創(chuàng)建汽提塔控制系統(tǒng)

摘要：Ⅰ精制汽提塔原有的自動控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)自動控制，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，針對這個(gè)問題，文章從新對汽提塔的壓力變送器、液位、調(diào)節(jié)閥等進(jìn)行儀表選型，從新設(shè)置控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)汽提塔的自動控制，使產(chǎn)品合格。

關(guān)鍵詞：汽提塔；冷卻器；調(diào)節(jié)閥；自動控制系統(tǒng)

中圖分類號：TQ053 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0025-03

1 汽提塔的工藝流程及生產(chǎn)作用

首先將Ⅰ精制汽提塔部分的工藝流程圖和汽提塔在生產(chǎn)過程中的作用介紹如下：

1.1 工藝過程

原料水經(jīng)過原料水進(jìn)料泵（P4301）加壓，以的流量，分兩路進(jìn)料。一路冷進(jìn)料：直接去塔頂；一路熱進(jìn)料：由原料水-凈化水換熱器（E4301），再經(jīng)過E3405和E3404換熱，進(jìn)入汽提塔（T3401）的第一層塔盤。塔底用1.0MPa蒸汽直接加熱汽提。汽提塔底凈化水與原料水及液化石油氣脫硫醇部分催化劑堿液換熱，凈化水冷卻器（E3403）冷卻，再經(jīng)過凈化水加壓泵（P3403A/B）加壓后送往常壓裝置回用或直接排往含油污水管網(wǎng)。

2 汽提塔原來的儀表顯示和調(diào)節(jié)閥存在的問題

Ⅰ精制汽提塔的系統(tǒng)壓力表安裝在塔頂尾氣出口DN80的管線上，儀表引壓線經(jīng)常被氨結(jié)晶堵死，壓力變送器不能正常顯示。汽提塔塔底液位實(shí)際高有6米，塔底液位測量采用差壓變送器，并且測量范圍只有最高處的1.5米，這使得塔底液位在低于4.5米時(shí)不能準(zhǔn)確知道塔底液位的高度，給操作帶來很大的不便。原料水的進(jìn)塔和凈化水出塔流量都采用的是靶式流量計(jì)，靶式流量計(jì)的準(zhǔn)確度不高，進(jìn)料和出料能相差4立方米左右。汽提塔側(cè)線抽出調(diào)節(jié)閥內(nèi)采用的是橡皮軟密封，經(jīng)過3個(gè)月左右的使用后，就出現(xiàn)關(guān)不死的現(xiàn)象，檢修時(shí)打開一看，就發(fā)現(xiàn)橡皮軟密封已經(jīng)變形卡死，調(diào)節(jié)閥只能從100%全開到50%的開度狀態(tài)。

3 自動控制系統(tǒng)存在的問題

Ⅰ精制車間汽提塔（T3401），進(jìn)塔的物質(zhì)有原料水和蒸汽；出塔的有凈化水、蒸汽冷凝水、尾氣。這當(dāng)中，進(jìn)塔蒸汽和進(jìn)塔的原料水有自動控制回路（如圖1所示）。

進(jìn)塔的蒸汽靠自身流量控制蒸汽進(jìn)塔流量：如果流量大，調(diào)節(jié)閥關(guān)小；流量小，調(diào)節(jié)閥開大。但是，當(dāng)塔內(nèi)壓力低時(shí)，需要增大進(jìn)汽提塔的蒸汽流量；而蒸汽流量大，調(diào)節(jié)閥要關(guān)小，此時(shí)不能實(shí)現(xiàn)蒸汽進(jìn)裝置的自動控制。

出塔的凈化水也是靠自身流量控制：如果流量大，調(diào)節(jié)閥關(guān)??；流量小，調(diào)節(jié)閥開大。但是，汽提塔液位高時(shí)，需要增大凈化水出塔流量；而流量大，調(diào)節(jié)閥就要關(guān)小，此時(shí)不能實(shí)現(xiàn)汽提塔液位的自動控制。

4.1 汽提塔壓力顯示

汽提塔壓力顯示選擇DN50深入式壓力變送器，優(yōu)點(diǎn)：一次解決問題，不需要伴熱，節(jié)約能源、蒸汽。

4.2 汽提塔塔底液位

汽提塔塔底液位改為雙法蘭液位差壓變送器，從新動焊開孔，放大測量范圍。優(yōu)點(diǎn)：不需要灌液位變送器的負(fù)引壓線，測量準(zhǔn)確；不需要伴熱，節(jié)約能源，儀表維護(hù)難度少。

4.3 進(jìn)塔原料水和出塔凈化水的流量

進(jìn)塔原料水和出塔凈化水的流量采用電磁流量計(jì)，優(yōu)點(diǎn)：只需要設(shè)定流量量程就能使用，不需要伴熱，儀表維護(hù)難度較小。

4.4 側(cè)線抽出調(diào)節(jié)閥

將原來碟閥閥體部分的橡皮軟密封改為硬密封。優(yōu)點(diǎn)：不需要對工藝管線動焊，能利用原來的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，費(fèi)用少。

5 針對汽提塔的塔底液位控制和壓力控制進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及實(shí)施

5.1 液位控制

原料水進(jìn)塔和凈化水出塔是汽提塔液位的決定因素，為了實(shí)現(xiàn)汽提塔液位的自動控制，我們設(shè)計(jì)了3套方案。

方案一：在原料水的進(jìn)塔管線上設(shè)一調(diào)節(jié)閥，用汽提塔的液位進(jìn)行控制。

缺點(diǎn)：不管調(diào)節(jié)閥加在冷進(jìn)料管線還是熱進(jìn)料管線，都存在如下問題：因?yàn)樵纤M(jìn)塔是分兩路進(jìn)料，一路調(diào)節(jié)閥關(guān)小，流量減少，另一路搶料，流量增大。工程量大：需要將裝置停下，拆除原來的調(diào)節(jié)閥，重新焊接管線；重新安裝一套調(diào)節(jié)閥；然后進(jìn)行試壓重新開車。

方案二：在汽提塔凈化水出塔管線緊挨汽提塔的位置上設(shè)一調(diào)節(jié)閥，用汽提塔的液位進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)汽提塔的液位自動控制。

缺點(diǎn)：后面11個(gè)換熱器流量沒有保證。優(yōu)點(diǎn)：不存在調(diào)節(jié)置后等問題，調(diào)試簡單。

方案三：在汽提塔的凈化水出塔管線上，E3409后面設(shè)一調(diào)節(jié)閥，用汽提塔的液位進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)汽提塔的液位自動控制。

優(yōu)點(diǎn)：只需一套控制線路，實(shí)現(xiàn)汽提塔的自動控制，并且能保證后面并聯(lián)、串聯(lián)11個(gè)換熱器流量。缺點(diǎn)：汽提塔的凈化水出塔，經(jīng)過并聯(lián)、串聯(lián)11個(gè)換熱器后才到自動控制調(diào)節(jié)閥。當(dāng)汽提塔的液位低時(shí)，調(diào)節(jié)閥關(guān)小，而11個(gè)換熱器需要灌滿，汽提塔的液位繼續(xù)降低；當(dāng)汽提塔的液位高時(shí)，調(diào)節(jié)閥開大，而11個(gè)換熱器需要先降低液位，汽提塔的液位居高不下，從而造成汽提塔自動控制置后。

在汽提塔的凈化水出塔管線上，E3409后面設(shè)一調(diào)節(jié)閥，用汽提塔的液位進(jìn)行控制只是控制參數(shù)設(shè)定困難，但是最符合生產(chǎn)要求，因此經(jīng)過論證，我們決定采用方案三。我們在凈化水經(jīng)過換熱器E3409后的總管線上設(shè)一調(diào)節(jié)閥，再用汽提塔的液位（LICA5303）來實(shí)現(xiàn)自動控制。

5.2 壓力控制

蒸汽進(jìn)塔、蒸汽出塔和尾氣出塔對汽提塔的壓力和溫度起決定的因素，為了實(shí)現(xiàn)汽提塔壓力和溫度的自動控制，我們設(shè)計(jì)了3套方案。

方案一：蒸汽進(jìn)塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來實(shí)現(xiàn)自動控制。蒸汽管網(wǎng)的蒸汽壓力在0.8～1.0MPa之間，溫度在240℃左右，對改變汽提塔的壓力、溫度能起決定因素。

方案二：尾氣（包括：塔頂尾氣和側(cè)線粗氨氣）出塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來實(shí)現(xiàn)自動控制。

缺點(diǎn)：首先，汽提的主要目的除去水中的H2S和氨。塔頂尾氣和側(cè)線粗氨氣的排出就是這個(gè)目的，一旦減少排出，就是減弱汽提效果。其次，無論塔頂尾氣還是側(cè)線粗氨氣都有氨，減少排出流量，溫度降低就容易結(jié)晶，阻塞管線。

方案三：蒸汽出塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來實(shí)現(xiàn)自動控制。

缺點(diǎn)：蒸汽出塔后，再經(jīng)過塔底沖沸器進(jìn)行循環(huán)，再進(jìn)入汽提塔，這只是工藝流程上的輔助調(diào)節(jié)，不能很好地對汽提塔的系統(tǒng)壓力和溫度進(jìn)行自動控制。

經(jīng)過論證，我們決定采用方案一。汽提塔的系統(tǒng)壓力表安裝在塔頂尾氣出口DN80的管線上，儀表引壓線經(jīng)常被氨結(jié)晶堵死，壓力變送器不能正常顯示。我們在汽提塔塔底三層液相（液相無硫化物結(jié)晶氣體）位置重新增設(shè)一套壓力測量顯示（PRC5308），徹底解決了塔頂壓力變送器引壓線易堵的問題，再在該壓力與蒸汽流量設(shè)一控制回路。并且在塔底蒸汽流量控制回路（FRC5302）和新增塔底壓力控制回路的跨路之間加裝一個(gè)回路轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了可用塔底壓力控制塔底進(jìn)蒸汽量，又可用塔底進(jìn)蒸汽流量測量系統(tǒng)控制塔底蒸汽量。這樣當(dāng)通常情況下，用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5308）控制進(jìn)塔蒸汽量。當(dāng)特殊情況下（主要是當(dāng)蒸汽管網(wǎng)壓力低于0.8MPa），用塔底蒸汽流量控制系統(tǒng)來控制進(jìn)塔蒸汽量。

5.3 參數(shù)設(shè)定

首先給定一個(gè)比例（P）值，反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)等幅震蕩為止；然后給定一個(gè)微分（I）值，反復(fù)試驗(yàn)使得控制值成為類直線；最后給定一個(gè)積分（D）值使得控制值在技術(shù)參數(shù)要求值內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳洪金，岳智.儀表工程施工手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2] 孫金瑜，向守源，丁傳峰，等.儀表維修工[M].北京：中國石油大學(xué)出版社，2011.

[3] 吳俊良，劉彥波，王存申，等.儀表[M].北京：中國石化出版社，2004.

[4] 吳國熙.調(diào)節(jié)閥使用與維護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[5] 樂嘉謙.儀表工手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

作者簡介：周嶝皓（1978—），男，陜西延長石油（集團(tuán)）公司煉化公司永坪煉油廠儀表車間工程師，研究方向：石油化工現(xiàn)場儀表維護(hù)。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）

缺點(diǎn)：首先，汽提的主要目的除去水中的H2S和氨。塔頂尾氣和側(cè)線粗氨氣的排出就是這個(gè)目的，一旦減少排出，就是減弱汽提效果。其次，無論塔頂尾氣還是側(cè)線粗氨氣都有氨，減少排出流量，溫度降低就容易結(jié)晶，阻塞管線。

方案三：蒸汽出塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來實(shí)現(xiàn)自動控制。

缺點(diǎn)：蒸汽出塔后，再經(jīng)過塔底沖沸器進(jìn)行循環(huán)，再進(jìn)入汽提塔，這只是工藝流程上的輔助調(diào)節(jié)，不能很好地對汽提塔的系統(tǒng)壓力和溫度進(jìn)行自動控制。

經(jīng)過論證，我們決定采用方案一。汽提塔的系統(tǒng)壓力表安裝在塔頂尾氣出口DN80的管線上，儀表引壓線經(jīng)常被氨結(jié)晶堵死，壓力變送器不能正常顯示。我們在汽提塔塔底三層液相（液相無硫化物結(jié)晶氣體）位置重新增設(shè)一套壓力測量顯示（PRC5308），徹底解決了塔頂壓力變送器引壓線易堵的問題，再在該壓力與蒸汽流量設(shè)一控制回路。并且在塔底蒸汽流量控制回路（FRC5302）和新增塔底壓力控制回路的跨路之間加裝一個(gè)回路轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了可用塔底壓力控制塔底進(jìn)蒸汽量，又可用塔底進(jìn)蒸汽流量測量系統(tǒng)控制塔底蒸汽量。這樣當(dāng)通常情況下，用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5308）控制進(jìn)塔蒸汽量。當(dāng)特殊情況下（主要是當(dāng)蒸汽管網(wǎng)壓力低于0.8MPa），用塔底蒸汽流量控制系統(tǒng)來控制進(jìn)塔蒸汽量。

5.3 參數(shù)設(shè)定

首先給定一個(gè)比例（P）值，反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)等幅震蕩為止；然后給定一個(gè)微分（I）值，反復(fù)試驗(yàn)使得控制值成為類直線；最后給定一個(gè)積分（D）值使得控制值在技術(shù)參數(shù)要求值內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

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[5] 樂嘉謙.儀表工手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

作者簡介：周嶝皓（1978—），男，陜西延長石油（集團(tuán)）公司煉化公司永坪煉油廠儀表車間工程師，研究方向：石油化工現(xiàn)場儀表維護(hù)。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）

缺點(diǎn)：首先，汽提的主要目的除去水中的H2S和氨。塔頂尾氣和側(cè)線粗氨氣的排出就是這個(gè)目的，一旦減少排出，就是減弱汽提效果。其次，無論塔頂尾氣還是側(cè)線粗氨氣都有氨，減少排出流量，溫度降低就容易結(jié)晶，阻塞管線。

方案三：蒸汽出塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來實(shí)現(xiàn)自動控制。

缺點(diǎn)：蒸汽出塔后，再經(jīng)過塔底沖沸器進(jìn)行循環(huán)，再進(jìn)入汽提塔，這只是工藝流程上的輔助調(diào)節(jié)，不能很好地對汽提塔的系統(tǒng)壓力和溫度進(jìn)行自動控制。

經(jīng)過論證，我們決定采用方案一。汽提塔的系統(tǒng)壓力表安裝在塔頂尾氣出口DN80的管線上，儀表引壓線經(jīng)常被氨結(jié)晶堵死，壓力變送器不能正常顯示。我們在汽提塔塔底三層液相（液相無硫化物結(jié)晶氣體）位置重新增設(shè)一套壓力測量顯示（PRC5308），徹底解決了塔頂壓力變送器引壓線易堵的問題，再在該壓力與蒸汽流量設(shè)一控制回路。并且在塔底蒸汽流量控制回路（FRC5302）和新增塔底壓力控制回路的跨路之間加裝一個(gè)回路轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了可用塔底壓力控制塔底進(jìn)蒸汽量，又可用塔底進(jìn)蒸汽流量測量系統(tǒng)控制塔底蒸汽量。這樣當(dāng)通常情況下，用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5308）控制進(jìn)塔蒸汽量。當(dāng)特殊情況下（主要是當(dāng)蒸汽管網(wǎng)壓力低于0.8MPa），用塔底蒸汽流量控制系統(tǒng)來控制進(jìn)塔蒸汽量。

5.3 參數(shù)設(shè)定

首先給定一個(gè)比例（P）值，反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)等幅震蕩為止；然后給定一個(gè)微分（I）值，反復(fù)試驗(yàn)使得控制值成為類直線；最后給定一個(gè)積分（D）值使得控制值在技術(shù)參數(shù)要求值內(nèi)。

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[5] 樂嘉謙.儀表工手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

作者簡介：周嶝皓（1978—），男，陜西延長石油（集團(tuán)）公司煉化公司永坪煉油廠儀表車間工程師，研究方向：石油化工現(xiàn)場儀表維護(hù)。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）