用較寬、較軟的墊進行密封。對于高壓靜密封來說，其密封的材質(zhì)常用較窄、較硬的金屬墊片進行密封。動密封技術(shù)同樣可以分為兩類，其一是旋轉(zhuǎn)密封；其二是往復(fù)密封。動密封中的螺旋密封和離心密封主要是依靠設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中利用介質(zhì)動力而獲得的密封效果。在密封流體時，常用的方法是有部分封閉或者全封閉、利用密封件阻塞或者堵塞方法將泄露處堵住、間隔和分隔、引入或者是注入等。其中部分封閉或者全封閉是利用機殼將設(shè)備罩起來，全封閉設(shè)備如增壓注水泵、屏蔽泵。部分封閉設(shè)備如磁力傳動泵。而堵塞泄露方法應(yīng)用的密封件有四氟墊、石棉墊、橡膠密封圈以及金屬C形環(huán)等。間隔和分隔主要是利用雙端面密封和機械密封將流體與設(shè)備空間隔開，以便設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)。

3.2 過程裝備控制技術(shù)的應(yīng)用

過程裝備控制技術(shù)在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用從以下幾方面考慮：（1）自動檢測技術(shù)的應(yīng)用。主要是利用儀表測量生產(chǎn)中的工藝參數(shù)，并記錄和獲取過程裝備的運轉(zhuǎn)信息。同時在檢測過程中，會利用自動信號對關(guān)鍵性參數(shù)自動控制，使關(guān)鍵性參數(shù)在外界干擾下能夠?qū)⒄`差控制在正常數(shù)值范圍內(nèi)。同時，其過程裝備控制技術(shù)應(yīng)用到的檢測儀表主要有參數(shù)變送和測量顯示儀表、數(shù)字量和模擬量控制儀表以及電動、氣動控制儀表等。在應(yīng)用過程中，由測量變送儀表對被控變量進行選擇，整定控制器參數(shù)，通過控制系統(tǒng)傳輸?shù)斤@示屏中，從而獲取到過程裝備的運行狀態(tài)值。（2）選擇操縱變量。在選擇操縱變量過程中，變量必須是工藝上可以調(diào)節(jié)的，選擇操作變量除了要考慮自動化，同時還要對石油化工工藝的生產(chǎn)經(jīng)濟性和合理性進行考慮。選擇操縱變量可以使過程設(shè)備控制的更加“得心應(yīng)手”。

3.3 過程裝備監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

在對過程設(shè)備的狀態(tài)進行監(jiān)測過程中，主要是對過程設(shè)備的特征參數(shù)和運行狀態(tài)信息進行監(jiān)視和測量。根據(jù)正常值與測量值之間的差距對設(shè)備工作狀態(tài)進行診斷，并預(yù)測其變化趨勢。在應(yīng)用過程裝備和故障診斷技術(shù)過程中，首先要明確診斷與監(jiān)測的關(guān)系。狀態(tài)監(jiān)測主要是利用相應(yīng)測定設(shè)備單一參數(shù)的特征如壓力、振動溫度等，對設(shè)備進行檢查，并且根據(jù)門限值和特征參數(shù)值對設(shè)備狀態(tài)進行判斷。當(dāng)對過程設(shè)備狀態(tài)進行連續(xù)不間斷的監(jiān)測后，可以獲取相應(yīng)設(shè)備的變化趨勢，從而進行趨勢分析，便可以對過程設(shè)備即將運行的狀態(tài)進行預(yù)報和預(yù)測。

總之，在石油化工企業(yè)中，過程設(shè)備和控制技術(shù)的應(yīng)用是衡量其發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過分析可得，過程設(shè)備和控制在化工企業(yè)中的使用具有非常大的現(xiàn)實意義，密封技術(shù)、控制技術(shù)以及監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，可以為石油化工企業(yè)的生產(chǎn)提供強有力的保障。同時過程設(shè)備在運行過程中，需要對其進行詳細的檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題，并積極制定相應(yīng)策略，這樣才能使石油化工企業(yè)更好的發(fā)展[3]。