采用DCS技術(shù)改進(jìn)尿塔超壓聯(lián)鎖跳車裝置

(安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽 臨泉 236400)

目前，國內(nèi)水溶液全循環(huán)法尿素裝置合成塔壓力控制都是靠合成塔出口壓力調(diào)節(jié)閥(PV-204)開度來控制的。我公司1996年上馬的水溶液全循環(huán)法尿素裝置總控崗位DCS操作界面只能監(jiān)控合成塔壓力，不能夠?qū)崿F(xiàn)合成塔超壓自動控制CO2壓縮機和一甲泵及液氨泵的緊停，也不能發(fā)出區(qū)別于其他報警的特殊信號，只能靠操作人員觀察實時數(shù)據(jù)來判斷，然后再決定是否手動按緊急停車銨鈕。這樣，明顯給操作上帶來被動。為此，我們結(jié)合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)及顯示技術(shù)，監(jiān)視CO2壓縮機和高壓泵的運行狀態(tài)并能自動實現(xiàn)緊急情況下緊停運轉(zhuǎn)設(shè)備的功能。利用DCS系統(tǒng)的快速處理數(shù)據(jù)能力，結(jié)合用戶設(shè)定的上限報警參數(shù)值對合成塔壓力是否異常及故障類別進(jìn)行正確判斷和處理，以保證合成塔的安全穩(wěn)定運行，并通過操作界面顯示的不同顏色指示發(fā)出報警信息，且達(dá)到危險狀態(tài)時自動觸發(fā)安全聯(lián)鎖，確保人員和設(shè)備的安全。

針對我公司1#水溶液全循環(huán)法尿素裝置儀表的運行狀況，為確保合成塔系統(tǒng)各參數(shù)的顯示準(zhǔn)確及時、報警顯示醒目，調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，超壓自動停CO2壓縮機及各高壓泵，我們經(jīng)過探討論證，隨后又與生產(chǎn)廠家溝通，并借鑒兄弟單位的經(jīng)驗，結(jié)合我公司的實際情況，決定從幾個方面對合成塔壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)簡介如下。

1 超壓聯(lián)鎖設(shè)置的目的

其目的是最大限度地保證人員和設(shè)備的安全，為操作人員設(shè)置的最后一道安全防線。我們?nèi)『铣伤到y(tǒng)壓力檢測的數(shù)據(jù)作為安全聯(lián)鎖系統(tǒng)輸入值，利用DCS系統(tǒng)自身的資源用程序進(jìn)行組態(tài)，當(dāng)合成塔壓力達(dá)到20 MPa時觸發(fā)第一次報警程序，使操作畫面上合成塔的顏色變黃，這時操作人員如能及時發(fā)現(xiàn)并采取措施，即能控制住合成塔壓力不再繼續(xù)上漲——這也是我們所期望的。如果操作人員不能及時發(fā)現(xiàn)或不能控制合成塔壓力，則合成塔壓力將繼續(xù)上漲，至22.0 MPa時觸發(fā)第二次報警程序，使操作畫面上合成塔顏色變紅，同時觸發(fā)DCS系統(tǒng)開關(guān)量輸出卡使其觸點閉合，并發(fā)訊輸出，使與合成塔對應(yīng)的幾組繼電器相應(yīng)動作，致使CO2壓縮機、液氨泵、一甲泵跳閘回路接通，各運行設(shè)備自動緊停，從而保證合成塔運行在操作條件下，更重要的是保證人員和設(shè)備的安全。

2 控制儀表的改進(jìn)

2.1 儀表空氣系統(tǒng)的改進(jìn)

針對儀表空氣帶水、氣量不夠等外界原因造成的氣源氣壓低，致使PV-204調(diào)節(jié)閥不能開啟或動作緩慢或儀表空氣中斷閥門關(guān)閉的情況(PV-204調(diào)節(jié)閥為氣開閥，無儀表空氣情況下關(guān)閉)，我們將儀表空氣管由φ6 mm改為φ14 mm，以保證氣量，確保PV-204調(diào)節(jié)閥動作及時迅速；為了防止PV-204調(diào)節(jié)閥因儀表空氣中斷關(guān)閉而造成合成塔超壓，我們用手輪對PV-204調(diào)節(jié)閥進(jìn)行機械限位，確保儀表空氣壓力異常的情況下調(diào)節(jié)閥不致立即關(guān)閉。

2.2 調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)的調(diào)整

調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)過大，調(diào)節(jié)閥開度相對就會變小，小開度會造成調(diào)節(jié)品質(zhì)下降，不利于自動控制的實現(xiàn)，給生產(chǎn)穩(wěn)定帶來不利因素。為此，我們與調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家技術(shù)人員進(jìn)行進(jìn)一步溝通，經(jīng)過理論計算，最終把調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)由原來的24調(diào)整為20，調(diào)節(jié)閥開度由原來的20%～30%變?yōu)楝F(xiàn)在的40%～50%，由此提高了調(diào)節(jié)品質(zhì)，更有利于合成塔壓力的自動調(diào)節(jié)。

2.3 檢測儀表的改進(jìn)

超溫、超壓、爆炸三者之間存在必然的聯(lián)系，一旦合成塔超溫勢必會造成壓力的升高。合成塔塔頂、塔底溫度檢測元件原為熱電偶，由于其校驗過程復(fù)雜，且受環(huán)境溫度影響較大，給儀表工校驗及準(zhǔn)確判斷帶來一定難度。為了避免指示有偏差，且不易判斷測溫誤差的現(xiàn)狀，我們將熱電偶檢測方式改為熱電阻檢測方式，因熱電阻本身受環(huán)境溫度影響較小，且方便儀表工校驗，極易判斷顯示的溫度準(zhǔn)確與否，為操作人員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2.4 報警方式的改進(jìn)

尿素裝置由于儀表檢測點較多，而且報警形式單一，操作人員有時不能及時發(fā)現(xiàn)合成塔壓力高報警，這就對操作人員的人身安全及設(shè)備安全構(gòu)成極大威脅。為此，我們把報警方式的改進(jìn)作為一個重要的工作來做，由原先的壓力高只是在操作畫面上所顯示壓力實時參數(shù)時變紅改為整個合成塔顏色的變化：正常狀態(tài)——合成塔變成黃色——合成塔變成紅色后觸發(fā)超壓聯(lián)鎖。

3 結(jié) 語

合成塔超壓聯(lián)鎖投運后，如果操作人員不能及時控制合成塔超壓，在壓力繼續(xù)升高的情況下合成塔顏色變?yōu)槲ｋU顏色紅色時，安全聯(lián)鎖裝置動作——CO2壓縮機、一甲泵、液氨泵緊停，確保合成塔運行在安全狀態(tài)下，使系統(tǒng)達(dá)到本質(zhì)安全，保證人員和設(shè)備的安全。此項改造成功實施后，我們又將DCS技術(shù)運用于CO2壓縮機，實行遠(yuǎn)距離操作，減少壓縮機噪聲對操作人員的傷害，真正實現(xiàn)了人機分離。