屈建奎　柯超

摘要：PK101系統(tǒng)是環(huán)管聚丙烯裝置的催化劑計(jì)量單元，用于準(zhǔn)確計(jì)量聚合生產(chǎn)所需的催化劑用量。PK101系統(tǒng)的程序邏輯關(guān)系復(fù)雜，且操作頻繁，操作難度大，操作中容易出現(xiàn)失誤。極易因操作失誤導(dǎo)致裝置非計(jì)劃停工，聚合裝置已因?yàn)镻K101操作失誤導(dǎo)致裝置多次停工。本文總結(jié)了PK101系統(tǒng)易引起誤操作的原因，就如何運(yùn)行好PK101系統(tǒng)進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：聚丙烯;控制;操作;催化劑計(jì)量;對(duì)策

1、前言

我廠10萬噸/年聚丙烯裝置采用雙環(huán)管全液相本體聚合工藝。PK101系統(tǒng)作為裝置的催化劑計(jì)量單元，采用機(jī)-電-液-氣共同控制的方式。其程序邏輯關(guān)系復(fù)雜，操作難度大，容易操作失誤而引起催化劑加入量的波動(dòng)，輕則堵塞管線，重則引起環(huán)管暴聚。在近幾年聚合由于操作失誤造成多次非計(jì)劃停工，在公司造成不良影響。

2、PK101控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 PK101系統(tǒng)的組成：

包括2個(gè)催化劑注入器D108A/B，2臺(tái)催化劑計(jì)量泵P108A/B，1個(gè)四通閥HV141（簡(jiǎn)稱V1），1個(gè)三通閥HV145（簡(jiǎn)稱V4），8個(gè)不銹鋼球閥HV142A1和HV142A2（簡(jiǎn)稱V2A）、HV143A1和HV143A2（簡(jiǎn)稱V3A）、HV142B1和HV142B2（簡(jiǎn)稱V2B）、HV143B1和HV143B2（簡(jiǎn)稱V3B），2臺(tái)增壓油泵P107A/B，一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作柜和控制儀表、開關(guān)、按鈕若干。

2.2 PK101系統(tǒng)的工作過程

催化劑注入器D108A/B是內(nèi)部帶有一個(gè)活塞的圓筒型容器，活塞上部充入液壓油推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞下部接收和輸送催化劑。

生產(chǎn)運(yùn)行過程中，D108A/B接收來自催化劑分散罐D(zhuǎn)106的膏狀催化劑進(jìn)行充料。充料完畢后，為防止出現(xiàn)催化劑沉降、催化劑顆粒分布不均勻的現(xiàn)象，還需進(jìn)行自D108A/B向D106的倒料操作，通過增壓油泵？P107A/B向D108A/B活塞上部充入液壓油將催化劑重新壓回至D106。倒料后，再次將D108A/B充填并加壓備用。出料時(shí)，通過催化劑計(jì)量泵P108A/B向D108A/B活塞上部充入計(jì)量油推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的方式，將膏狀催化劑定量地壓送至聚合反應(yīng)單元。生產(chǎn)中D108A/B交替使用，以保證催化劑的輸送連續(xù)進(jìn)行。

不同工作狀態(tài)下各閥門的動(dòng)作狀態(tài)如表1所示。

表1.PK101系統(tǒng)相關(guān)閥門動(dòng)作說明

注：“? ? ?”表示液壓油自P108A/B進(jìn)D108A ，出D108B至D107;“O”表示液壓油自P108A/B進(jìn)D108B，出D108A至D107?！凹訅骸北硎驹鰤河妥訮107A/B經(jīng)HV145進(jìn)入D108A/B;“卸壓”表示增壓油自D108A/B經(jīng)HV145進(jìn)入D107。

2.3 PK101系統(tǒng)的特點(diǎn)

PK101系統(tǒng)是環(huán)管聚丙烯裝置中的事故多發(fā)一個(gè)部位。其控制程序邏輯關(guān)系復(fù)雜、操作難度大，操作不當(dāng)容易引起設(shè)備及管線堵塞，甚至造成停車和環(huán)管暴聚。PK101系統(tǒng)的操作在現(xiàn)場(chǎng)操作面板上進(jìn)行，面板上操作按鈕和選擇開關(guān)多達(dá)25個(gè)，有自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，易按錯(cuò)按鈕，導(dǎo)致事故發(fā)生。另外，PK101系統(tǒng)的日常操作頻繁（一般每天需對(duì)D108充填、倒料、切換各兩次），易使操作人員思想麻痹造成誤操作。

3 、生產(chǎn)中常見事故分析

根據(jù)國(guó)內(nèi)同類裝置運(yùn)行狀況和兄弟單位的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)分析，造成PK101系統(tǒng)運(yùn)行事故的原因有以下幾個(gè)方面：

（1）D108A/B切換時(shí)操作不當(dāng)，使正投用的D108A/B突然卸壓，造成丙烯從FV204以及預(yù)聚物料從R200倒竄進(jìn)入Z203、D201，再進(jìn)入催化劑注入管線，造成D20l及周圍物料管線堵塞。

（2）PK101系統(tǒng)有氣泡（如D108頂部、催化劑管線及P108泵體內(nèi)）會(huì)造成P108A/B出口壓力波動(dòng)大、催化劑出料不上量。

（3）P108A/B沖程漂移，過多地加入催化劑造成反應(yīng)失控而停車。

（4）因?yàn)榫o張或用量不夠等因素，操作盤的按鈕并沒有被按到位，閥門并未動(dòng)作造成事故。

4、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及改進(jìn)措施

4.1操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）不允許V2A和V3A（V2B和V3B）同時(shí)打開，即不允許D108A或D108B的進(jìn)口閥和出口閥同時(shí)打開。

（2）不允許V2A和V2B（V3A和V3B）同時(shí)打開，即不允許D108A和D108B的進(jìn)口閥或出口閥同時(shí)打開。

（3）V1換向必須在V3A和V3B全部關(guān)閉時(shí)進(jìn)行

（4）三通閥V4應(yīng)跟隨進(jìn)料閥V2動(dòng)作，即開V2時(shí)V4應(yīng)指向泄壓，關(guān)V2時(shí)V4應(yīng)指向加壓。

（5）PK10l的操作必須嚴(yán)格按照操作法，而且實(shí)施雙崗操作，每一步必須一個(gè)人操作，另一個(gè)人隨之確認(rèn)，若萬一不當(dāng)，隨即糾正，迅即采取補(bǔ)救措施以消除故障。

4.2改造思路

實(shí)施思路一：

在PLC原程序上增加手動(dòng)操作邏輯連鎖條件，控制面板按鈕需從新連線至PLC，然后通過PLC進(jìn)行控制操作。此法需修改原邏輯程序?qū)ψ詣?dòng)造成影響，當(dāng)PLC故障狀態(tài)時(shí)造成設(shè)備無法進(jìn)行操作存在很大安全隱患。原設(shè)計(jì)自動(dòng)狀態(tài)無法工作時(shí)切換硬手動(dòng)操作互不影響。

實(shí)施思路二：

保持原設(shè)計(jì)思路不修改PLC自動(dòng)控制邏輯，在硬手動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行繼電器控制，控制邏輯采用硬接線邏輯，繼電器控制是傳統(tǒng)的控制方式，即通過常規(guī)接線直接用控制元件（如按鈕、旋鈕、信號(hào)等）驅(qū)動(dòng)最終設(shè)備。利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合成控制邏輯。當(dāng)PLC故障無法進(jìn)行自動(dòng)操作時(shí)，手動(dòng)操作仍可繼續(xù)安全操作。

變更前：

在手動(dòng)模式下充料閥V2A、V2B、出料閥V3A、V3B、四通轉(zhuǎn)向閥V1、三通轉(zhuǎn)向閥V4，可自由開關(guān)操作。按鈕無狀態(tài)顯示，操作完后不清楚閥門是否開關(guān)到位。

變更后：

（1）將手動(dòng)操作分為兩大區(qū)域，及催化劑計(jì)量出料區(qū)和催化劑充料區(qū)，這樣減少誤操作。

（2）將原操作面板上的手動(dòng)閥門旋鈕開和關(guān)分解成單體按鈕，并使按鈕帶閥門狀態(tài)反饋燈，可清楚顯示操作。

（3）在手動(dòng)模式下V2A、V2B、V3A、V3B、V1、V4閥增加邏輯連鎖條件，一但條件不能滿足，操作面板不能使V2A、V2B、V3A、V3B、V1閥自由開關(guān)。

4.3改造方案

1. 將原操作面板上的閥門旋鈕開關(guān)更換成帶反饋燈的按鈕

2. 在原面板上重新布局開孔，使手動(dòng)操作閥門開關(guān)按鈕布局更加合理。

3. 這樣布局后，更加直觀的提示操作人員按照流程開啟關(guān)閉閥門的順序。

4. 重新布線，將閥門的反饋信號(hào)接入新增的帶燈按鈕相應(yīng)端子上。

5. 將下級(jí)閥門按鈕的指令點(diǎn)（常開節(jié)點(diǎn)），串聯(lián)上級(jí)閥門反饋繼電器開點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)只有上級(jí)閥門動(dòng)作后，才允許下級(jí)閥門指令動(dòng)作

4.4改造效果

系統(tǒng)升級(jí)后，實(shí)現(xiàn)了閥門只能按照順序操作，并配有狀態(tài)指示燈，上一級(jí)閥門正確動(dòng)作后，下級(jí)閥門才能操作。并且V2A與V3A實(shí)現(xiàn)互鎖，V2B與V3B實(shí)現(xiàn)互鎖，避免了聚合裝置已因?yàn)镻K101操作失誤導(dǎo)致裝置停工。

5結(jié)語

用于催化劑計(jì)量的PK101系統(tǒng)是環(huán)管聚丙烯裝置操作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。清楚PK101系統(tǒng)易引起誤操作的原因，理清控制程序的邏輯關(guān)系是運(yùn)行好PK101系統(tǒng)的重要前提，也是環(huán)管聚丙烯裝置“開得順、穩(wěn)得住、長(zhǎng)周期運(yùn)行”的重要保障。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：延安煉油廠（電儀車間））