电厂蒸汽多点引入尿素装置的实现方法

蔡云兴

(大庆石化公司化肥厂)

电厂蒸汽多点引入尿素装置的实现方法

蔡云兴

(大庆石化公司化肥厂)

针对原压力调节串联回路存在的技术难题，提出在回路中增加MTL5042安全栅的解决方案，并对该方案进行了组态。改进后，在使用调点命令时系统能够显示出正确的电厂蒸汽流量值，保证了生产装置的安全、稳定、长周期运作。

蒸汽压力调节 尿素装置 安全栅

大庆石化公司化肥厂公用工程中，蒸汽系统引自热电厂高压蒸汽管网，从电厂来的高压蒸汽经过水汽车间的快锅处进入36界区，分两路分别去往合成装置和尿素装置。进入合成装置的蒸汽一部分通过中压蒸汽总管进入合成装置中压管网后，分别供给所有的中压透平作为动力蒸汽，另一部分进入一段转化炉作为工艺蒸汽。进入尿素装置的电厂蒸汽压力为4.04MPa，温度为385℃；该部分蒸汽共分3路进入尿素装置：第1路驱动CO2压缩机的蒸汽透平(流量FI904)，第2路是水解塔C-803用蒸汽(流量FI809)，第3路是高压甲胺泵P501用蒸汽(流量FI9100)。

在水汽车间快锅设备附近，电厂蒸汽总管设有超压调控阀PV2023，它可以把超压蒸汽放空。此外，还设有压力点PT2023、流量点FT2023和温度点TI2023。本次改造旨在将快锅处仪表点统一引入尿素装置DCS系统操作室内的仪表盘上进行显示和调节，达到既方便调度室、工艺车间对生产过程数据的掌握，又不影响装置平稳生产、优化生产操作的目的。

1 问题的提出

1.1 压力调节回路

4.50MPa的中压蒸汽自电厂进入水汽车间快锅处的蒸汽管网内，该管网处设有放空调节阀PV2023、流量表FT2023、压力点PT2023和温度点TI2023。正常生产过程中，通过快锅操作室室内盘装的二次表调节器来调节压力，当蒸汽超压时立即开阀放空，以保证蒸汽管网压力在指标范围内。由于没有控制系统，该回路采用就地串联方式构成，回路内串联一台LOGOSCREEN500记录仪(记录多点参数趋势)和一台YS150多功能调节器。YS150单回路多功能调节器是功能可选型的调节器，可以设定为单回路、串级和自动选择控制模式。LCD显示屏提供了4种模拟类型操作面板和方便的双回路显示，简单地按前面板键即可进行操作。标准配置趋势显示和CPU故障后备输出功能，能够将电厂蒸汽压力点直接引进YS150调节器。

1.2 技术难题

由于水汽车间快锅岗位即将取消，因此调度室决定将该处仪表就近引进尿素装置DCS系统中，从而通过APP将数据传递到信息管理网。这样一方面方便调度室掌握生产过程数据，另一方面可以让工艺车间及时了解电厂蒸汽工作状况。一旦电厂蒸汽波动，操作人员能及时采取应急措施，有利于生产过程的安全平稳运行。然而，如果将该串联回路直接引进DCS系统中，一旦发生机柜FTA端子板处进线端子松动或虚接、通道在带电运行中出现故障或人为误操作等事故，将导致现场来的温度、压力及流量等信号受到干扰，放空调节阀PV2023存在误动作全开风险，电厂蒸汽因放空而导致压力波动或快速下降，造成尿素二氧化碳压缩机波动或停车，进而影响合成、尿素装置的安全平稳生产，严重时将导致尿素装置停车。

2 解决方案

2.1 回路的改进

利用现有资源，在压力调节串联回路中增加MTL5042安全栅。PT2023新回路示意图如图1所示。通过将安全栅输入端串联入原回路以实现闭环调节，安全栅输出端作为尿素DCS数据来源接入FTA现场接线端子板后，通过电缆与IOP卡完成I/O信号的处理，从而实现在GUS操作站上的显示。同时，布线从快锅处引进尿素装置380线柜室内。此方案充分利用了安全栅隔离和信号传输功能，当其输入端作为闭环串联回路的一部分时，输出端不会影响回路的调节、指示等功能。

图1 PT2023新回路示意图

2.2 组态的实现

利用霍尼韦尔DCS系统分别组态流量FT2023、压力PT2023和温度TI2023，并组态一个常规PV(Regulartory PV,RPV)处理点FR2023放在流程图上作为显示点。RPV点提供对过程变量的进一步处理，通过选择相关PV处理算法，可完成输入变量选择、计算流量补偿及流量累加等功能[1,2]。每个RPV点必须至少定义一个输入连接，不能定义输出连接。由于FT2023的一次测量元件为孔板，为提高差压开方测得的流量信号精确度，必须选择相应的流量补偿公式对该流量信号进行温度、压力及重度等相关补偿。因此，FR2023选择全厂一体化解决方案(Total Plant Solution,TPS)提供的Flow Compensation流量补偿算法对流量信号FT2023进行PT2023、TI2023温压补偿，具体组态的实现过程以FR2023为例。

首先在工程师站Native Window主菜单上选择Network Interface Module[1]，然后选择Process Point Building，从接下来的画面中选择RPV点，进入RPV点组态画面。在组态画面中的TAG NAME处输入点名FR2023，过程设备类型(NODE TYPE)处选择HPM，点的形式(POINT FORM)选择FULL全点，然后依次填写单元名(UNIT ID)、UCN网络号(NETWORK NUMBER)、HPM地址(NODE NUMBER)、I/O卡件号(MODULE NUMBER)及槽号(SLOT NUMBER)等相关信息，在PV ALGORITHM处选择FLOWCOMP(流量补偿)。接着，填写PV值的量程上下限、高低报警值、PV源选项等常规组态信息，在输入点连接(INPUT CONNECTIONS)处输入FT2023.PV、PT2023.PV和TI2023.PV。最后设置PV值的报警优先级、报警允许状态等组态信息，回车并下装，激活操作。该RPV点FR2023在使用调点命令时就能显示出正确的电厂蒸汽流量值[3]。

3 结束语

电厂蒸汽多点引入尿素装置TPS系统中后，新增了流程图各点显示、历史趋势显示及报警显示等多项功能，方便了操作员和调度室对电厂蒸汽使用情况的及时掌握，从技术上提升了装置的安全可靠性，有利于生产装置的安全、稳定、长周期运作。

[1] 程春.分子筛装置DCS问题分析与改造[J].化工自动化及仪表,2013,40(10):1317～1319.

[2] 赖红娇.关于DCS冗余配置方案的探讨[J].石油化工自动化,2015,51(1): 67～69.

[3] 田锋.Honeywell TPS系统分程控制的组态[J].化工自动化及仪表,2015,42(3):355～356.

蔡云兴(1978-)，工程师，从事仪表管理工作，13836981852@139.com。

TH862+.6

B

1000-3932(2017)05-0519-02

2016-11-21，

2016-12-30)