采用DCS技术改进尿塔超压联锁跳车装置

(安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽 临泉 236400)

目前，国内水溶液全循环法尿素装置合成塔压力控制都是靠合成塔出口压力调节阀(PV-204)开度来控制的。我公司1996年上马的水溶液全循环法尿素装置总控岗位DCS操作界面只能监控合成塔压力，不能够实现合成塔超压自动控制CO2压缩机和一甲泵及液氨泵的紧停，也不能发出区别于其他报警的特殊信号，只能靠操作人员观察实时数据来判断，然后再决定是否手动按紧急停车铵钮。这样，明显给操作上带来被动。为此，我们结合计算机技术、自动控制技术、通讯技术及显示技术，监视CO2压缩机和高压泵的运行状态并能自动实现紧急情况下紧停运转设备的功能。利用DCS系统的快速处理数据能力，结合用户设定的上限报警参数值对合成塔压力是否异常及故障类别进行正确判断和处理，以保证合成塔的安全稳定运行，并通过操作界面显示的不同颜色指示发出报警信息，且达到危险状态时自动触发安全联锁，确保人员和设备的安全。

针对我公司1#水溶液全循环法尿素装置仪表的运行状况，为确保合成塔系统各参数的显示准确及时、报警显示醒目，调节品质良好，超压自动停CO2压缩机及各高压泵，我们经过探讨论证，随后又与生产厂家沟通，并借鉴兄弟单位的经验，结合我公司的实际情况，决定从几个方面对合成塔压力控制系统进行改进，现简介如下。

1 超压联锁设置的目的

其目的是最大限度地保证人员和设备的安全，为操作人员设置的最后一道安全防线。我们取合成塔系统压力检测的数据作为安全联锁系统输入值，利用DCS系统自身的资源用程序进行组态，当合成塔压力达到20 MPa时触发第一次报警程序，使操作画面上合成塔的颜色变黄，这时操作人员如能及时发现并采取措施，即能控制住合成塔压力不再继续上涨——这也是我们所期望的。如果操作人员不能及时发现或不能控制合成塔压力，则合成塔压力将继续上涨，至22.0 MPa时触发第二次报警程序，使操作画面上合成塔颜色变红，同时触发DCS系统开关量输出卡使其触点闭合，并发讯输出，使与合成塔对应的几组继电器相应动作，致使CO2压缩机、液氨泵、一甲泵跳闸回路接通，各运行设备自动紧停，从而保证合成塔运行在操作条件下，更重要的是保证人员和设备的安全。

2 控制仪表的改进

2.1 仪表空气系统的改进

针对仪表空气带水、气量不够等外界原因造成的气源气压低，致使PV-204调节阀不能开启或动作缓慢或仪表空气中断阀门关闭的情况(PV-204调节阀为气开阀，无仪表空气情况下关闭)，我们将仪表空气管由φ6 mm改为φ14 mm，以保证气量，确保PV-204调节阀动作及时迅速；为了防止PV-204调节阀因仪表空气中断关闭而造成合成塔超压，我们用手轮对PV-204调节阀进行机械限位，确保仪表空气压力异常的情况下调节阀不致立即关闭。

2.2 调节阀流量系数的调整

调节阀流量系数过大，调节阀开度相对就会变小，小开度会造成调节品质下降，不利于自动控制的实现，给生产稳定带来不利因素。为此，我们与调节阀生产厂家技术人员进行进一步沟通，经过理论计算，最终把调节阀流量系数由原来的24调整为20，调节阀开度由原来的20%～30%变为现在的40%～50%，由此提高了调节品质，更有利于合成塔压力的自动调节。

2.3 检测仪表的改进

超温、超压、爆炸三者之间存在必然的联系，一旦合成塔超温势必会造成压力的升高。合成塔塔顶、塔底温度检测元件原为热电偶，由于其校验过程复杂，且受环境温度影响较大，给仪表工校验及准确判断带来一定难度。为了避免指示有偏差，且不易判断测温误差的现状，我们将热电偶检测方式改为热电阻检测方式，因热电阻本身受环境温度影响较小，且方便仪表工校验，极易判断显示的温度准确与否，为操作人员提供准确的数据。

2.4 报警方式的改进

尿素装置由于仪表检测点较多，而且报警形式单一，操作人员有时不能及时发现合成塔压力高报警，这就对操作人员的人身安全及设备安全构成极大威胁。为此，我们把报警方式的改进作为一个重要的工作来做，由原先的压力高只是在操作画面上所显示压力实时参数时变红改为整个合成塔颜色的变化：正常状态——合成塔变成黄色——合成塔变成红色后触发超压联锁。

3 结 语

合成塔超压联锁投运后，如果操作人员不能及时控制合成塔超压，在压力继续升高的情况下合成塔颜色变为危险颜色红色时，安全联锁装置动作——CO2压缩机、一甲泵、液氨泵紧停，确保合成塔运行在安全状态下，使系统达到本质安全，保证人员和设备的安全。此项改造成功实施后，我们又将DCS技术运用于CO2压缩机，实行远距离操作，减少压缩机噪声对操作人员的伤害，真正实现了人机分离。