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酮苯脱蜡装置滤机温洗控制的改造与实现


酮苯脱蜡装置滤机温洗控制的改造与实现
王国庆 1 程羡 2 李晓鹏 3
(1、 2, 浙江中控技术股份有限公司, 杭州, 310053 ; 3, 中石化燕山分公司 北京, 310053)

摘 要:本文首先介绍了滤机运行现状和存在问题,然后以 ECS-100 为 DCS 控制系统平台, 阐述了酮苯脱蜡装置滤机自动控制的改造、实现方式及给现场

应用带来的影响和效果。 关键字: 滤机 温洗 DCS 改造

The Improvement and Implementation of Warm Wash for Vacuum Filter in Acetone-benzol Dewaxing Unit
Wang guoqing Cheng xian Li Xiaopeng
(Zhejiang SUPCON Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang, 310053)
Abstract: The paper firstly introduced the present status and topics to be researched of Vacuum

Filter. Then, base on the application of ECS-100 DCS system, then the control improvement, implementation and the effect on application of vacuum filter in acetone-benzol dewaxing Unit was described. Key words:Vacuum, Warm wash, DCS, Improvement

1.引 言
中石化燕山分公司炼油三厂, 酮苯脱蜡装置投产于上世纪70年代。 由于过滤机的温洗是 间歇式操作,人工温洗操作的效果参差不齐,故时常出现过滤布因冰粒、结蜡饼的堵塞造成 过滤网不畅,滤机内结蜡打卷,转鼓电机跳停,对装置的平稳生产和优化操作不利,对脱蜡 油收率和蜡含油也产生直接影响。 为了提高脱蜡油收率,减少脱油系统蜡含油量,提高装置的运行平稳率,减轻操作人员 的劳动强度, 优化过滤系统的操作, 对该套酮苯脱蜡装置进行自动化改造就显得非常有必要。

2.滤机温洗控制的改造
2.1 装置改造内容 本装置自从投产运行至今,暴露出如下几个主要问题: 1)滤机液位:装置目前滤机进料由滤机进料罐靠自流进入滤机,进料量及滤机液位不 可控。导致过滤系统稳定性差,, 影响装置的稳定性。 2)温洗物罐的液位:温洗物罐的的液位无法检测,仅凭操作工现场判断,很难及时保
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证温洗物罐液位始终处于滤机所需正常工作状态。 3)阀门机械结构:由于酮苯脱蜡工艺介质比较特殊,含蜡浓度比较高,黏度大,流动 性差,现场阀使用一段时间后,实际操作中容易被卡住,回讯信号很难到位。不利于装置的 平稳生产。 4)滤机温洗人工操作:轻、重、脱油过滤的 19 台过滤机温洗操作都是由操作工现场进 行人工控制,温洗的间隔、温洗、喷淋等时间参数完全凭现场人员的经验,温洗的效果受人 为的影响很大。 2.2 装置改造设计要求 结合滤机工艺、操作要求及为了满足现场各种工况,装置改装设计中主要遵循如下原 则: 1)滤机自动温洗系统需实现过滤机的进料量及滤机液位进行自动控制,同时使温洗 过程程序化、自动化、标准化,提高温洗的质量,优化过滤系统操作,充分利用计算机技术, 提高整个过滤系统的监控水平。 2) 选用国内成熟的、 新型的主流仪表设备及DCS控制系统, 实现滤机温洗的自动控制。 经过多方考察和论证,此次酮苯脱蜡装置控制系统选用浙江中控成熟的ECS-100 DCS 控制系统。 该套系统在工业中得到广泛应用, 且它完全能满足方案设计中对控制系统提出的 全部要求。 2.3 改造方案 1)滤机液位——过滤机增加双法兰液位计,双法兰处增加冲洗溶剂(注意不能影响去 蜡油质量)。滤机液位、转鼓电机变频信号引至 DSC 系统。滤机液位通过进料阀自动调节, 同时根据滤机过滤效果调节转鼓电机变频信号。 2)温洗物罐液位——温洗物罐下部增设磁力泵,温洗物罐液位、磁力泵控制引入DCS, 设置两者之间的联锁。当罐内液面高于某一设定值,泵启动,当罐内液面低于某一设定值, 停泵。通过自动控制来保证温洗物罐的物料液位平衡。 3)滤机阀门选型——为了配合控制系统并且考虑到介质的特殊性,根据其它滤机自动 温洗成功案例,现场阀门选用了无锡工装的切断阀、无锡卓尔的调节阀。其中切断阀采用了 气动同心角行程V型调节球阀配带智能阀门定位器及本安回迅开关,气动开关球阀配带隔爆 电磁阀及隔爆回迅开关。 4)自动温洗控制方案——该部分是本装置改造的关键,也是装置自动控制的核心。为 了减轻过滤岗位操作工人的劳动强度,对装置的19台过滤机的各个阀门进行了温洗程序控
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制。该控制方案分为就地手动、远程手动、远程自动三种模式。保证了装置在异常情况下的 方便性和灵活性。在远程自动模式中,每套程序必须具备关进料阀、放料阀打开、 、关放料 阀、关温洗阀、打开进料阀、打开低真空阀、开中真空阀、开高真空阀八个阶段,并且分为 程序自检、阀门操作异常、阀门回讯及报警等子程序功能。 程序开始,停止进料,关进料阀,脱油过滤机开始脱蜡饼,转鼓运行设定时间或液位为 零后,开始关底部真空阀, 关中部真空阀, 关冷洗阀, 开温洗阀, 开底槽阀,滤机开始温洗设 定时间后,关温洗阀, 开冷洗阀, 滤机开始冷洗,冷洗设定时间后,关底槽阀, 关高部真空 阀, 开进料阀,设定时间后开底部真空阀, 开中部真空阀, 开高部真空阀,运行程序时间共计 13分钟左右。滤机温洗流程如图所示:

图 1 温洗流程示意图

3.改造实现方案
利用DCS软件,通过其上下位机的功能共同实现。上位机完成整个装置工艺图的监控和 操作,下位机硬件则主要完成信号采集,处理和运算功能。 上下位机通过过程控制网SCNET 冗余网络进行通讯。 在下位机中,主要用到图形化编程、顺控的功能。对于滤机常规的PID回路,DCS系统
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组态只需直接调用图形化编程软件中控制功能块即可, 实现起来相当方便。 对于自动温洗控 制顺控,根据温洗程序框图,利用DCS软件中提供的用户自定义功能块。 3.1 系统配置 考虑滤机控制复杂,涉及的阀门多,I/O 点多,结合本安隔爆及控制的要求,给系统做 了如下配置:一个电源柜、两个系统柜、一个安全栅柜、一个继电器柜、一个工程师站和三 个操作站,详细配置如图所示:

图 2 系统配置图 3.2 程序控制 首先把顺序控制用ST语言编程一个小的功能块,然后在图形化编程中调用该功能块, 对每台滤机的I/O位号赋予该功能块,然后根据需求定义部分中间变量,操作人员可以通过 中间变量来修改各环节的冲洗时间和手/自动切换工作。这样就很简单地实现对滤机的自动 温洗控制。单台滤机的温洗控制程序如下图所示:

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图 3 温洗控制程序示意图 3.3 人机界面 通过流程图绘制,可以把过程监控点显示在流程图上,也可以通过流程图与I/O位号或 中间变量的联接,实现对装置控制。单台滤机操作画面如图4所示:

图 4 温洗流程画面示意图

4.现场应用效果
酮苯脱蜡装置采用自动温洗系统后, 已经稳定运行半年左右。 排除过滤机温洗人为不利 因素,消除误操作,提高脱蜡油收率,脱蜡油收率可提高了0.5%;同时提高了脱油蜡含油 值的合格率;平稳过滤系统操作,从而提高整个装置的平稳率,增产增效;减少操作工劳动 强度,提高工作效率。

5.结论
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酮苯脱蜡装置自动温洗控制系统改造以后运行良好,方便、安全。润滑油型炼油厂一般 都有酮苯脱蜡装置,所以如果在同行同类装置中进行推广,必将会为降低成本,提高效益产 生深远影响。

参考文献
[1] 意大利EIMCO转鼓真空过滤机使用说明 1989.8 [2] 酮苯脱蜡项目可行性研究报告 2010 [3] 郭建新, 张国明, 苏敏。 酮苯脱蜡装置过滤机控制和操作优化探讨。润滑油,2005.10 [4] 何国琴, 周进祥, 张克进。 酮苯装置过滤机自动温洗探讨。石油化工自动化,2000.4

王国庆,1980 年出生,男,浙江衢州人,2005 年毕业于南京师范大学自动化专业,学士学 位,从事 DCS 系统工作。通讯地址:浙江省杭州市滨江区长河街道滨康路 352 号 A 座 6 楼 邮政编码:310053 联系电话:13656815674 电子邮箱:wanggq@supcon.com

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