润滑油异构脱蜡仪表自控技术解析

润滑油异构脱蜡仪表自控技术解析

摘要本文着重介绍了润滑油异构脱蜡装置在仪表自控方面的特点，同时阐述了在仪表维护过程中，控制系统及现场仪表根据实际生产环境所体现出的不足之处，以及在生产维护过程中所做的技术改进。

关键词DCS；SIS；PLC；复杂控制

1 概述

润滑油异构脱蜡装置始建于1997年，该装置采用美国雪佛龙异构脱蜡专利技术，生产高粘度指数、低倾点优质润滑油基础油，副产优质航煤和柴油。由中石化北京设计院设计，由中油第七建筑公司、大庆市建安集团共同承建。装置生产过程中正常操作压力14Mpa，操作温度380℃。按生产特点分为HDT（加氢脱氮）反应、IDW（异构脱蜡）反应、加氢精制反应及产品分离等。

1 下面简单介绍该装置自动化仪表的特点：

1.1 DCS控制系统

该装置采用的DCS系统为美国Honeywell公司生产的PKS控制系统，于2013年进行系统改造，替代了原来的TPS系统，它继承了传统DCS的优点，同时又融合新的技术突破，是一套比TPS系统更趋完善的控制系统。Experion PKS为用户提供了远高于集散控制系统的能力，包括嵌入式的决策支持和诊断技术，为决策者提供所需信息。安全组件保证系统安全环境独立于主控系统，提高了系统的安全、可靠性。共有两台冗余服务器及15台Console站，处理的信号有模拟4-20MA信号，同时也有数字信号。具体应用主要有以下几方面：

（1）常规PID控制；

（2）平均值控制；

（3）高选控制；

（4）分程控制；

应用举例：异构脱蜡反应器床层温度控制

本方案是利用控制循环氢压缩机出口的冷氢流量来调节床层温度。在现场有三个床层温度检测点。要求可以做三点平均值控制、单点温度控制、最高点温度控制，且相互切换无扰动。

1.2 SIS控制系统

该装置采用的SIS系统是由德国HIMA公司生产的HIQUAD H51q-HRS故障安全控制系统，于2013年进行系统改造，替代了原来的FSC系统，此系统是一个CPU四重化结构（QMR）的系统，系统的中央控制单元共有四个微处理器，每两个微处理器集成在一块CU模件上，再由2块同样的CU模件构成冗余的中央控制单元。HIMA的1oo2D结构产品已获得AK6/SIL3的安全认证。

1.3 机组

该装置共有4台氢压缩机、4台高速原料泵和一套反冲洗系统。

氢压机引进的是意大利新比隆公司（Nuovo Pignone）生产的往复式压缩机组，主要为反应系统提供高压氢气，按生产特点分两台新氢压缩机（3级压缩）、两台循环氢压缩机组（单级压缩），在正常生产过程中，每两台机组互为备用。该机组控制系统采用的是美国GE公司生产的GE90-30PLC。

1.4 现场仪表

对于异构脱蜡这样的特殊装置，现场高压区域大部分的设备都为进口设备，型号多，品种全，具体应用主要有以下几方面：

（1）HONEYWELL变送器：主要应用于现场所有流量信号采集（差压变送器）、常压液位测量（双法兰）、温度变送器的应用等。

（2）SMAR变送器：主要应用于高压系统压力的测量（压力变送器）。

（3）ROSEMOUNT变送器：主要应用于机组入口及出口压力信号的测量，高压环境下液位测量（双法兰）。

2 在生产正常运行过程中，我们共进行技术改进多项，主要体现在以下几方面

2.1 烟道挡板定位器更换

异构脱蜡装置炉区共有四台烟道挡板阀，原为电气转换器带动气动定位器进行烟道挡板的转角调节，超出设备使用年限，现场调节灵敏度不高，线性较差，在2013年检修期间对烟道挡板定位器进行改造，用A VP300智能定位器取代原来的老式气动定位器，设计连接支架及长行程传动机构，改造后运行平稳，线性良好，大大地降低了工人的劳动强度，保证了装置长周期平稳运行及安全生产。

2.2 异构研磨油压力表取消蒸汽伴热

异构脱蜡研磨油塔高约30米，自塔顶至塔底压力测量共有4个压力变送器，由于塔身较高，热水压力不够，因此只能采用蒸汽伴热，由于漏点、循环不畅等

因素，在仪表维护方面造成很大的劳动强度。与工艺结合后，在了解了所有压力测量全部为轻介质后，决定缩短引压管，取消蒸汽伴热，利用铁皮、岩棉将变送器模盒、引压管和塔壁之间包在一起，做成一个腔体，借助塔壁的温度取暖。

2.3 高压浮筒更换

异构脱蜡装置Magnetrol高压浮筒在蒸汽伴热的环境下工作已15年，正常工作压力为130公斤，蒸汽伴热，投用至今已16年，已超出设备使用年限，现场高压浮筒多次出现波动，检查为变送器电路板工作不稳定、传动机构变形导致，对生产安全构成威胁，需要进行变送器更换。

3 目前生产上存在的问题

3.1 高压空冷百葉窗定位器问题

异构脱蜡装置空冷百叶窗温度调节由现场的气动阀门定位器控制气缸，推动机械执行机构，实现对百叶窗角度变换进行温度调节，远程则由地面控制间内的指针式气动遥控指示仪，来进行控制。1997年投用至今，目前气动阀门定位器和气动遥控指示仪厂家早已不再生产，此类型备品备件早已不再供应，现场泄露及低标准情况较为严重，无法及时恢复，且已到强制更换年限，再不更换，会给生产带来重大影响，存在重大的安全隐患。

3.2 异构脱蜡高速泵3300升级改造

异构脱蜡高速泵监测系统为本特利3300系统，由于使用年限较长，且存在系统厂家无法提供备件和维护服务的风险；如果出现故障会出现机组误动作，偷停等状况，状态数据不完善、关键数据获取不及时的问题。而实时、完善的机组状态数据的获取和保存，是机组状态分析和故障诊断的基石，如果出现故障很难捕捉到关键时刻的完善数据。

4 结束语

一个安全控制系统是由传感器、逻辑运算单元和最终控制元件组成的一个整体。对于异构脱蜡这样一个高温、高压的加氢装置，没有一个安全的控制系统和紧急停车系统，是无法保证其安全生产的。一个装置的危险性越高，所要求的安全等级也越高。