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延迟焦化焦炭塔操作安全控制系统

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  • 发布时间:2014-08-08
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焦炭塔操作繁冗复杂、周而复始,容易发生误操作,导致安全事故。目前国内多数延迟焦化装置仍存在-些安全隐患,在主动性安全措施、生产管理水平、安全意识、操作理念和习惯等方面还有待进-步提高。为防止误操作和提高焦炭塔操作的本质安全,有必要设置焦炭塔操作安全控制系统 引。

1 焦炭塔操作特点延迟焦化装置为连续生产,而焦炭塔为间歇操作,同系列内的两个焦炭塔交替生产。操作过程中涉及的设备机械、阀门、仪表数量众多,典型的-炉两塔焦化装置共包括2塔、4机、33个阀门和9个传感器见图1。-个生产周期内48 h操作工需开/关阀门和设备 148次,有些步骤对阀门动作有特殊要求」炭塔操作期间,设备与阀门开/关状态、管线介质流向都不断变化,再加上信息量大、阀门与设备布置分散,操作员容易疏忽。另外,有些操作步骤需在夜问执行,操作员容易困乏、注意力不集中,导致判断力下降。

总体来讲,焦炭塔操作具有步骤多、阀门和设备数量大、操作动作频繁以及操作要求特殊等特点,因此操作复杂性高 、难度大,容易发生误操作 j。国内焦化装置典型安全事故分析证明,大多事故是误操作引发的5 J。因此,如何有效防止误操作成为提高焦炭塔操作安全的关键问题。

- 加 - 2 焦炭塔操作安全控制技术的进展2004年,中石化洛阳工程有限公司简称LPEC开发了针对开启顶、底盖机,油气预热过程、四通阀切换和相关进料隔断阀开/关过程的第- 代安全联锁系统”,并在多个焦化装置中应用。第-代安全联锁系统”对于提高操作安全性具有-定效果,但不够全面。随后 LPEC在原安全联锁基础上开发完成了四大联锁系统”,包括:① 焦炭塔生焦进料切换安全联锁;② 吹气、给水、冷焦水溢流过程安全联锁;③ 放水、开/关顶盖机、底盖机、试压安全联锁;④ 油气暖塔安全联锁。每个联锁内部均按照预设逻辑限定各分步骤的操作,即当联锁判断符合各步骤预设条件情况下,才允许操作员实施操作。2009年将四大联锁系统”顺序串接,形成了焦炭塔操作程序控制与联锁系统 Co-PCSProgrammed Control&nter-lock System for Coking Operation,覆盖焦炭塔操作的全部过程和相关设备、阀门。2011年 10月,Co-PCS在 LPEC设计的焦化装置成功投用,并平稳运行至今3 Co.PCS设计原则与功能特点1Co-PCS涵盖焦炭塔操作的整个生产周收稿日期:2013-06-08。

作者简介 :李和杰,石油化工行业设计大师、教授级高级工程师,公司副总工程师,工艺部主任,1982年毕业于华东化工学院石油炼制专业,-直从事炼油装置设计工作。联系电话:0379-64887558,E/p>

炼油 技 术与 工 程 2013年9月③具有报警、操作提示和在线帮助功能∩以显示正在执行操作步骤 以及各步骤的时间进程。

④具有记录操作指令、步骤和工艺参数功能,可以生成焦炭塔操作运行记录、报警记录、工艺参数的历史趋势图。

4安全联锁部分可以与程控系统联合构成完整的焦炭塔操作安全控制系统,也可以归入装置的 SS系统。针对-些重要阀门、设备或操作步骤,可以设置独立的安全联锁,在程控系统未投用或发生故障情况下,作为备用或附加的安全措施来保证操作安全。

4 Co-PCS系统硬件配置Co-PCS系统配置主要包括:控制系统、现场防爆控制柜、相关设备和阀门三大部分。

1控制系统控制系统由主控柜和上位机构成。主控柜通常置于机柜间,是控制系统的核心设备,可以执行Co-PCS的控制逻辑和联锁功能。上位机位于中控室,提供操作控制人机界面。

2现场防爆控制柜现场防爆控制柜位于各操作平台,具有以下功能:显示和收集阀门、设备的状态;执行操作回讯;将阀门、设备的状态信号并发送至控制系统;接收控制系统指令等。现场阀门回讯及传感器信号电缆先集中到各平台防爆控制柜,再通过硬接线转接至机柜间信号隔离柜,然后进入控制系统。

按照阀门分散操作、集中显示、确认的设计原则,阀门回讯按钮集中设置在现场防爆控制柜,便于外操总揽各阀门操作状态,实现现场操作与内操控制的有效结合。

3相关设备和阀门相关硬件设备、阀门均经过认真考察和筛选,充分考虑焦粉、温度周期变化和原料腐蚀性的影响。采用 LPEC与涧光石化合作开发的闸板阀式全自动底盖机和焦化专用旋塞阀,提高操作的可靠性和稳定性。对于高温油气可能与空气接触的位置,设置双阀。

鉴于国内多个焦化装置发生阀门自行动作的事故,Co-PCS采用切断驱动源电源或仪表风源的方式防止误操作。即:符合程序预设阀门操作条件,接通驱动源;若不符合阀门动作条件,则切断驱动源,使操作阀门无效。

5 Co.PCS的工业应用LPEC焦化装置 Co-PCS于2011年 11月正式投用,投运至今系统运行平稳、可靠,达到预期设计效果,能够适应各种工况,没有发生任何故障或紧急切除。目前,Co.PCS已成功应用于洛阳、天津、青岛、塔河、荆门、胜利等多套焦化装置。

6 结 论Co-PCS涵盖焦炭塔操作的整个操作周期以及相关的所有阀门、设备和在线测量仪表,集成 目前国内最先进的硬件设备,是比较全面的焦炭塔操作安全控制系统。

Co-PCS已成功应用于多套焦化装置,生产实践证明 Co.PCS安全可靠、科学合理、技术先进、且实用性强,与国内厂家操作规程和习惯深度契合,操作控制高效、顺畅。Co-PCS能够有效防止误操作,真正做到确保人员和装置本质安全,有利于塑造良好的操作规范,提高生产管理水平。

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