多措并举,切实提升乙烯装置自控率

多措并举，切实提升乙烯装置自控率

发表时间：2020-03-26T10:44:01.622Z 来源：《防护工程》2019年21期作者：余洋

[导读] 采取多种措施，解决了许多因仪表原因不能投自动的问题，切实提升了装置自控率，保证了乙烯装置的稳定、优化运行。同时进一步提升电仪专业支持能力，为工艺生产提供更加优质的服务。

中国石化扬子石油化工有限公司电仪中心江苏南京 210048

摘要：扬子石化烯烃厂乙烯装置共有仪表控制回路1963个（其中参与统计的仪表控制回路1610个）。长期以来，由于装置的扩容和改造、工艺操作条件的变更、环保要求的提高、质量要求的提高以及装置稳定性要求的提高等原因，有许多控制回路（约100多个）不能投自动。这其中包含工艺、设备、仪表、设计等多种原因。由于自控率偏低，严重影响装置的稳定、优化运行，甚至会造成装置生产波动。因此，提升乙烯装置自控率迫在眉睫！电仪中心烯烃电仪车间在2019年与烯烃厂乙烯车间密切协作，采取多种措施，解决了许多因仪表原因不能投自动的问题，切实提升了装置自控率，保证了乙烯装置的稳定、优化运行。同时进一步提升电仪专业支持能力，为工艺生产提供更加优质的服务。

关键词：乙烯；自控率；提升

1、前言

在石油化工企业中，应用高效、安全的仪表能够保证石油化工企业的生产安全，使石油化工企业的各项生产活动顺利、稳定有序的进行。自动化仪表系统在很大程度上关系着装置的自控率水平，仪表自控率高，不仅可以使装置在最佳生产状态下长周期运行，有效的提高产品质量和产量，节约原材料和能源，降低生产成本，同时还可以提高设备利用率，延长设备使用寿命，保证设备、人员的安全，降低劳动强度，获得最大经济效益。随着经济的发展和社会的进步，装置需要的人员也越来越少，因此，提升装置仪表自控率具有十分重要的现实意义。

2、现状分析

扬子石化烯烃厂乙烯装置共有仪表控制回路1963个（其中参与统计的仪表控制回路1610个）。根据2019年初统计的数据显示，乙烯装置已投自控的回路为1433个，有177个回路不能完全实现自控运行，乙烯装置自控率只有89%左右，操作人员频繁调整操作，长期处于紧张状态，不利于装置安全运行。影响投自动的根本原因有：

（1）PID参数调整不到位；

（2）工艺介质状况差导致仪表测量失真；

（3）仪表设备性能下降影响测量精度；

（4）设计存在缺陷，仪表测量方式不佳；

（5）调节阀条件效果差；

（6）操作人员习惯性手动操作。

3、制定措施

为提高乙烯装置控制水平，确保装置稳定优化运行，2019年初，电仪中心烯烃电仪车间便主动与烯烃厂乙烯车间取得联系，双方共同对无法投自动的回路逐条进行梳理，明确问题所在，并共同制定了以下改善措施：

（1）对PID参数进行调整，找到适合投自动的最佳参数；

（2）对因工艺介质状况造成堵塞的变送器、浮筒等进行定期清理和疏通，并形成周期性制度（同时，主动与工艺车间联系，遇有问题及时处理），确保仪表元件工作正常、指示正确，从而实现回路自动状态的投用；

（3）因仪表本身原因所导致的问题，如：调节阀流通能力偏小、变送器老化等，积极采取设备更新、阀内件重新测绘制作等措施，实现自控率的提升；

（4）对于目前测量方式存在问题的仪表，积极进行测量方法的攻关以及各种测量方式的尝试，寻找到合适测量方法，进行改型及方法推广；

（5）对于装置内长期处于小开度工作的调节阀，如：裂解炉排污阀、减温减压器调节阀等，积极探索更改阀内件以缩小流通能力的方法，使得这些阀门处于比较理想的工作状况；

（6）工艺、仪表人员共同参与，充分调动操作人员积极性，改变工艺人员操作习惯。

4、实施过程

4.1、整定PID参数

PID参数整定的好坏一定程度上反映出仪表维护人员技能的高低，PID参数整定费时费力，以前一些操作人员自己调整，调整不好再找仪表维护人员，导致能够实际调整PID参数的仪表维护人员较少。

本次对53个手动状态指示平稳，但投自动后指示波动较大的回路的PID参数进行调整。以2#乙烯装置BA1105裂解炉过热蒸汽温度控制回路TC8056C2为例，此回路一投自动，指示就开始波动。观察指示趋势发现，指示波动呈等幅振荡，且振荡很频繁，查看PID参数发现，放大倍数K为2，即比例度为0.5，于是将放大倍数K调整为1，使比例度放大一倍（如图1所示）。调整后，效果明显，指示恢复平稳（如图2所示）。

图2 调整PID参数前后指示对比

4.2、易堵、易凝仪表定期维护

首先与乙烯车间共同评估，形成重要易堵、易凝仪表清单（如图3所示），并确定定期维护周期为90天。

图3 重要易堵、易凝仪表清单

仪表维护班组对易堵、易凝仪表按照确定的维护周期每季度进行排放、冲洗或吹扫，并做好相关记录，维护记录由仪表及工艺人员共同签字确认（如图4所示）；对于一些存在问题但暂时无法处理的情况，如工艺一次阀堵，也及时记录，具备条件后立即安排处理。通过认真落实仪表设备定期维护保养管理规定，确保了仪表元件工作正常、指示正确，使长期手动控制的回路实现了自动状态的投用，确保了乙烯装置安全稳定运行。

图4 重要易堵、易凝仪表维护记录

4.3、设备更新

2019年，车间有序做好老旧仪表设备更新。重点是关键场合、使用年限长、影响控制回路自动状态投用的仪表设备，如现场变送器、阀门定位器、调节阀执行机构等。

车间制定计划，逐步对以上这些老旧仪表设备申报备件进行更新。2019年，车间通过修理费申报各类变送器53台，阀门定位器29台，控制阀4台及阀内件若干；并通过零购更新等途径申报了一些费用较高的调节阀、流量计、液位计等。备件到后立即安排更换。以裂解炉烧焦空气流量控制回路为例，由于使用年限长、工况条件恶劣、维护不到位等客观原因造成烧焦空气流量计损坏较多，不仅影响乙烯装置自控率，更有可能影响到裂解炉的正常烧焦和裂解炉的运行周期，后果严重。2019年，车间共申报6台涡街流量计和2台热质流量计备件，通过加大备件更换力度，以及加强对烧焦空气流量计日常维护的力度，解决了长期存在的难题，切实提升了裂解炉烧焦质量及运行周期，也使裂解炉烧焦空气流量控制回路自动状态投用率大幅提升（如图5所示）。

图5 裂解炉烧焦空气流量控制回路自动状态下指示平稳

4.4、改进测量方法

乙烯装置177个不能实现自动控制的回路中，有94个回路为裂解炉的稀释蒸汽流量控制回路，占比53.1%。因此，裂解炉稀释蒸汽流量控制回路就成为了制约乙烯装置自控率提升的瓶颈。