羅匡民

[摘 要]目前故障現(xiàn)象為控制室內(nèi)安全柵柜或卡件柜柜門打開時(shí)氣分裝置操作人員反應(yīng)溫度測量信號會(huì)有波動(dòng)，幅度在2℃左右。由于精餾工藝對溫度要求精準(zhǔn)，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，操作人員認(rèn)為波動(dòng)是無法接受的。

[關(guān)鍵詞]氣分，塔頂溫度，熱偶，安全柵

中圖分類號：TE624.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-914X（2017）35-0076-01

1、裝置簡介

蘭州石化公司40萬噸/年氣體分餾裝置由中石化北京設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)處理量為40萬噸/年，年加工時(shí)數(shù)為8400小時(shí)，2001年10月動(dòng)工建設(shè)，2003年7月1日投產(chǎn)。原料為氣體精制裝置脫硫后的液態(tài)烴，是300萬噸/年重油催化裂化裝置聯(lián)合配套裝置?？刂葡到y(tǒng)采用EMERSON公司的DeltaV系統(tǒng)。

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

1.1.1、采用七塔精餾工藝技術(shù)，比傳統(tǒng)六塔多了一個(gè)脫異丁烷塔，進(jìn)一步把異丁烷和異丁烯分開。

1.1.2、所需熱源主要以300萬噸/年重油催化裂化裝置輸出的低溫?zé)崴疄橹?，?.0MPa蒸汽通過換熱水加熱器E-513輔助加熱至給定溫度，合理地與300萬噸/年重油催化裂化裝置進(jìn)行了熱聯(lián)合，降低了裝置的能耗。

1.2 工藝原理

裝置主要采用精餾原理對液態(tài)烴進(jìn)行分離，得到丙烷、丙烯、異丁烯、丁烯-2產(chǎn)品。精餾原理是利用液態(tài)烴中各組分揮發(fā)能力的差異，通過液相和氣相的回流，使氣、液兩相逆向多級接觸，在熱能驅(qū)動(dòng)和相平衡關(guān)系的約束下，使得易揮發(fā)組分（輕組分）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，氣相中輕組分濃度增高，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移，液相中難揮發(fā)組分的濃度增高，使液態(tài)烴得到分離。

2、存在的故障問題

40萬噸/年氣分裝置主要采用六塔（T501-T506）精餾原理對液態(tài)烴進(jìn)行分離，塔頂溫度要求穩(wěn)定。目前故障現(xiàn)象為控制室內(nèi)安全柵柜或卡件柜柜門打開時(shí)氣分裝置操作人員反應(yīng)溫度測量信號會(huì)有波動(dòng)，幅度在2℃左右。此問題維護(hù)人員也曾咨詢過艾默生廠家，廠家回復(fù)以TC卡的精度要求1℃的波動(dòng)屬于正常。并告知一種方法降低波動(dòng)，我們將部分TC卡件的備用第八通道短接，利用第八通道在系統(tǒng)做冷端補(bǔ)償，其效果并不明顯。

2.1 問題分析

此檢測過程由現(xiàn)場熱偶溫度計(jì)、補(bǔ)償導(dǎo)線、安全柵、控制卡件及上位顯示組成一個(gè)測量回路，如圖1：

2.1.1、現(xiàn)場變送器部分

1）、測量回路中現(xiàn)場采用E型熱電偶，熱電偶的檢測原理如下：

將兩種不同的金屬導(dǎo)體焊接在一起，構(gòu)成閉合回路，如在焊接端（即測量端）加熱產(chǎn)生溫差，則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢，此種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)（Seebeck-effect）。如將另一端（即參考端）溫度保持一定（一般為0℃），那么回路的熱電動(dòng)勢則變成測量端溫度的單值函數(shù)。這種以測量熱電動(dòng)勢的方法來測量溫度的元件，即兩種成對的金屬導(dǎo)體，稱為熱電偶。

熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢，其大小僅與熱電極材料及兩端溫差有關(guān)，與熱電極長度、直徑無關(guān)。熱電偶工作原理圖（圖2）

2）、熱電偶同其它種溫度計(jì)相比具有如下特點(diǎn)：

a、優(yōu)點(diǎn)·熱電偶可將溫度量轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行檢測，對于溫度的測量、控制，以及對溫度信號的放大、變換等都很方便，·結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，·價(jià)格便宜，·惰性小，·準(zhǔn)確度高，·測溫范圍廣，·能適應(yīng)各種測量對象的要求（特定部位或狹小場所），如點(diǎn)溫和面溫的測量，·適于遠(yuǎn)距離測量和控制。

b、缺點(diǎn)·測量準(zhǔn)確度難以超過0.2℃，·必須有參考端，并且溫度要保持恒定?！ぴ诟邷鼗蜷L期使用時(shí)，因受被測介質(zhì)影響或氣氛腐蝕作用（如氧化、還原）等而發(fā)生劣化。

3）、熱電偶的應(yīng)用：

采用雙金屬溫度計(jì)引與熱電偶/熱電阻一體的方式，既滿足現(xiàn)場測溫需求，亦滿足遠(yuǎn)距離傳輸需求，可以直接測量各種生產(chǎn)過程中的-80-+500℃范圍內(nèi)液體、蒸氣和氣體介質(zhì)以及固體表面測溫。

用途：用于測量各種溫度物體，測量范圍極大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酒精、水銀溫度計(jì)。它適用于煉鋼爐、煉焦?fàn)t等高溫地區(qū)，也可測量液態(tài)氫、液態(tài)氮等低溫物體。

2.1.2、安全區(qū)域變送部分

安全區(qū)域變送部分采用的是MTL5081隔離安全柵，現(xiàn)對MTL安全柵做一介紹：

1）、MTL公司簡介

MTL公司成立于1971年，總部設(shè)在英國倫敦。MTL儀器儀表公司是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。MTL產(chǎn)品在質(zhì)量、可靠性和安全性方面已經(jīng)成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并獲得世界上許多權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。

2）、MTL5000系列安全柵特點(diǎn)

a、導(dǎo)軌安裝，方便緊湊。

b、輸入、輸出、電源回路三者完全隔離。

c、采用集成電路和表面封裝技術(shù)，提高了安全柵的精度。

d、安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)接線采用插入式接線塊，接線方便。

e、無本安接地要求，允許危險(xiǎn)區(qū)電路浮空或任意一點(diǎn)接地。

f、所有安全柵均帶有電源指示燈。

g、功能全面，5000系列分為：MTL5014/5018開關(guān)量輸入安全柵、MTL5021/5022開關(guān)量輸出安全柵、MTL5031振動(dòng)位移傳感器輸入安全柵、MTL5032脈沖量輸入安全柵 、MTL5041/5042模擬量輸入安全柵、 MTL5043/5045/5046模擬量輸出安全柵、MTL5074熱電偶輸入安全柵、MTL5081毫伏輸入安全柵、MTL5082熱電阻輸入安全柵。

3）、此次測量回路中采用的是MTL5081毫伏輸入安全柵，此安全柵輸入為毫伏信號，輸出也為毫伏信號，輸入、輸出接線必須采用相應(yīng)的補(bǔ)償導(dǎo)線連接，并與Deltav系統(tǒng)中毫伏卡件配套使用。

2.1.3、控制系統(tǒng)通訊部分

40萬噸/年氣分裝置控制系統(tǒng)采用艾默生公司的Deltav控制系統(tǒng)。

此控制系統(tǒng)硬件由底板、卡件、通訊線纜等組成，其中卡件種類眾多，功能強(qiáng)大，分為：電源卡Power Supply、控制器Controller，模擬了輸入卡AI、模擬量輸出卡AO、數(shù)字量輸入卡DI、數(shù)字量輸出卡DO、熱電阻卡RTD、溫度卡TC、毫伏卡MVolt、通訊卡等，安裝后如圖3：

3、故障處理過程

1）、改進(jìn)措施

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況制定測試方法：將T5114、T5157等共十個(gè)溫度測量回路的毫伏隔離柵MTL5081更換為補(bǔ)償端子的溫度變送安全柵MTL5074同時(shí)將原有的溫度TC卡更換為模擬量輸入卡AI，并將原溫度補(bǔ)償線跟換為普通信號線，在此次大檢修中對上述十個(gè)回路進(jìn)行更換及鋪設(shè)線纜。

2）組態(tài)變更

在系統(tǒng)中對新的AI卡件進(jìn)行組態(tài)，并修改相應(yīng)連接，是上位顯示正常。

結(jié)束語

在此次故障中發(fā)現(xiàn)毫伏安全柵需要補(bǔ)償導(dǎo)線連接，在安全柵處受溫度影響較大，改進(jìn)后至今溫度無以往的故障波動(dòng)現(xiàn)象，不僅對對裝置的平穩(wěn)運(yùn)行及工藝操作有了顯著改善，對今后的日常維護(hù)也大有改善。

參考文獻(xiàn)

[1] MTL安全柵使用說明書.