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新聞詳情

淺析壓力變送器在蠟油加氫裂化裝置中的應(yīng)用

來源:上海自儀公司作者:上海自儀公司網(wǎng)址:http://www.v2350.cn

摘 要:根據(jù)ReactoGard V自動壓力變送器在某石化公司蠟油加氫裂化裝置上的應(yīng)用情況,介紹了壓力變送器系統(tǒng)的工作過程、操作方法以及常見故障的處理方法。實際應(yīng)用表明,該壓力變送器自動化程度高,過濾精度高,能有效減少原料油中的雜質(zhì),為蠟油加氫裂化裝置提供合格的原料,為裝置的安全穩(wěn)定運行提供了保障。

0 引言

某石化公司210萬t/ 年蠟油加氫裂化裝置的原料油為減壓蠟油,含有大量雜質(zhì)。蠟油若不經(jīng)過濾直接進入加氫裂化裝置會使換熱器或其他設(shè)備結(jié)垢或堵塞,降低換熱器的換熱效果 [1] ,還有可能污染催化劑,使其活性降低,造成反應(yīng)器床層壓降增大,導(dǎo)致催化劑失效,非常終導(dǎo)致反應(yīng)器不定期停工,以清除污垢微粒。對于企業(yè)來說,維修和停工意味著減少生產(chǎn)量,增加額外勞動量,并增加更換反應(yīng)器和催化劑等相關(guān)成本,降低生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟效益。為了避免此類現(xiàn)象的發(fā)生,蠟油加氫裂化裝置采用原料油自動壓力變送器系統(tǒng),濾除>25 μm以上雜質(zhì),以減緩反應(yīng)器壓降增長速度,延長裝置使用周期。

1 ReactoGard V自動壓力變送器介紹

1.1 基本結(jié)構(gòu)

每套ReactoGard V自動壓力變送器由6個濾桶、轉(zhuǎn)向閥及其附件(電磁閥、鎖銷、接近開關(guān)等)組成,其外形結(jié)構(gòu)所示。


1.2 工作過程

在正常過濾過程中,未經(jīng)過濾的原料由下部進料口流入進口總管,然后均勻流入各濾筒中;原料由外到內(nèi)流經(jīng)各濾棒;濾后液通過出口收集箱流入裝置下游;在過濾過程中,顆粒聚集在濾棒外表面,產(chǎn)生壓差,濾后干凈的流體從每個濾筒上部匯集到出口油路塊,進入原料油緩沖罐。當壓差達到設(shè)定值120 kPa或達到定時時間時,由程序控制進行反沖洗。反沖洗時,壓力變送器底部轉(zhuǎn)向閥執(zhí)行機構(gòu)旋轉(zhuǎn),將閥芯對準6個濾筒中其中一個,此時該濾筒不再進行過濾工作,而轉(zhuǎn)入反沖洗工作;下部排污閥會打開,出口收集腔和排污管口產(chǎn)生壓差,使部分出口收集腔的濾液通過該濾筒逆向流動;濾液從濾芯內(nèi)流出,把濾網(wǎng)外的雜質(zhì)沖出排污口進入反沖洗油罐;然后排污閥關(guān)閉,將轉(zhuǎn)向閥旋轉(zhuǎn)至下個濾筒,周而復(fù)始直到8組壓力變送器全部沖洗完畢。

2 自動壓力變送器系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

蠟油加氫裂化自動壓力變送器系統(tǒng)主要由8組壓力變送器、排污閥及接口管道、自動控制系統(tǒng)構(gòu)成。其中自動控制系統(tǒng)由閥門、現(xiàn)場儀表、就地操作面板、中間接線箱及DCS(Distributed Control System)系統(tǒng)構(gòu)成?,F(xiàn)場儀表及閥門主要由轉(zhuǎn)向閥、母位(初始位置)及濾筒限位開關(guān)、排污閥、鎖銷、電磁閥、中間接線箱等構(gòu)成。壓力變送器系統(tǒng)所有過濾單元由裝置主控制系統(tǒng)DCS自動控制,便于在外操室及中控室監(jiān)控壓力變送器動作及運行狀態(tài)。DCS操作界所示。

下面對操作界面進行簡要說明。

(1)MASTER:設(shè)置某組壓力變送器為主機,此時該組壓力變送器MASTER按鈕會變綠,其他組設(shè)備為從機。此時該組壓力變送器運行時間開始計時。當運行時間達到240 min或壓差、手動沖洗條件滿足后,從主機開始反沖洗。因此需要在8組設(shè)備中設(shè)置一個主機,且只能設(shè)置一個主機。主機清洗完成后,會發(fā)送信號給下一臺從機,如果該從機沒有錯誤報警,并轉(zhuǎn)向閥處于初始位置,便可以激活該組的清洗模式,第一臺從機清洗完成后順序發(fā)送信號給第二臺從機,直至所有從機都清洗完成。(2)HOME:母位。過濾狀態(tài)下的初始位置,即母位限位開關(guān)對準轉(zhuǎn)向閥限位開關(guān)目標輪長齒輪。過濾狀態(tài)下, “過濾”和“HOME”指示燈會變綠。(3)STATION:桶位。即轉(zhuǎn)向閥轉(zhuǎn)動過程中,當限位開關(guān)目標輪長齒輪對準濾筒,濾筒限位開關(guān)檢測到短齒輪位置信號時將轉(zhuǎn)向閥停止,濾筒進行反沖洗。反沖洗狀態(tài)下, “反洗”和“STATION”指示燈變綠。(4)SystemOn:設(shè)備投用設(shè)置開關(guān)。當某組壓力變送器選擇SystemOn后,該組壓力變送器會投用到自動控制中。若SystemOn切除,則現(xiàn)場操作面板Onstream指示燈滅,該組壓力變送器旁路不會投用,即進入離線模式。設(shè)置成旁路的設(shè)備在程序上會被跳 過 ,不 影響 其 他 組設(shè) 備 的 操作 。(5) 手 動 沖 洗 :當“MASTER”過濾組選擇“手動沖洗”后,整個過濾系統(tǒng)進入反沖洗程序,且一直處于反沖洗狀態(tài),要停止某組壓力變送器反沖洗狀態(tài)需將“SystemOn”切除。其他從機選擇此信號時,只有該從機進入反沖洗。

2.2 工作模式

2.2.1 過濾模式

現(xiàn)場操作面板Onstream綠燈亮。正常狀態(tài)下,設(shè)備絕大部分處于過濾狀態(tài)。過濾不受程序控制,打開進出口隔斷閥門,所有濾筒就始終處于過濾狀態(tài)。通電后綠燈會亮,如果有錯誤,綠燈會閃爍。綠燈亮后,設(shè)備會自檢,尋找各自的初始位置;鎖銷氣缸松開,轉(zhuǎn)向閥間歇轉(zhuǎn)動尋找初始位置,找到初始位置后,設(shè)備等待清洗指令。

2.2.2 清洗模式

現(xiàn)場操作面板CLEAN黃燈亮。當濾網(wǎng)外表面雜質(zhì)(濾餅)越積越多的時候,設(shè)備進出口壓差就會增加,設(shè)備濾網(wǎng)在濾餅達到一定厚度時需要進行清洗來維持一個低壓差。激活清洗模式需要滿足以下3個條件:(1)設(shè)定壓差。壓差由進出口總管的壓差變送器測得,設(shè)定值為120 kPa。正常工況下,濾網(wǎng)的凈壓降非常大為20~30 kPa。當壓差達到設(shè)定值,會優(yōu)先越權(quán)啟動清洗模式。DCS控制界面上可以看得到設(shè)定值與實際值。(2)人工啟動清洗?,F(xiàn)場操作面板或DCS操作站遠程啟動。現(xiàn)場操作面板上有旋鈕開關(guān),設(shè)置了3個位置:啟動、停止、手動清洗。遠程啟動模式可以由控制室操作人員通過控制界面上“手動沖洗”按鈕強制越權(quán)啟動清洗模式。短時間多次點動“手動沖洗”會導(dǎo)致過度反沖洗誤報警。(3)定時清洗時間。設(shè)定值為240 min。定時清洗在沒有壓差和人工啟動清洗的情況下作為備用清洗模式,但是正常情況下,設(shè)備大部分時候由定時時間控制反沖洗。只要壓差達到設(shè)定值或人工啟動,無論定時時間是否達到,都會啟動清洗模式。當壓差、人工啟動、定時時間都達到后,系統(tǒng)就會激活清洗模式,首先從主機開始依次到各個從機。所有設(shè)備必須有且只能有一個主機,否則程序無法運行。正常清洗模式下,只有一組設(shè)備處于清洗狀態(tài),其余各組設(shè)備仍然處于過濾狀態(tài),而且對于正在清洗的該組設(shè)備,也僅有一個濾筒在清洗,其余5個濾筒處于過濾狀態(tài)。

3 系統(tǒng)運行問題及處理

此套壓力變送器系統(tǒng)從投用到現(xiàn)在已有兩個多月,其間這8組壓力變送器運行出現(xiàn)過多次問題,通過現(xiàn)場排查,發(fā)現(xiàn)有很多原因,下面主要總結(jié)運行中出現(xiàn)的問題及處理方法。以下錯誤信號用于對設(shè)備清洗模式運行進行監(jiān)控。出現(xiàn)以下錯誤信號后,第一反應(yīng)是通過DCS畫面“SystemOn”按鈕切除再投用,或就地操作面板上旋鈕開關(guān)RUN和STOP切換重啟一次,有些錯誤就不會再出現(xiàn)。如果還有錯誤,就需要根據(jù)以下說明來查找原因和解決方案。

3.1 系統(tǒng)運行問題

3.1.1 過度清洗

當程序計時30 min內(nèi),某組設(shè)備反沖洗了4次,就會出現(xiàn)過度清洗的報警。大部分情況下該錯誤由系統(tǒng)高壓差引起,有時由于多次點擊“手動沖洗”按鈕誤操作引起。出現(xiàn)過度反沖洗時,首先將現(xiàn)場操作面板上的旋鈕轉(zhuǎn)到STOP位置,然后再打回RUN,將錯誤清零重啟。然后通過修改參數(shù)設(shè)置來改進反沖洗效果。比如減少清洗間隔時間,增加反向清洗時間,減小壓差設(shè)定值,大部分情況下都能將錯誤消除。非常惡劣的工況是濾芯臟得太快需要清洗濾網(wǎng)。

3.1.2 初始位置丟失(Home Lost)

設(shè)備通電后,會自動找初始位置,正常過濾狀態(tài)下,設(shè)備一直處于初始位置,如果檢測不到初始位置,就會激活找初始位置程序,轉(zhuǎn)向閥旋轉(zhuǎn)尋找,直到找到為止。如果在設(shè)定的動作次數(shù)內(nèi)沒有找到初始位置,設(shè)備就會出現(xiàn)該報警。如果出現(xiàn)位置丟失,很有可能是轉(zhuǎn)向閥無法旋轉(zhuǎn),可能是接近開關(guān)松動或損壞,氣壓太低,轉(zhuǎn)向閥卡住或者電磁閥、鎖銷、執(zhí)行機構(gòu)故障等。鎖銷與滾筒輪之間的連接螺絲松動易造成脫節(jié)導(dǎo)致鎖銷故障。

3.1.3 初始位置卡?。℉ome Stuck)

清洗模式被激活后,轉(zhuǎn)向閥需要旋轉(zhuǎn)離開初始位置,當設(shè)定時間內(nèi)轉(zhuǎn)向閥始終停留在初始位置,就會出現(xiàn)該報警。原因可能是低氣壓,轉(zhuǎn)向閥卡住,電磁閥故障(排氣口堵塞)等。

3.1.4 濾筒位置丟失(Station Lost)

清洗模式下,轉(zhuǎn)向閥連續(xù)幾次清洗循環(huán)始終找不到濾筒位置就會報警。原因可能是接近開關(guān)松動或損壞,低氣壓,電磁閥或執(zhí)行機構(gòu)故障。

3.1.5 濾筒位置卡?。⊿tation Stuck)

清洗模式下,濾筒在設(shè)定時間內(nèi)無法轉(zhuǎn)動離開某濾筒位置就會報警。原因可能是轉(zhuǎn)向閥卡住,低氣壓或電磁閥、執(zhí)行機構(gòu)故障。

3.1.6 軸封處漏油問題

裝置開工之初轉(zhuǎn)向閥執(zhí)行機構(gòu)軸封處有漏油情況,上下轉(zhuǎn)向閥連接軸使石墨盤根壓緊密封,長時間磨損后需要再擰緊兩個壓緊螺栓。推薦3個月左右擰緊一次。具體磨損程度取決于設(shè)備清洗頻率。

3.2 處理方法

關(guān)于轉(zhuǎn)向閥卡住問題,可以通過以下步驟解決:將操作面板上的旋鈕轉(zhuǎn)到STOP位置,然后再打回RUN,重啟一下,看能否消除錯誤信號;現(xiàn)場關(guān)閉氣源幾秒后再打開;加大氣壓,嘗試通過增大氣壓轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向閥;旋轉(zhuǎn)電磁閥放空口絲堵,適當調(diào)節(jié)至合適位置。如果仍然不能轉(zhuǎn)動,就需要手動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向閥,先切斷氣源,將鎖銷氣缸桿撥回,松開執(zhí)行機構(gòu)上面的指示帽,通過扳手或管制鉗順時針旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)的伸出軸,有一點阻力屬于正?,F(xiàn)象(來自執(zhí)行機構(gòu)彈簧);如果還是無法檸動,就需要拆除上面的執(zhí)行機構(gòu),用扳手順時針扳動中間的黑色棘輪,不能用加力桿,否則會損壞連接軸。連續(xù)旋轉(zhuǎn)若干圈就能克服該問題。氣壓低可通過調(diào)節(jié)供風氣路上過濾減壓閥的旋鈕調(diào)大氣壓。

常見的電磁閥故障有電磁閥氣路堵、排氣口堵、電磁閥損壞等。經(jīng)疏通氣路或更換新的電磁閥可解決該問題。如果出現(xiàn)Home Lost或Station Lost問題,原因可能是接近開關(guān)損壞或松開,導(dǎo)致接近開關(guān)和下方的感應(yīng)手指間距變大,這時需要更換新的接近開關(guān)或者松開接近開關(guān),轉(zhuǎn)動微調(diào)接近開關(guān)和感應(yīng)手指盤的間距(推薦在1~2 mm)。

4 結(jié)語

在高溫減壓蠟油工況下應(yīng)用自動壓力變送器,由于其設(shè)備制造成熟,過濾精度高,自動化程度高,避免了設(shè)備結(jié)垢或堵塞,大大降低了反應(yīng)器催化劑失效的風險,減緩了反應(yīng)器壓降增長速度,提高了裝置經(jīng)濟效益,延長了裝置使用周期,具有很大的推廣意義。


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