汽油C4組分調合系統中模擬量電動閥的自動控制

邢元棟

(中國石油大連石化建安儀表公司，遼寧 大連 116031)

降低合格汽油的生產成本是各大煉化企業的重要課題，C4組分參與汽油調合是其中的方法之一，在保證汽油各項指標的前提下適量增加C4組分，以C4組分與成品油之間的差價來降低成品汽油成本。汽油的質量指標主要是良好的蒸發性、抗爆性、安定性和抗腐蝕性，在保證汽油各項指標的前提下適量增加C4組分，調高其蒸發性，保證發動機在冬季易于啟動，在夏季不易產生氣阻，并能較充分地燃燒，同時降低汽油成本。在此，介紹采用Honeywell TPS系統實現汽油調合C4組分聯鎖控制系統的方法。

評價汽油蒸發性的指標中，飽和蒸氣壓是C4組分添加量的重要聯鎖指標。在規定條件下，油品在適當的試驗裝置中氣液兩相達到平衡時，液面蒸氣所顯示的最大壓力即為飽和蒸氣壓。汽油調合控制系統采用Honeywell TPS 系統，其網絡結構如圖1所示。

圖1 汽油調合C4控制系統結構

2 聯鎖回路

汽油調合C4組分的聯鎖回路設有調一和調二兩個調合頭。C4管線主要的聯鎖回路包括：C4至調合頭線溫度高高聯鎖，調合1#線混合器后壓力低低聯鎖，調合2#線混合器后壓力低低聯鎖，1#調合頭飽和蒸氣壓力高高聯鎖，2#調合頭飽和蒸氣壓力高高聯鎖，1#調合管線C4調合比例高高聯鎖，2#調合管線C4調合比例高高聯鎖，1#調合管線總流量低低聯鎖，2#調合管線總流量低低聯鎖。主要聯鎖閥門包括：1#調合兩臺切斷閥(XV2251，XV2253)一臺調節閥(FV1251)，2#調合兩臺切斷閥(XV2252，XV2254)一臺調節閥(FV1252)。其流程如圖2所示。

圖2 兩個調合頭的工作流程

聯鎖組態中主要用到的位號見表1。

TPS系統中使用LOGIC點實現聯鎖控制，邏輯原理如圖3所示，L1為聯鎖條件的輸入，NN1為聯鎖值，Lock_r為復位，FL7為常數0(FALSE)，FL8為常數1(TRUE)，保證聯鎖優先。

表1 聯鎖組態中的主要位號描述

圖3中SO為邏輯處理不同階段的輸出，聯鎖條件發生時，SO1=1(TRUE)，SO2輸出到切斷閥和調節閥的電磁閥，聯鎖時SO2=0(FALSE)；SO5輸出到聯鎖指示燈和喇叭，聯鎖時SO4=1(TRUE)，燈亮聲響，復位后燈滅，喇叭消音。

圖3 聯鎖邏輯

PULSE功能塊是脈沖產生塊，SO3由0到1時產生一個脈沖。FLIP-FLOP功能塊類似SR觸發器：輸入端S1為復位，輸入端S2為置位，真值表見表2。

表2 真值表

3 主要控制回路

主要控制回路有調節閥的控制、兩位式電動閥的控制和模擬量電動閥的控制，筆者只說明模擬量電動閥的開關式控制。

汽油調合C4系統泵出口的第一道閥為模擬量電動閥，操作員在操作員畫面給定閥門開度后，點開關按鈕即可實現閥門的開關式控制。模擬量電動閥的開關式控制原理如圖4所示。

圖4 模擬量電動閥開關式控制原理

LOGIC 邏輯點提供邏輯運算與數據傳送功能，一個邏輯點中可以包括多個邏輯運算模塊。邏輯點內部處理順序是輸入條件-邏輯塊-輸出(SO)。

DC點的輸入輸出為離散量，而模擬量控制閥的控制信號與反饋信號為模擬量，通過LOGIC點的適當處理可以讓操作員在OMS畫面(Honeywell油品儲運系統)中像開關兩位式電動閥一樣開關模擬量閥。LOGIC點邏輯如圖5所示，其中L1為閥位反饋值(模擬量)；L2為離散量(DC點的輸出)，ON為開閥，OFF為關閥；NN1為99.0(閥門開度控制，可修改) ；NN2為1.0(閥門關控制，可修改)。

圖5 LOGIC點邏輯

LOGIC點的輸出連接如圖6所示。

圖6 LOGIC點的輸出連接

輸出允許控制如果為ON則輸出源的值賦給輸出目的參數。FL2為LOGIC點的內部參數，FL2=ON。FLO.PVFL為ON則閥門開到位，是DC點的輸入；FLC.PVFL為ON則閥門關到位，是DC點的另一輸入。AO.OP為閥的開度控制信號。動作過程說明如下：

a. 當由DC點給開閥信號時L2=ON，則SO3=OFF，NN1的值99.0(閥門開度)賦給AO.OP，閥門收到全開控制信號。當閥門回訊L1高于NN1(99.0)時SO1=ON，則FLO.PVFL=ON，閥門開到位。如果閥門回訊L1的值不高于NN1

的值，則DC點產生未開到位報警。

b. 當由DC點給關閥信號時L2=OFF，則SO3=ON， NN2的值1.0(閥門開度)賦給AO.OP，閥門收到全關控制信號。當閥門回訊L1低于NN2(1.0)時SO2=ON，則FLC.PVFL=ON，閥門關到位。如果閥門回訊L1的值不低于NN1的值，DC點產生未關到位報警。

c. 根據控制過程中的實際情況，操作員可以在OMS畫面上修改NN1、NN2的值，現場閥門的開關位置也會隨之改變，邏輯中也可以修改閥門開關到位的判斷條件，與控制信號相比在偏差允許范圍內都認為是開關到位。

4 結束語

采用C4組分參與汽油調合的方法降低了成品汽油的成本，而且投入少，工藝流程改動少，改造工期短，便于實現。C4組分管線與成品油管線直接相連，安全風險增大，因此采用兩臺切斷閥和一臺調節閥同時參與聯鎖，為裝置的安全生產提供了保障。