基于HORIZONE氣相法反應(yīng)器下料程序優(yōu)化①

王俊杰

(中韓(武漢)石油化工有限公司)

基于HORIZONE氣相法反應(yīng)器下料程序優(yōu)化①

王俊杰

(中韓(武漢)石油化工有限公司)

介紹某聚丙烯(JPP)裝置因下料系統(tǒng)中氣鎖器料位儀表故障，致使氣鎖器發(fā)生爆聚，導(dǎo)致裝置停工處理的事故經(jīng)過，以及針對(duì)此次事故對(duì)程序做出的優(yōu)化和修改，及其優(yōu)化后的效果。

核料位儀表 程序優(yōu)化 聚丙烯(JPP)裝置 氣鎖器 爆聚

中韓(武漢)石油化工有限公司聚丙烯(JPP)裝置采用HORIZONE氣相法聚丙烯工藝技術(shù)。其反應(yīng)器R201、R251之間采用3組氣鎖器隔離。此外，氣鎖器還參與反應(yīng)器R201的下料控制。在氣鎖器下料控制中，進(jìn)出料主要分別依據(jù)氣鎖器進(jìn)料時(shí)間和料位。

2016-11-20 00：28：13氣鎖器D243放射性核料位計(jì)LT24032出現(xiàn)壞值，導(dǎo)致下料順控UK201C處于等待狀態(tài)。00：35：21工藝手動(dòng)停止順控UK201C。00：41：36對(duì)LT24032給假值20%，00：42：08再次啟動(dòng)順控UK201C；00：43：25排料程序執(zhí)行，隨后氣鎖器D243溫度TI24031急劇升高；00：43：49停止順控UK201C，通過手動(dòng)加壓排料，氣鎖器料位沒有變化，確認(rèn)氣鎖器已發(fā)生爆聚，隨后裝置停工處理。筆者針對(duì)該設(shè)計(jì)缺陷，從自控方面進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。

1 順控及其關(guān)鍵步序

中韓(武漢)石油化工有限公司聚丙烯(JPP)裝置的第一反應(yīng)器R201與第二反應(yīng)器R251之間有3組氣鎖器(圖1)，氣鎖器運(yùn)行流程如圖2所示。

3組氣鎖器可以同時(shí)啟動(dòng)或者啟動(dòng)其中的任意一組，由工藝操作人員依據(jù)需要啟動(dòng)順控。順控的關(guān)鍵步序閥位如下：

a. 等待。UV24032打開，UV24031關(guān)閉，UV24034關(guān)閉；UV24033關(guān)閉；UV24036關(guān)閉；UV24035關(guān)閉；FC24032手動(dòng)，MV=0%。

圖1 R201與R251之間順控部件示意圖

圖2 氣鎖器運(yùn)行流程

b. 收料。打開UV24031，其他閥門保持不變。收料完成標(biāo)識(shí)——收料時(shí)間到(反應(yīng)器R201料位測(cè)量值PV和設(shè)定值SP的偏差賦值)或氣鎖器D243料位計(jì)LT24031高報(bào)(大于70%)。

c. 反吹。關(guān)閉UV24031，打開UV24034，F(xiàn)V24032MV=80%，吹掃30s后，進(jìn)入排料步序。

d. 排料。關(guān)閉UV24032、關(guān)閉UV24034、打開UV24033，F(xiàn)V24032手動(dòng)模式，MV=50%；打開UV24036、5s后打開UV24035；當(dāng)氣鎖器D243料位計(jì)LT24032料位低報(bào)(低于40%)或循環(huán)時(shí)間到(180s)，則排料完成，順控進(jìn)入等待狀態(tài)，繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)。

2 事故原因分析

通過查看事件記錄，00∶28∶11程序已執(zhí)行排料步序。排料完成條件判斷邏輯如圖3所示。其中，邏輯通路①因LT24032出現(xiàn)壞值，導(dǎo)致程序無法進(jìn)行比較，條件不成立；邏輯通路②雖然時(shí)間到，但是由于LT24032 為壞值無法比較，即使時(shí)間到，邏輯條件“與”不成立，程序也無法進(jìn)入下一步序，長期處于該閥位可能會(huì)導(dǎo)致第二反應(yīng)器R251中的乙烯反竄至第一反應(yīng)器R201。

圖3 排料完成條件判斷邏輯

程序進(jìn)入排料步序，條件判斷LT24032料位是否小于40%或料位不低于40%且程序循環(huán)時(shí)間TMA04到；當(dāng)條件滿足后，進(jìn)入下一步序，關(guān)閉閥門UV24033、UV24035。

因在啟動(dòng)順控前，對(duì)LT24032已經(jīng)給假值20%，故判斷條件LT24032料位是否小于40%成立。等待時(shí)間TMA06為0s，導(dǎo)致UV24035和UV24036打開的瞬間立即關(guān)閉(圖4中LT24031凸點(diǎn))，程序直接由排料進(jìn)入等待，使得氣鎖器中的物料沒有排出，繼續(xù)在氣鎖器中反應(yīng)，導(dǎo)致溫度急劇上升(圖4中TI24031)發(fā)生爆聚。

圖4 氣鎖器D243相關(guān)部分趨勢(shì)截圖

3 程序優(yōu)化方案

針對(duì)此次氣鎖器爆聚事故，將下料程序進(jìn)行優(yōu)化的方案為：

a. 方案一。當(dāng)液位計(jì)LT24032出現(xiàn)壞值時(shí)，由程序自動(dòng)賦正常值，讓程序可以以時(shí)間為控制參考依據(jù)進(jìn)行控制(圖5)；并發(fā)出高級(jí)別報(bào)警提醒，由工藝人員通知儀表專業(yè)處理。該方案的可執(zhí)行性強(qiáng)，前期該儀表維修時(shí)通過手動(dòng)賦值50%程序能夠正常運(yùn)行。相當(dāng)于前期已經(jīng)通過驗(yàn)證。風(fēng)險(xiǎn)是當(dāng)儀表發(fā)生故障時(shí)，如果輸出不是壞值，而是0～100%區(qū)間中的任一定值，假設(shè)當(dāng)儀表出現(xiàn)故障后，且在某一固定值(假定該值為n)時(shí)不再改變，則當(dāng)n>40%時(shí)順控會(huì)以時(shí)間為依據(jù)進(jìn)行控制，短期不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成影響，但可能存在二反R251中的乙烯氣體反竄入R201；當(dāng)n<

圖5 自動(dòng)賦值優(yōu)化程序

40%，程序運(yùn)行至排料步序后，馬上會(huì)對(duì)排料是否完成進(jìn)行判斷，而判斷依據(jù)就是料位低報(bào)(即低于40%)，故而剛執(zhí)行到排料程序時(shí)就終止排料程序，導(dǎo)致氣鎖器內(nèi)粉料無法排出，致使氣鎖器內(nèi)的粉料繼續(xù)反應(yīng)，堵塞氣鎖器。

b. 方案二。將下料順控“排料”步序完成邏輯條件優(yōu)化為“料位低報(bào)”或“時(shí)間到”，邏輯關(guān)系“與”更改為“或”。可避免壞值無法參與比較的弊端。

c. 方案三。當(dāng)輸入通道出現(xiàn)壞值時(shí)，將通道輸出設(shè)置更改為保持最后一個(gè)有效值。該方案的優(yōu)點(diǎn)是變更量少、修改簡單且容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是當(dāng)儀表出現(xiàn)故障時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，不利于故障出現(xiàn)后問題的處理。

針對(duì)以上3種方案，經(jīng)技術(shù)管理部討論后決定采用方案一，當(dāng)儀表出現(xiàn)壞值時(shí)，由程序給定50%料位，并發(fā)出高級(jí)別報(bào)警，由工藝人員通知儀表專業(yè)緊急處理。

王俊杰(1987-)，技術(shù)員，從事聚丙烯裝置儀表專業(yè)日常管理及維護(hù)工作，junjie709@126.com。

TH816

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1000-3932(2017)12-1170-03

4 結(jié)束語

在裝置停工檢修期間，對(duì)邏輯進(jìn)行優(yōu)化修改并下裝，測(cè)試正常。經(jīng)過此次程序優(yōu)化，再未出現(xiàn)同類故障引發(fā)的裝置生產(chǎn)波動(dòng)和事故。

化工生產(chǎn)中，現(xiàn)場(chǎng)有很多不可預(yù)知的突發(fā)故障和潛在隱患，只有對(duì)每個(gè)隱患進(jìn)行深入排查，合理地對(duì)控制方案進(jìn)行完善優(yōu)化，方能使企業(yè)利潤最大化，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2017-08-02，

2017-10-18)