采用DCS技術改進尿塔超壓聯鎖跳車裝置

(安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽 臨泉 236400)

目前，國內水溶液全循環法尿素裝置合成塔壓力控制都是靠合成塔出口壓力調節閥(PV-204)開度來控制的。我公司1996年上馬的水溶液全循環法尿素裝置總控崗位DCS操作界面只能監控合成塔壓力，不能夠實現合成塔超壓自動控制CO2壓縮機和一甲泵及液氨泵的緊停，也不能發出區別于其他報警的特殊信號，只能靠操作人員觀察實時數據來判斷，然后再決定是否手動按緊急停車銨鈕。這樣，明顯給操作上帶來被動。為此，我們結合計算機技術、自動控制技術、通訊技術及顯示技術，監視CO2壓縮機和高壓泵的運行狀態并能自動實現緊急情況下緊停運轉設備的功能。利用DCS系統的快速處理數據能力，結合用戶設定的上限報警參數值對合成塔壓力是否異常及故障類別進行正確判斷和處理，以保證合成塔的安全穩定運行，并通過操作界面顯示的不同顏色指示發出報警信息，且達到危險狀態時自動觸發安全聯鎖，確保人員和設備的安全。

針對我公司1#水溶液全循環法尿素裝置儀表的運行狀況，為確保合成塔系統各參數的顯示準確及時、報警顯示醒目，調節品質良好，超壓自動停CO2壓縮機及各高壓泵，我們經過探討論證，隨后又與生產廠家溝通，并借鑒兄弟單位的經驗，結合我公司的實際情況，決定從幾個方面對合成塔壓力控制系統進行改進，現簡介如下。

1 超壓聯鎖設置的目的

其目的是最大限度地保證人員和設備的安全，為操作人員設置的最后一道安全防線。我們取合成塔系統壓力檢測的數據作為安全聯鎖系統輸入值，利用DCS系統自身的資源用程序進行組態，當合成塔壓力達到20 MPa時觸發第一次報警程序，使操作畫面上合成塔的顏色變黃，這時操作人員如能及時發現并采取措施，即能控制住合成塔壓力不再繼續上漲——這也是我們所期望的。如果操作人員不能及時發現或不能控制合成塔壓力，則合成塔壓力將繼續上漲，至22.0 MPa時觸發第二次報警程序，使操作畫面上合成塔顏色變紅，同時觸發DCS系統開關量輸出卡使其觸點閉合，并發訊輸出，使與合成塔對應的幾組繼電器相應動作，致使CO2壓縮機、液氨泵、一甲泵跳閘回路接通，各運行設備自動緊停，從而保證合成塔運行在操作條件下，更重要的是保證人員和設備的安全。

2 控制儀表的改進

2.1 儀表空氣系統的改進

針對儀表空氣帶水、氣量不夠等外界原因造成的氣源氣壓低，致使PV-204調節閥不能開啟或動作緩慢或儀表空氣中斷閥門關閉的情況(PV-204調節閥為氣開閥，無儀表空氣情況下關閉)，我們將儀表空氣管由φ6 mm改為φ14 mm，以保證氣量，確保PV-204調節閥動作及時迅速；為了防止PV-204調節閥因儀表空氣中斷關閉而造成合成塔超壓，我們用手輪對PV-204調節閥進行機械限位，確保儀表空氣壓力異常的情況下調節閥不致立即關閉。

2.2 調節閥流量系數的調整

調節閥流量系數過大，調節閥開度相對就會變小，小開度會造成調節品質下降，不利于自動控制的實現，給生產穩定帶來不利因素。為此，我們與調節閥生產廠家技術人員進行進一步溝通，經過理論計算，最終把調節閥流量系數由原來的24調整為20，調節閥開度由原來的20%～30%變為現在的40%～50%，由此提高了調節品質，更有利于合成塔壓力的自動調節。

2.3 檢測儀表的改進

超溫、超壓、爆炸三者之間存在必然的聯系，一旦合成塔超溫勢必會造成壓力的升高。合成塔塔頂、塔底溫度檢測元件原為熱電偶，由于其校驗過程復雜，且受環境溫度影響較大，給儀表工校驗及準確判斷帶來一定難度。為了避免指示有偏差，且不易判斷測溫誤差的現狀，我們將熱電偶檢測方式改為熱電阻檢測方式，因熱電阻本身受環境溫度影響較小，且方便儀表工校驗，極易判斷顯示的溫度準確與否，為操作人員提供準確的數據。

2.4 報警方式的改進

尿素裝置由于儀表檢測點較多，而且報警形式單一，操作人員有時不能及時發現合成塔壓力高報警，這就對操作人員的人身安全及設備安全構成極大威脅。為此，我們把報警方式的改進作為一個重要的工作來做，由原先的壓力高只是在操作畫面上所顯示壓力實時參數時變紅改為整個合成塔顏色的變化：正常狀態——合成塔變成黃色——合成塔變成紅色后觸發超壓聯鎖。

3 結 語

合成塔超壓聯鎖投運后，如果操作人員不能及時控制合成塔超壓，在壓力繼續升高的情況下合成塔顏色變為危險顏色紅色時，安全聯鎖裝置動作——CO2壓縮機、一甲泵、液氨泵緊停，確保合成塔運行在安全狀態下，使系統達到本質安全，保證人員和設備的安全。此項改造成功實施后，我們又將DCS技術運用于CO2壓縮機，實行遠距離操作，減少壓縮機噪聲對操作人員的傷害，真正實現了人機分離。