王俊杰

(中韓(武漢)石油化工有限公司)

基于HORIZONE氣相法反應(yīng)器下料程序優(yōu)化①

王俊杰

(中韓(武漢)石油化工有限公司)

介紹某聚丙烯(JPP)裝置因下料系統(tǒng)中氣鎖器料位儀表故障，致使氣鎖器發(fā)生爆聚，導(dǎo)致裝置停工處理的事故經(jīng)過，以及針對此次事故對程序做出的優(yōu)化和修改，及其優(yōu)化后的效果。

核料位儀表 程序優(yōu)化 聚丙烯(JPP)裝置 氣鎖器 爆聚

中韓(武漢)石油化工有限公司聚丙烯(JPP)裝置采用HORIZONE氣相法聚丙烯工藝技術(shù)。其反應(yīng)器R201、R251之間采用3組氣鎖器隔離。此外，氣鎖器還參與反應(yīng)器R201的下料控制。在氣鎖器下料控制中，進出料主要分別依據(jù)氣鎖器進料時間和料位。

2016-11-20 00：28：13氣鎖器D243放射性核料位計LT24032出現(xiàn)壞值，導(dǎo)致下料順控UK201C處于等待狀態(tài)。00：35：21工藝手動停止順控UK201C。00：41：36對LT24032給假值20%，00：42：08再次啟動順控UK201C；00：43：25排料程序執(zhí)行，隨后氣鎖器D243溫度TI24031急劇升高；00：43：49停止順控UK201C，通過手動加壓排料，氣鎖器料位沒有變化，確認氣鎖器已發(fā)生爆聚，隨后裝置停工處理。筆者針對該設(shè)計缺陷，從自控方面進行改進優(yōu)化。

1 順控及其關(guān)鍵步序

中韓(武漢)石油化工有限公司聚丙烯(JPP)裝置的第一反應(yīng)器R201與第二反應(yīng)器R251之間有3組氣鎖器(圖1)，氣鎖器運行流程如圖2所示。

3組氣鎖器可以同時啟動或者啟動其中的任意一組，由工藝操作人員依據(jù)需要啟動順控。順控的關(guān)鍵步序閥位如下：

a. 等待。UV24032打開，UV24031關(guān)閉，UV24034關(guān)閉；UV24033關(guān)閉；UV24036關(guān)閉；UV24035關(guān)閉；FC24032手動，MV=0%。

圖1 R201與R251之間順控部件示意圖

圖2 氣鎖器運行流程

b. 收料。打開UV24031，其他閥門保持不變。收料完成標識——收料時間到(反應(yīng)器R201料位測量值PV和設(shè)定值SP的偏差賦值)或氣鎖器D243料位計LT24031高報(大于70%)。

c. 反吹。關(guān)閉UV24031，打開UV24034，F(xiàn)V24032MV=80%，吹掃30s后，進入排料步序。

d. 排料。關(guān)閉UV24032、關(guān)閉UV24034、打開UV24033，F(xiàn)V24032手動模式，MV=50%；打開UV24036、5s后打開UV24035；當(dāng)氣鎖器D243料位計LT24032料位低報(低于40%)或循環(huán)時間到(180s)，則排料完成，順控進入等待狀態(tài)，繼續(xù)下一個循環(huán)。

2 事故原因分析

通過查看事件記錄，00∶28∶11程序已執(zhí)行排料步序。排料完成條件判斷邏輯如圖3所示。其中，邏輯通路①因LT24032出現(xiàn)壞值，導(dǎo)致程序無法進行比較，條件不成立；邏輯通路②雖然時間到，但是由于LT24032 為壞值無法比較，即使時間到，邏輯條件“與”不成立，程序也無法進入下一步序，長期處于該閥位可能會導(dǎo)致第二反應(yīng)器R251中的乙烯反竄至第一反應(yīng)器R201。

圖3 排料完成條件判斷邏輯

程序進入排料步序，條件判斷LT24032料位是否小于40%或料位不低于40%且程序循環(huán)時間TMA04到；當(dāng)條件滿足后，進入下一步序，關(guān)閉閥門UV24033、UV24035。

因在啟動順控前，對LT24032已經(jīng)給假值20%，故判斷條件LT24032料位是否小于40%成立。等待時間TMA06為0s，導(dǎo)致UV24035和UV24036打開的瞬間立即關(guān)閉(圖4中LT24031凸點)，程序直接由排料進入等待，使得氣鎖器中的物料沒有排出，繼續(xù)在氣鎖器中反應(yīng)，導(dǎo)致溫度急劇上升(圖4中TI24031)發(fā)生爆聚。

圖4 氣鎖器D243相關(guān)部分趨勢截圖

3 程序優(yōu)化方案

針對此次氣鎖器爆聚事故，將下料程序進行優(yōu)化的方案為：

a. 方案一。當(dāng)液位計LT24032出現(xiàn)壞值時，由程序自動賦正常值，讓程序可以以時間為控制參考依據(jù)進行控制(圖5)；并發(fā)出高級別報警提醒，由工藝人員通知儀表專業(yè)處理。該方案的可執(zhí)行性強，前期該儀表維修時通過手動賦值50%程序能夠正常運行。相當(dāng)于前期已經(jīng)通過驗證。風(fēng)險是當(dāng)儀表發(fā)生故障時，如果輸出不是壞值，而是0～100%區(qū)間中的任一定值，假設(shè)當(dāng)儀表出現(xiàn)故障后，且在某一固定值(假定該值為n)時不再改變，則當(dāng)n>40%時順控會以時間為依據(jù)進行控制，短期不會對生產(chǎn)造成影響，但可能存在二反R251中的乙烯氣體反竄入R201；當(dāng)n<

圖5 自動賦值優(yōu)化程序

40%，程序運行至排料步序后，馬上會對排料是否完成進行判斷，而判斷依據(jù)就是料位低報(即低于40%)，故而剛執(zhí)行到排料程序時就終止排料程序，導(dǎo)致氣鎖器內(nèi)粉料無法排出，致使氣鎖器內(nèi)的粉料繼續(xù)反應(yīng)，堵塞氣鎖器。

b. 方案二。將下料順控“排料”步序完成邏輯條件優(yōu)化為“料位低報”或“時間到”，邏輯關(guān)系“與”更改為“或”?？杀苊鈮闹禑o法參與比較的弊端。

c. 方案三。當(dāng)輸入通道出現(xiàn)壞值時，將通道輸出設(shè)置更改為保持最后一個有效值。該方案的優(yōu)點是變更量少、修改簡單且容易實現(xiàn)。缺點是當(dāng)儀表出現(xiàn)故障時不易發(fā)現(xiàn)，不利于故障出現(xiàn)后問題的處理。

針對以上3種方案，經(jīng)技術(shù)管理部討論后決定采用方案一，當(dāng)儀表出現(xiàn)壞值時，由程序給定50%料位，并發(fā)出高級別報警，由工藝人員通知儀表專業(yè)緊急處理。

王俊杰(1987-)，技術(shù)員，從事聚丙烯裝置儀表專業(yè)日常管理及維護工作，junjie709@126.com。

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1000-3932(2017)12-1170-03

4 結(jié)束語

在裝置停工檢修期間，對邏輯進行優(yōu)化修改并下裝，測試正常。經(jīng)過此次程序優(yōu)化，再未出現(xiàn)同類故障引發(fā)的裝置生產(chǎn)波動和事故。

化工生產(chǎn)中，現(xiàn)場有很多不可預(yù)知的突發(fā)故障和潛在隱患，只有對每個隱患進行深入排查，合理地對控制方案進行完善優(yōu)化，方能使企業(yè)利潤最大化，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。

2017-08-02，

2017-10-18)