摘?要：大慶煉化公司新增廢液焚燒爐系統(tǒng)采用熱力焚燒+雙級脫硝（SNCR+SCR）+堿洗技術處理丙烯腈裝置產生的廢氣廢液。現場安裝的聯鎖切斷閥既是控制閥又是聯鎖切斷閥，聯鎖切斷閥的風線上裝有兩臺電磁閥，其中一臺電磁閥由DCS系統(tǒng)控制另一臺電磁閥由SIS系統(tǒng)控制，現場設備供電方式不同，串聯電磁閥有很大安全隱患等問題，針對以上問題對焚燒爐聯鎖控制方案進行了改造。

關鍵詞：DCS;SIS;Modbus

1、生產工藝概述

丙烯腈焚燒爐系統(tǒng)采用熱力焚燒+雙級脫硝（SNCR+SCR）+堿洗技術處理丙烯腈裝置產生的廢氣廢液。處理丙烯腈混合廢液、硫銨廢液等進入焚燒單元進行焚燒，焚燒后煙氣進入余熱回收單元進行余熱回收。除塵后的煙氣經引風機循環(huán)回焚燒爐降溫，其余煙氣送入SCR反應器進行低溫選擇性催化還原反應脫除煙氣中的NOx，脫硝除塵后的含硫煙氣進入脫硫單元，凈化后的煙氣經塔頂再熱器升溫約20℃后由堿洗塔頂部煙囪排入大氣。

2、控制系統(tǒng)

該焚燒爐DCS控制系統(tǒng)為橫河CENTUM CS3000系統(tǒng)，安全儀表SIS系統(tǒng)為浙江中控中控的TCS-900系統(tǒng)。

3、存在問題

現場安裝的切斷閥既是控制閥又是聯鎖切斷閥，控制方案如圖1，聯鎖切斷閥的風線上裝有兩臺電磁閥，其中一臺電磁閥由DCS系統(tǒng)控制另一臺電磁閥由SIS系統(tǒng)控制，當兩臺電磁閥同時帶電那么風線導通切斷閥執(zhí)行氣缸在風壓的作用下推動氣缸內活塞，打開閥門。當有聯鎖發(fā)生時SIS系統(tǒng)控制的電磁閥關閉切斷風路，切斷閥在彈簧的作用下復位關閉。在聯鎖回路正常情況下，SIS控制電磁閥常開，此時切斷閥的開關由DCS電磁閥根據DCS指令進行開關。

以下問題將可能嚴重影響裝置安全平穩(wěn)運行以及故障的處理。

1）由于控制聯鎖切斷閥的雙電磁閥為串聯連接，如果有一臺電磁閥發(fā)生故障或意外失電，電磁閥將切斷聯鎖切斷閥的氣源，使聯鎖切斷閥復位關閉，造成焚燒爐停工。

2）現場設備供電方式不同，焚燒爐SIS系統(tǒng)輸出為雙電源供電，而DCS系統(tǒng)輸出為單電源供電，降低了整個裝置的安全等級和系統(tǒng)的可靠性。

4、解決方案

將裝置聯鎖切斷閥的電磁閥控制全部引入SIS系統(tǒng)，將DCS控制信號改為輸出至SIS系統(tǒng)，把DCS來的控制信號作為電磁閥帶電的一個條件。所有的控制電磁閥全部由SIS統(tǒng)一控制，從而消除雙系統(tǒng)控制帶來的安全隱患，保證裝置聯鎖系統(tǒng)的安全性和可靠性。

4.1、將聯鎖電磁閥控制信號線全部轉到SIS系統(tǒng)

在SIS系統(tǒng)卡籠箱增加一塊數字量輸出模塊（SDO9010）和輸出端子板（TDO9010）及連接電纜（DB37），將DCS輸出至電磁閥信號電纜拆下移至SIS系統(tǒng)端子柜與SIS輸出端子相連。

利用DCS串行通訊模塊ALR121與SIS系統(tǒng)網絡通訊模塊SCM9040連接，使用Modbus通訊協(xié)議將DCS控制電磁閥信號引入SIS系統(tǒng)中。

4.2、修改DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)組態(tài)

4.2.1修改DCS系統(tǒng)組態(tài)

1）接口參數設置

在組態(tài)畫面中找到相應通訊卡選擇屬性。對接口參數設置，在屬性選項卡中設置卡件類型和位置，通訊協(xié)議，通訊端口1和通訊端口2的接線方式、奇偶校驗、通訊速率等。

2）卡件組態(tài)

在“Communication I/O Builder”中進行通訊I/O組態(tài)。

在“WBTagDef”中組態(tài)數字量點，在“Communication I/O Builder”液面點擊“Tools”在下拉菜單中選擇“%WB Tag Number Definition Call（W）”。

在Element中填寫通訊的數字工位，在Tag Name中填寫工位名稱，在Tag Comment中填寫相對應的工位注釋，填寫完畢后下裝完成通訊I/O組態(tài)。

4.2.2 修改SIS系統(tǒng)組態(tài)

1）增加操作變量

將DCS通訊來變量填入操作變量表中，注意MODBUS序號要與DCS來地址一一對應，不能有錯。

2）修改控制組態(tài)

在SIS組態(tài)中原功能塊MODULE178（賦值模塊）后增加兩個功能塊MODULE51（邏輯與模塊）和MODULE209（賦值模塊），在MODULE51（邏輯與模塊）和DCS移入SIS的控制信號進行與邏輯運算，結果輸出至MODULE209（賦值模塊）分別賦值到現場電磁閥（原SIS控制）和（原DCS控制）。

在原聯鎖邏輯終端增加一個與邏輯塊，原聯鎖邏輯沒改變。當聯鎖條件滿足，與邏輯輸入IN1為1，此時若DCS沒有開閥信號即與邏輯輸入IN2為0則與邏輯模塊輸出為0，賦值模塊輸入為0，現場兩個電磁閥處于失電關閉狀態(tài)，切斷閥不打開。若DCS有開閥信號即與邏輯輸入IN2為，1則與邏輯模塊輸出為1，賦值模塊輸入為0，現場兩個電磁閥處于帶電打開狀態(tài)，此時切斷閥打開。當聯鎖觸發(fā)，與邏輯輸入IN1為0，與邏輯模塊輸出為0，現場兩個電磁閥失電關閉，切斷閥關閉。

4.3更改聯鎖電磁閥氣動管線連接方式

焚燒爐聯鎖切斷閥電磁閥動作為故障安全型，即正常運行時電磁閥帶電勵磁，聯鎖時失電關閉切斷閥。如兩臺電磁閥串聯連接如果其中一臺電磁閥發(fā)生機械故障或電纜斷線都會時氣路切斷，使聯鎖切斷閥關閉，造成裝置停工。

5、結論

丙烯腈焚燒爐聯鎖控制方案改造后，現場兩臺電磁閥全部由SIS系統(tǒng)統(tǒng)一供電控制，聯鎖切斷閥統(tǒng)一由SIS系統(tǒng)輸出控制，能夠充分發(fā)揮SIS系統(tǒng)的SOE功能，及時準確查找聯鎖切斷閥動作的原因，不會再發(fā)生由于掃描時間不同而造成先后順序不能確定的困擾，同時DCS信號引入SIS系統(tǒng)后，輸出信號全部變?yōu)殡p電源供電，保證了輸出信號的可靠性。

參考文獻

[1]何衍慶. 控制閥工程設計與應用 [J]. 金川科技， 2013.

[2]江壽林，游碧龍，高志強等. 催化裂化裝置煙氣輪機入口閥門的配置 [J]. 《石油化工設備技術》 ， 2013

作者簡介：

陳恒翔 2010年7月畢業(yè)于齊齊哈爾大學通信工程專業(yè)，2015年獲得東北石油大學控制工程專業(yè)工程碩士學位，現任大慶煉化公司電儀運行中心技術工程師