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

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、旋轉窯、攪拌機以及離心機和旋轉干燥機等；其二是化工設備，化工設備包含離子交換設備、釜、罐、槽、吸附設備、塔器、電解槽、蒸發(fā)器、反應器、分離設備以及結晶、傳質等設備。在石油化工中，過程裝備的控制原理是由計算機相關程序進行控制。以電腦編程知識為基礎，對化工機器和化工設備進行遠程控制，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。在應用過程中，從石油原料到石油成品，需要由眾多的化學或者是物理元件構成整個工藝過程，每一個元件都是由相應的化學或者是物理設備來完成的。將這些化學物理元件緊密的聯(lián)系在一起，便組成了過程設備。而石油化工企業(yè)想要保證每個設備正常運轉，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提供保障，提高石油化工企業(yè)生產(chǎn)質量[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)濟建設的角度看，過程裝備與控制工程專業(yè)是當前結合生產(chǎn)、加工、建設實際的基礎專業(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)展功能不做復述，只強調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，可以提供大量的應用型裝備、控制人才，使我國相關產(chǎn)業(yè)能夠迅速適應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)與基礎產(chǎn)業(yè)、勞動力市場高度的交叉和復合，可以實現(xiàn)對化工、動力、機械等相關行業(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的運用

3.1 過程裝備密封技術的運用

在石油化工企業(yè)中，密封技術的應用可以更好的對過程裝備進行控制。密封技術可分為兩大類：其一是靜密封技術；其二是動密封技術。其中靜密封技術主要分為直接接觸、密封膠以及墊密封等方式。如果以生產(chǎn)壓力為準，靜密封技術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，其密封的材質常用較窄、較硬的金屬墊片進行密封。動密封技術同樣可以分為兩類，其一是旋轉密封；其二是往復密封。動密封中的螺旋密封和離心密封主要是依靠設備運轉過程中利用介質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備罩起來，全封閉設備如增壓注水泵、屏蔽泵。部分封閉設備如磁力傳動泵。而堵塞泄露方法應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備空間隔開，以便設備能夠正常運轉。

3.2 過程裝備控制技術的應用

過程裝備控制技術在石油化工生產(chǎn)中的應用從以下幾方面考慮：（1）自動檢測技術的應用。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信息。同時在檢測過程中，會利用自動信號對關鍵性參數(shù)自動控制，使關鍵性參數(shù)在外界干擾下能夠將誤差控制在正常數(shù)值范圍內(nèi)。同時，其過程裝備控制技術應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備控制的更加“得心應手”。

3.3 過程裝備監(jiān)測和故障診斷技術的應用

在對過程設備的狀態(tài)進行監(jiān)測過程中，主要是對過程設備的特征參數(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備工作狀態(tài)進行診斷，并預測其變化趨勢。在應用過程裝備和故障診斷技術過程中，首先要明確診斷與監(jiān)測的關系。狀態(tài)監(jiān)測主要是利用相應測定設備單一參數(shù)的特征如壓力、振動溫度等，對設備進行檢查，并且根據(jù)門限值和特征參數(shù)值對設備狀態(tài)進行判斷。當對過程設備狀態(tài)進行連續(xù)不間斷的監(jiān)測后，可以獲取相應設備的變化趨勢，從而進行趨勢分析，便可以對過程設備即將運行的狀態(tài)進行預報和預測。

總之，在石油化工企業(yè)中，過程設備和控制技術的應用是衡量其發(fā)展的標準。經(jīng)過分析可得，過程設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、控制技術以及監(jiān)測技術的應用，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，并積極制定相應策略，這樣才能使石油化工企業(yè)更好的發(fā)展[3]。