创建汽提塔控制系统

摘要：Ⅰ精制汽提塔原有的自动控制系统不能实现自动控制，导致产品不合格，针对这个问题，文章从新对汽提塔的压力变送器、液位、调节阀等进行仪表选型，从新设置控制参数，实现汽提塔的自动控制，使产品合格。

关键词：汽提塔；冷却器；调节阀；自动控制系统

中图分类号：TQ053 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0025-03

1 汽提塔的工艺流程及生产作用

首先将Ⅰ精制汽提塔部分的工艺流程图和汽提塔在生产过程中的作用介绍如下：

1.1 工艺过程

原料水经过原料水进料泵（P4301）加压，以的流量，分两路进料。一路冷进料：直接去塔顶；一路热进料：由原料水-净化水换热器（E4301），再经过E3405和E3404换热，进入汽提塔（T3401）的第一层塔盘。塔底用1.0MPa蒸汽直接加热汽提。汽提塔底净化水与原料水及液化石油气脱硫醇部分催化剂碱液换热，净化水冷却器（E3403）冷却，再经过净化水加压泵（P3403A/B）加压后送往常压装置回用或直接排往含油污水管网。

2 汽提塔原来的仪表显示和调节阀存在的问题

Ⅰ精制汽提塔的系统压力表安装在塔顶尾气出口DN80的管线上，仪表引压线经常被氨结晶堵死，压力变送器不能正常显示。汽提塔塔底液位实际高有6米，塔底液位测量采用差压变送器，并且测量范围只有最高处的1.5米，这使得塔底液位在低于4.5米时不能准确知道塔底液位的高度，给操作带来很大的不便。原料水的进塔和净化水出塔流量都采用的是靶式流量计，靶式流量计的准确度不高，进料和出料能相差4立方米左右。汽提塔侧线抽出调节阀内采用的是橡皮软密封，经过3个月左右的使用后，就出现关不死的现象，检修时打开一看，就发现橡皮软密封已经变形卡死，调节阀只能从100%全开到50%的开度状态。

3 自动控制系统存在的问题

Ⅰ精制车间汽提塔（T3401），进塔的物质有原料水和蒸汽；出塔的有净化水、蒸汽冷凝水、尾气。这当中，进塔蒸汽和进塔的原料水有自动控制回路（如图1所示）。

进塔的蒸汽靠自身流量控制蒸汽进塔流量：如果流量大，调节阀关小；流量小，调节阀开大。但是，当塔内压力低时，需要增大进汽提塔的蒸汽流量；而蒸汽流量大，调节阀要关小，此时不能实现蒸汽进装置的自动控制。

出塔的净化水也是靠自身流量控制：如果流量大，调节阀关小；流量小，调节阀开大。但是，汽提塔液位高时，需要增大净化水出塔流量；而流量大，调节阀就要关小，此时不能实现汽提塔液位的自动控制。

4.1 汽提塔压力显示

汽提塔压力显示选择DN50深入式压力变送器，优点：一次解决问题，不需要伴热，节约能源、蒸汽。

4.2 汽提塔塔底液位

汽提塔塔底液位改为双法兰液位差压变送器，从新动焊开孔，放大测量范围。优点：不需要灌液位变送器的负引压线，测量准确；不需要伴热，节约能源，仪表维护难度少。

4.3 进塔原料水和出塔净化水的流量

进塔原料水和出塔净化水的流量采用电磁流量计，优点：只需要设定流量量程就能使用，不需要伴热，仪表维护难度较小。

4.4 侧线抽出调节阀

将原来碟阀阀体部分的橡皮软密封改为硬密封。优点：不需要对工艺管线动焊，能利用原来的执行机构，费用少。

5 针对汽提塔的塔底液位控制和压力控制进行方案设计及实施

5.1 液位控制

原料水进塔和净化水出塔是汽提塔液位的决定因素，为了实现汽提塔液位的自动控制，我们设计了3套方案。

方案一：在原料水的进塔管线上设一调节阀，用汽提塔的液位进行控制。

缺点：不管调节阀加在冷进料管线还是热进料管线，都存在如下问题：因为原料水进塔是分两路进料，一路调节阀关小，流量减少，另一路抢料，流量增大。工程量大：需要将装置停下，拆除原来的调节阀，重新焊接管线；重新安装一套调节阀；然后进行试压重新开车。

方案二：在汽提塔净化水出塔管线紧挨汽提塔的位置上设一调节阀，用汽提塔的液位进行控制，实现汽提塔的液位自动控制。

缺点：后面11个换热器流量没有保证。优点：不存在调节置后等问题，调试简单。

方案三：在汽提塔的净化水出塔管线上，E3409后面设一调节阀，用汽提塔的液位进行控制，实现汽提塔的液位自动控制。

优点：只需一套控制线路，实现汽提塔的自动控制，并且能保证后面并联、串联11个换热器流量。缺点：汽提塔的净化水出塔，经过并联、串联11个换热器后才到自动控制调节阀。当汽提塔的液位低时，调节阀关小，而11个换热器需要灌满，汽提塔的液位继续降低；当汽提塔的液位高时，调节阀开大，而11个换热器需要先降低液位，汽提塔的液位居高不下，从而造成汽提塔自动控制置后。

在汽提塔的净化水出塔管线上，E3409后面设一调节阀，用汽提塔的液位进行控制只是控制参数设定困难，但是最符合生产要求，因此经过论证，我们决定采用方案三。我们在净化水经过换热器E3409后的总管线上设一调节阀，再用汽提塔的液位（LICA5303）来实现自动控制。

5.2 压力控制

蒸汽进塔、蒸汽出塔和尾气出塔对汽提塔的压力和温度起决定的因素，为了实现汽提塔压力和温度的自动控制，我们设计了3套方案。

方案一：蒸汽进塔用汽提塔的系统压力（PRC5302）来实现自动控制。蒸汽管网的蒸汽压力在0.8～1.0MPa之间，温度在240℃左右，对改变汽提塔的压力、温度能起决定因素。

方案二：尾气（包括：塔顶尾气和侧线粗氨气）出塔用汽提塔的系统压力（PRC5302）来实现自动控制。

缺点：首先，汽提的主要目的除去水中的H2S和氨。塔顶尾气和侧线粗氨气的排出就是这个目的，一旦减少排出，就是减弱汽提效果。其次，无论塔顶尾气还是侧线粗氨气都有氨，减少排出流量，温度降低就容易结晶，阻塞管线。

方案三：蒸汽出塔用汽提塔的系统压力（PRC5302）来实现自动控制。

缺点：蒸汽出塔后，再经过塔底冲沸器进行循环，再进入汽提塔，这只是工艺流程上的辅助调节，不能很好地对汽提塔的系统压力和温度进行自动控制。

经过论证，我们决定采用方案一。汽提塔的系统压力表安装在塔顶尾气出口DN80的管线上，仪表引压线经常被氨结晶堵死，压力变送器不能正常显示。我们在汽提塔塔底三层液相（液相无硫化物结晶气体）位置重新增设一套压力测量显示（PRC5308），彻底解决了塔顶压力变送器引压线易堵的问题，再在该压力与蒸汽流量设一控制回路。并且在塔底蒸汽流量控制回路（FRC5302）和新增塔底压力控制回路的跨路之间加装一个回路转换开关，实现了可用塔底压力控制塔底进蒸汽量，又可用塔底进蒸汽流量测量系统控制塔底蒸汽量。这样当通常情况下，用汽提塔的系统压力（PRC5308）控制进塔蒸汽量。当特殊情况下（主要是当蒸汽管网压力低于0.8MPa），用塔底蒸汽流量控制系统来控制进塔蒸汽量。

5.3 参数设定

首先给定一个比例（P）值，反复试验，当出现等幅震荡为止；然后给定一个微分（I）值，反复试验使得控制值成为类直线；最后给定一个积分（D）值使得控制值在技术参数要求值内。

参考文献

[1] 陈洪金，岳智.仪表工程施工手册[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2] 孙金瑜，向守源，丁传峰，等.仪表维修工[M].北京：中国石油大学出版社，2011.

[3] 吴俊良，刘彦波，王存申，等.仪表[M].北京：中国石化出版社，2004.

[4] 吴国熙.调节阀使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2008.

[5] 乐嘉谦.仪表工手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

作者简介：周嶝皓（1978—），男，陕西延长石油（集团）公司炼化公司永坪炼油厂仪表车间工程师，研究方向：石油化工现场仪表维护。

（责任编辑：叶小坚）

缺点：首先，汽提的主要目的除去水中的H2S和氨。塔顶尾气和侧线粗氨气的排出就是这个目的，一旦减少排出，就是减弱汽提效果。其次，无论塔顶尾气还是侧线粗氨气都有氨，减少排出流量，温度降低就容易结晶，阻塞管线。

方案三：蒸汽出塔用汽提塔的系统压力（PRC5302）来实现自动控制。

缺点：蒸汽出塔后，再经过塔底冲沸器进行循环，再进入汽提塔，这只是工艺流程上的辅助调节，不能很好地对汽提塔的系统压力和温度进行自动控制。

经过论证，我们决定采用方案一。汽提塔的系统压力表安装在塔顶尾气出口DN80的管线上，仪表引压线经常被氨结晶堵死，压力变送器不能正常显示。我们在汽提塔塔底三层液相（液相无硫化物结晶气体）位置重新增设一套压力测量显示（PRC5308），彻底解决了塔顶压力变送器引压线易堵的问题，再在该压力与蒸汽流量设一控制回路。并且在塔底蒸汽流量控制回路（FRC5302）和新增塔底压力控制回路的跨路之间加装一个回路转换开关，实现了可用塔底压力控制塔底进蒸汽量，又可用塔底进蒸汽流量测量系统控制塔底蒸汽量。这样当通常情况下，用汽提塔的系统压力（PRC5308）控制进塔蒸汽量。当特殊情况下（主要是当蒸汽管网压力低于0.8MPa），用塔底蒸汽流量控制系统来控制进塔蒸汽量。

5.3 参数设定

首先给定一个比例（P）值，反复试验，当出现等幅震荡为止；然后给定一个微分（I）值，反复试验使得控制值成为类直线；最后给定一个积分（D）值使得控制值在技术参数要求值内。

参考文献

[1] 陈洪金，岳智.仪表工程施工手册[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2] 孙金瑜，向守源，丁传峰，等.仪表维修工[M].北京：中国石油大学出版社，2011.

[3] 吴俊良，刘彦波，王存申，等.仪表[M].北京：中国石化出版社，2004.

[4] 吴国熙.调节阀使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2008.

[5] 乐嘉谦.仪表工手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

作者简介：周嶝皓（1978—），男，陕西延长石油（集团）公司炼化公司永坪炼油厂仪表车间工程师，研究方向：石油化工现场仪表维护。

（责任编辑：叶小坚）

缺点：首先，汽提的主要目的除去水中的H2S和氨。塔顶尾气和侧线粗氨气的排出就是这个目的，一旦减少排出，就是减弱汽提效果。其次，无论塔顶尾气还是侧线粗氨气都有氨，减少排出流量，温度降低就容易结晶，阻塞管线。

方案三：蒸汽出塔用汽提塔的系统压力（PRC5302）来实现自动控制。

缺点：蒸汽出塔后，再经过塔底冲沸器进行循环，再进入汽提塔，这只是工艺流程上的辅助调节，不能很好地对汽提塔的系统压力和温度进行自动控制。

经过论证，我们决定采用方案一。汽提塔的系统压力表安装在塔顶尾气出口DN80的管线上，仪表引压线经常被氨结晶堵死，压力变送器不能正常显示。我们在汽提塔塔底三层液相（液相无硫化物结晶气体）位置重新增设一套压力测量显示（PRC5308），彻底解决了塔顶压力变送器引压线易堵的问题，再在该压力与蒸汽流量设一控制回路。并且在塔底蒸汽流量控制回路（FRC5302）和新增塔底压力控制回路的跨路之间加装一个回路转换开关，实现了可用塔底压力控制塔底进蒸汽量，又可用塔底进蒸汽流量测量系统控制塔底蒸汽量。这样当通常情况下，用汽提塔的系统压力（PRC5308）控制进塔蒸汽量。当特殊情况下（主要是当蒸汽管网压力低于0.8MPa），用塔底蒸汽流量控制系统来控制进塔蒸汽量。

5.3 参数设定

首先给定一个比例（P）值，反复试验，当出现等幅震荡为止；然后给定一个微分（I）值，反复试验使得控制值成为类直线；最后给定一个积分（D）值使得控制值在技术参数要求值内。

参考文献

[1] 陈洪金，岳智.仪表工程施工手册[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2] 孙金瑜，向守源，丁传峰，等.仪表维修工[M].北京：中国石油大学出版社，2011.

[3] 吴俊良，刘彦波，王存申，等.仪表[M].北京：中国石化出版社，2004.

[4] 吴国熙.调节阀使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2008.

[5] 乐嘉谦.仪表工手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

作者简介：周嶝皓（1978—），男，陕西延长石油（集团）公司炼化公司永坪炼油厂仪表车间工程师，研究方向：石油化工现场仪表维护。

（责任编辑：叶小坚）