張勝曹

摘 要：早期化工廠的設(shè)計中，普遍缺少對二次蒸汽的余熱回收，凝結(jié)水的多次使用，近幾年政府和工業(yè)園區(qū)對能量回收和環(huán)保處理越來越重視，該廠利用DCS改造契機(jī)，組織各車間專業(yè)人員共同探討熱量回收的可行性，從設(shè)備的設(shè)計、招投標(biāo)、采購、熱量和純水回收工藝流程方案設(shè)計、工藝控制方案設(shè)計、儀表閥門采購技術(shù)數(shù)據(jù)表等均進(jìn)行多次討論。該文主要是論述這次改造牽涉到的工藝方案設(shè)計、需要增加的設(shè)備數(shù)量、工藝流程圖、儀表控制輸入輸出點(diǎn)的類型、回路數(shù)統(tǒng)計、連鎖方案設(shè)計依據(jù)、控制方案的描述。

關(guān)鍵詞：蒸汽 余熱 凝結(jié)水 泵 液位 溫度 連鎖

中圖分類號：TK21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（c）-0074-02

該廠的蒸汽供熱系統(tǒng)設(shè)計安裝在上世紀(jì)90年代，該系統(tǒng)效率低下，水資源、能源浪費(fèi)嚴(yán)重，疏水閥后凝結(jié)水汽、脫離子熱水沒有回收利用，隨著2013年DCS的升級改造，根據(jù)企業(yè)實(shí)際，對蒸汽供熱系統(tǒng)進(jìn)行能量優(yōu)化，凝結(jié)水的回收回用，該工程作為2014年市級循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)“850”工程重點(diǎn)推廣項(xiàng)目之一，投用后三個月時間就回收投資成本。該文對工藝改造、新增設(shè)備僅作簡單介紹，主要介紹DCS控制的改造和實(shí)施。

1 改造后的工藝流程圖

見圖1。

2 改造介紹

2.1 改造背景

熱電廠送入該廠的是過熱蒸汽，改造前從汽包出來的低壓蒸汽溫度在200℃左右，直接送往用汽裝置，不利于后續(xù)生產(chǎn)裝置的換熱，同時過高的溫度對設(shè)備的密封也產(chǎn)生損害。

用汽裝置換熱后的蒸汽凝結(jié)水通過疏水閥排放到常壓罐（熱水儲罐）收集，大量的熱量沒有被收集，而且產(chǎn)生很多的廢水。洗澡用的高位熱水箱是用蒸汽加熱的。

這次改造新增設(shè)備：降溫增濕罐、儲汽缸、分汽包、閃蒸罐、溢流熱水罐、熱水箱、格柵池、生活水箱，新增泵：P507A、P507B、P508、P510、P511。

2.2 新增的儀表和閥門

模擬量輸出調(diào)節(jié)閥PV400、PV505、PV506、LV505；新增開關(guān)閥YY510；新增兩只浮球閥（一只控制加自來水，另一只控制進(jìn)格柵池水）；新增遠(yuǎn)傳變送器：PIT400、LI400、TI400、PIT505、LI505、TI506、TI507、LI506、LI507、TI510、LI510、TI511、TI508、LI508、TI509。

3 控制點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計

見表1。

4 各單元控制說明

4.1 汽包壓力控制

汽包上的壓力PIT400和進(jìn)汽控制閥PV400組成一個單回路控制，控制汽包壓力恒定，因?yàn)橛袝r熱電廠送達(dá)的蒸汽會間隙性升高到0.75 MPa（g），該廠使用的搪玻璃反應(yīng)釜使用壓力不允許超過0.6 MPa（g），雖然汽包上有安全閥保護(hù)，但安全閥的起跳會造成蒸汽的浪費(fèi)和后續(xù)生產(chǎn)因蒸汽壓力不穩(wěn)定而波動。

4.2 泵P507A開?？刂?/p>

汽包出來的蒸汽切線進(jìn)入降溫增濕罐，P507A出來的熱水管在減溫增濕罐內(nèi)裝有螺旋霧化噴頭，LI400和TI400信號均進(jìn)入DCS，P507A在DCS上可手動停。

手自動開關(guān)打在自動時：

LI400≥LI400HH或TI400≤TI400LL→聯(lián)鎖停P507A。

TI400LL

TI400LL

4.3 閃蒸罐液位控制

用汽裝置通過疏水閥排放的凝結(jié)水進(jìn)入閃蒸罐，閃蒸罐液位LI505和液位調(diào)節(jié)閥LV505組成一個單回路控制，控制閃蒸罐液位穩(wěn)定。

4.4 閃蒸罐壓力控制

分汽包上的壓力PIT505和PV505組成一個單回路控制，保證閃蒸壓力穩(wěn)定在0.13 MPa（g）；PIT505同時也和PV506組成一個單回路控制，但該回路的設(shè)定值在0.16 MPa（g），防止超壓，當(dāng)PIT505的壓力≥0.18 MPa（g）時，程序會自動把PV506切到手動，保持100%開度，PV506全開后會在DCS界面上出現(xiàn)一個彈出式報警。因較高的蒸汽溫度會破壞污水的生化處理。

4.5 閃蒸罐液位

原來的凝結(jié)水沒有經(jīng)過閃蒸罐直接進(jìn)了熱水儲罐，這次把LI506和TI506接到了DCS，TI506僅作顯示用，而LI506≤LI506LL時會自動鎖停P506

4.6 閃蒸罐液位

從熱水儲罐溢流出來的熱水進(jìn)入溢流熱水罐底部，LI507和TI507信號均進(jìn)入DCS，DCS可遠(yuǎn)程停P507B，TI508和LI508信號均進(jìn)現(xiàn)場控制柜，未進(jìn)DCS。生活水箱的液位由浮球閥自動控制，生活水箱的水采用自來水，通過水箱內(nèi)的換熱管和工藝熱水隔開（防止凝結(jié)水因上游設(shè)備故障被污染而對人員造成傷害）。P508由現(xiàn)場手動開?；蜃詣訒r由TI509控制。

4.6.1 溢流熱水罐液位聯(lián)鎖

LI507≤LI507LL→鎖停P507A和P507B。

4.6.2 溢流熱水泵聯(lián)鎖

TI508≤TI508L→自動開P507B。

TI508≥TI508H→自動停P507B。

LI508≤LI508LL→現(xiàn)場開關(guān)信號鎖停P508（手動也不能起動）。

LI508>LI508LL 且TI509≤TI509L→自動開P508。

LI508>LI508LL 且TI509≥TI509H→自動 停P508。

4.7 熱水箱液位溫度控制

從溢流熱水罐溢流出來的熱水進(jìn)入熱水箱底部，冬季伴熱水回到水箱上部，熱水箱設(shè)液位LI510和溫度TI510，溫度計安裝在水箱中部，兩個信號均進(jìn)入DCS，TI510顯示用，LI510起顯示和保護(hù)作用。

LI510≤LI510LL→鎖停P510（手動也不能起動）。

4.8 熱水最終利用和控制

熱水箱溢流的熱水一路進(jìn)格柵池冷卻，一路進(jìn)雨水溝，格柵池起冷卻水和儲存水的作用，當(dāng)格柵池水滿，浮球閥關(guān)，浮球閥帶有無源SPDT觸點(diǎn)，會命令YY510開（FO閥）；當(dāng)浮球閥因格柵池水位降低打開時，觸點(diǎn)信號給YY510，關(guān)YY510。

TI511≤TI511L→開P511。

TI511≥TI511H→停P511。

4.9 泵的控制

所有的泵都只能在現(xiàn)場開，除P508外，其它的5臺泵均可在DCS遠(yuǎn)程停止，DCS對這五臺泵的運(yùn)行趨勢自動記錄，所有新增進(jìn)DCS的信號也作趨勢記錄，聯(lián)鎖回路直接在DCS上實(shí)現(xiàn)，沒有安裝其它的緊急聯(lián)鎖系統(tǒng)。

5 結(jié)語

這次二次蒸汽和凝結(jié)水回收的綜合改造，除部分新增設(shè)備需外購?fù)?，工藝設(shè)計、設(shè)備設(shè)計和安裝、控制方案選擇、控制程序編制全部該廠人員自主力量完成，在連續(xù)運(yùn)行三個月后就收回投資成本，所取得的綜合效益非常巨大，其中獲得的經(jīng)驗(yàn)值得大力推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱國良，孫志明，鮑峰.DCS圖形化編程[M].杭州：浙江中控技術(shù)有限公司培訓(xùn)中心，2006.

[2] 中華人民共和國工業(yè)和信息化部.HG20592-2009.鋼制管法蘭標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3] 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司.化工工藝設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.