淺析壓力變送器在蠟油加氫裂化裝置中的應用

摘 要：根據ReactoGard V自動(dòng)壓力變送器在某石化公司蠟油加氫裂化裝置上的應用情況，介紹了壓力變送器系統的工作過(guò)程、操作方法以及常見(jiàn)故障的處理方法。實(shí)際應用表明，該壓力變送器自動(dòng)化程度高，過(guò)濾精度高，能有效減少原料油中的雜質(zhì)，為蠟油加氫裂化裝置提供合格的原料，為裝置的安全穩定運行提供了保障。

0 引言

某石化公司210萬(wàn)t/ 年蠟油加氫裂化裝置的原料油為減壓蠟油，含有大量雜質(zhì)。蠟油若不經(jīng)過(guò)濾直接進(jìn)入加氫裂化裝置會(huì )使換熱器或其他設備結垢或堵塞，降低換熱器的換熱效果 [1] ，還有可能污染催化劑，使其活性降低，造成反應器床層壓降增大，導致催化劑失效，非常終導致反應器不定期停工，以清除污垢微粒。對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，維修和停工意味著(zhù)減少生產(chǎn)量，增加額外勞動(dòng)量，并增加更換反應器和催化劑等相關(guān)成本，降低生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟效益。為了避免此類(lèi)現象的發(fā)生，蠟油加氫裂化裝置采用原料油自動(dòng)壓力變送器系統，濾除＞25 μm以上雜質(zhì)，以減緩反應器壓降增長(cháng)速度，延長(cháng)裝置使用周期。

1 ReactoGard V自動(dòng)壓力變送器介紹

1.1 基本結構

每套ReactoGard V自動(dòng)壓力變送器由6個(gè)濾桶、轉向閥及其附件（電磁閥、鎖銷(xiāo)、接近開(kāi)關(guān)等）組成，其外形結構所示。

1.2 工作過(guò)程

在正常過(guò)濾過(guò)程中，未經(jīng)過(guò)濾的原料由下部進(jìn)料口流入進(jìn)口總管，然后均勻流入各濾筒中；原料由外到內流經(jīng)各濾棒；濾后液通過(guò)出口收集箱流入裝置下游；在過(guò)濾過(guò)程中，顆粒聚集在濾棒外表面，產(chǎn)生壓差，濾后干凈的流體從每個(gè)濾筒上部匯集到出口油路塊，進(jìn)入原料油緩沖罐。當壓差達到設定值120 kPa或達到定時(shí)時(shí)間時(shí)，由程序控制進(jìn)行反沖洗。反沖洗時(shí)，壓力變送器底部轉向閥執行機構旋轉，將閥芯對準6個(gè)濾筒中其中一個(gè)，此時(shí)該濾筒不再進(jìn)行過(guò)濾工作，而轉入反沖洗工作；下部排污閥會(huì )打開(kāi)，出口收集腔和排污管口產(chǎn)生壓差，使部分出口收集腔的濾液通過(guò)該濾筒逆向流動(dòng)；濾液從濾芯內流出，把濾網(wǎng)外的雜質(zhì)沖出排污口進(jìn)入反沖洗油罐；然后排污閥關(guān)閉，將轉向閥旋轉至下個(gè)濾筒，周而復始直到8組壓力變送器全部沖洗完畢。

2 自動(dòng)壓力變送器系統

2.1 系統結構

蠟油加氫裂化自動(dòng)壓力變送器系統主要由8組壓力變送器、排污閥及接口管道、自動(dòng)控制系統構成。其中自動(dòng)控制系統由閥門(mén)、現場(chǎng)儀表、就地操作面板、中間接線(xiàn)箱及DCS（Distributed Control System）系統構成?，F場(chǎng)儀表及閥門(mén)主要由轉向閥、母位（初始位置）及濾筒限位開(kāi)關(guān)、排污閥、鎖銷(xiāo)、電磁閥、中間接線(xiàn)箱等構成。壓力變送器系統所有過(guò)濾單元由裝置主控制系統DCS自動(dòng)控制，便于在外操室及中控室監控壓力變送器動(dòng)作及運行狀態(tài)。DCS操作界所示。

下面對操作界面進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

（1）MASTER：設置某組壓力變送器為主機，此時(shí)該組壓力變送器MASTER按鈕會(huì )變綠，其他組設備為從機。此時(shí)該組壓力變送器運行時(shí)間開(kāi)始計時(shí)。當運行時(shí)間達到240 min或壓差、手動(dòng)沖洗條件滿(mǎn)足后，從主機開(kāi)始反沖洗。因此需要在8組設備中設置一個(gè)主機，且只能設置一個(gè)主機。主機清洗完成后，會(huì )發(fā)送信號給下一臺從機，如果該從機沒(méi)有錯誤報警，并轉向閥處于初始位置，便可以激活該組的清洗模式，第一臺從機清洗完成后順序發(fā)送信號給第二臺從機，直至所有從機都清洗完成。（2）HOME：母位。過(guò)濾狀態(tài)下的初始位置，即母位限位開(kāi)關(guān)對準轉向閥限位開(kāi)關(guān)目標輪長(cháng)齒輪。過(guò)濾狀態(tài)下， “過(guò)濾”和“HOME”指示燈會(huì )變綠。（3）STATION：桶位。即轉向閥轉動(dòng)過(guò)程中，當限位開(kāi)關(guān)目標輪長(cháng)齒輪對準濾筒，濾筒限位開(kāi)關(guān)檢測到短齒輪位置信號時(shí)將轉向閥停止，濾筒進(jìn)行反沖洗。反沖洗狀態(tài)下， “反洗”和“STATION”指示燈變綠。（4）SystemOn：設備投用設置開(kāi)關(guān)。當某組壓力變送器選擇SystemOn后，該組壓力變送器會(huì )投用到自動(dòng)控制中。若SystemOn切除，則現場(chǎng)操作面板Onstream指示燈滅，該組壓力變送器旁路不會(huì )投用，即進(jìn)入離線(xiàn)模式。設置成旁路的設備在程序上會(huì )被跳 過(guò) ，不 影響 其 他 組設 備 的 操作 。（5） 手 動(dòng) 沖 洗 ：當“MASTER”過(guò)濾組選擇“手動(dòng)沖洗”后，整個(gè)過(guò)濾系統進(jìn)入反沖洗程序，且一直處于反沖洗狀態(tài)，要停止某組壓力變送器反沖洗狀態(tài)需將“SystemOn”切除。其他從機選擇此信號時(shí)，只有該從機進(jìn)入反沖洗。

2.2 工作模式

2.2.1 過(guò)濾模式

現場(chǎng)操作面板Onstream綠燈亮。正常狀態(tài)下，設備絕大部分處于過(guò)濾狀態(tài)。過(guò)濾不受程序控制，打開(kāi)進(jìn)出口隔斷閥門(mén)，所有濾筒就始終處于過(guò)濾狀態(tài)。通電后綠燈會(huì )亮，如果有錯誤，綠燈會(huì )閃爍。綠燈亮后，設備會(huì )自檢，尋找各自的初始位置；鎖銷(xiāo)氣缸松開(kāi)，轉向閥間歇轉動(dòng)尋找初始位置，找到初始位置后，設備等待清洗指令。

2.2.2 清洗模式

現場(chǎng)操作面板CLEAN黃燈亮。當濾網(wǎng)外表面雜質(zhì)（濾餅）越積越多的時(shí)候，設備進(jìn)出口壓差就會(huì )增加，設備濾網(wǎng)在濾餅達到一定厚度時(shí)需要進(jìn)行清洗來(lái)維持一個(gè)低壓差。激活清洗模式需要滿(mǎn)足以下3個(gè)條件：（1）設定壓差。壓差由進(jìn)出口總管的壓差變送器測得，設定值為120 kPa。正常工況下，濾網(wǎng)的凈壓降非常大為20～30 kPa。當壓差達到設定值，會(huì )優(yōu)先越權啟動(dòng)清洗模式。DCS控制界面上可以看得到設定值與實(shí)際值。（2）人工啟動(dòng)清洗?，F場(chǎng)操作面板或DCS操作站遠程啟動(dòng)?，F場(chǎng)操作面板上有旋鈕開(kāi)關(guān)，設置了3個(gè)位置：?jiǎn)?dòng)、停止、手動(dòng)清洗。遠程啟動(dòng)模式可以由控制室操作人員通過(guò)控制界面上“手動(dòng)沖洗”按鈕強制越權啟動(dòng)清洗模式。短時(shí)間多次點(diǎn)動(dòng)“手動(dòng)沖洗”會(huì )導致過(guò)度反沖洗誤報警。（3）定時(shí)清洗時(shí)間。設定值為240 min。定時(shí)清洗在沒(méi)有壓差和人工啟動(dòng)清洗的情況下作為備用清洗模式，但是正常情況下，設備大部分時(shí)候由定時(shí)時(shí)間控制反沖洗。只要壓差達到設定值或人工啟動(dòng)，無(wú)論定時(shí)時(shí)間是否達到，都會(huì )啟動(dòng)清洗模式。當壓差、人工啟動(dòng)、定時(shí)時(shí)間都達到后，系統就會(huì )激活清洗模式，首先從主機開(kāi)始依次到各個(gè)從機。所有設備必須有且只能有一個(gè)主機，否則程序無(wú)法運行。正常清洗模式下，只有一組設備處于清洗狀態(tài)，其余各組設備仍然處于過(guò)濾狀態(tài)，而且對于正在清洗的該組設備，也僅有一個(gè)濾筒在清洗，其余5個(gè)濾筒處于過(guò)濾狀態(tài)。

3 系統運行問(wèn)題及處理

此套壓力變送器系統從投用到現在已有兩個(gè)多月，其間這8組壓力變送器運行出現過(guò)多次問(wèn)題，通過(guò)現場(chǎng)排查，發(fā)現有很多原因，下面主要總結運行中出現的問(wèn)題及處理方法。以下錯誤信號用于對設備清洗模式運行進(jìn)行監控。出現以下錯誤信號后，第一反應是通過(guò)DCS畫(huà)面“SystemOn”按鈕切除再投用，或就地操作面板上旋鈕開(kāi)關(guān)RUN和STOP切換重啟一次，有些錯誤就不會(huì )再出現。如果還有錯誤，就需要根據以下說(shuō)明來(lái)查找原因和解決方案。

3.1 系統運行問(wèn)題

3.1.1 過(guò)度清洗

當程序計時(shí)30 min內，某組設備反沖洗了4次，就會(huì )出現過(guò)度清洗的報警。大部分情況下該錯誤由系統高壓差引起，有時(shí)由于多次點(diǎn)擊“手動(dòng)沖洗”按鈕誤操作引起。出現過(guò)度反沖洗時(shí)，首先將現場(chǎng)操作面板上的旋鈕轉到STOP位置，然后再打回RUN，將錯誤清零重啟。然后通過(guò)修改參數設置來(lái)改進(jìn)反沖洗效果。比如減少清洗間隔時(shí)間，增加反向清洗時(shí)間，減小壓差設定值，大部分情況下都能將錯誤消除。非常惡劣的工況是濾芯臟得太快需要清洗濾網(wǎng)。

3.1.2 初始位置丟失（Home Lost）

設備通電后，會(huì )自動(dòng)找初始位置，正常過(guò)濾狀態(tài)下，設備一直處于初始位置，如果檢測不到初始位置，就會(huì )激活找初始位置程序，轉向閥旋轉尋找，直到找到為止。如果在設定的動(dòng)作次數內沒(méi)有找到初始位置，設備就會(huì )出現該報警。如果出現位置丟失，很有可能是轉向閥無(wú)法旋轉，可能是接近開(kāi)關(guān)松動(dòng)或損壞，氣壓太低，轉向閥卡住或者電磁閥、鎖銷(xiāo)、執行機構故障等。鎖銷(xiāo)與滾筒輪之間的連接螺絲松動(dòng)易造成脫節導致鎖銷(xiāo)故障。

3.1.3 初始位置卡?。℉ome Stuck）

清洗模式被激活后，轉向閥需要旋轉離開(kāi)初始位置，當設定時(shí)間內轉向閥始終停留在初始位置，就會(huì )出現該報警。原因可能是低氣壓，轉向閥卡住，電磁閥故障（排氣口堵塞）等。

3.1.4 濾筒位置丟失（Station Lost）

清洗模式下，轉向閥連續幾次清洗循環(huán)始終找不到濾筒位置就會(huì )報警。原因可能是接近開(kāi)關(guān)松動(dòng)或損壞，低氣壓，電磁閥或執行機構故障。

3.1.5 濾筒位置卡?。⊿tation Stuck）

清洗模式下，濾筒在設定時(shí)間內無(wú)法轉動(dòng)離開(kāi)某濾筒位置就會(huì )報警。原因可能是轉向閥卡住，低氣壓或電磁閥、執行機構故障。

3.1.6 軸封處漏油問(wèn)題

裝置開(kāi)工之初轉向閥執行機構軸封處有漏油情況，上下轉向閥連接軸使石墨盤(pán)根壓緊密封，長(cháng)時(shí)間磨損后需要再擰緊兩個(gè)壓緊螺栓。推薦3個(gè)月左右擰緊一次。具體磨損程度取決于設備清洗頻率。

3.2 處理方法

關(guān)于轉向閥卡住問(wèn)題，可以通過(guò)以下步驟解決：將操作面板上的旋鈕轉到STOP位置，然后再打回RUN，重啟一下，看能否消除錯誤信號；現場(chǎng)關(guān)閉氣源幾秒后再打開(kāi)；加大氣壓，嘗試通過(guò)增大氣壓轉動(dòng)轉向閥；旋轉電磁閥放空口絲堵，適當調節至合適位置。如果仍然不能轉動(dòng)，就需要手動(dòng)旋轉轉向閥，先切斷氣源，將鎖銷(xiāo)氣缸桿撥回，松開(kāi)執行機構上面的指示帽，通過(guò)扳手或管制鉗順時(shí)針旋轉執行機構的伸出軸，有一點(diǎn)阻力屬于正?，F象（來(lái)自執行機構彈簧）；如果還是無(wú)法檸動(dòng)，就需要拆除上面的執行機構，用扳手順時(shí)針扳動(dòng)中間的黑色棘輪，不能用加力桿，否則會(huì )損壞連接軸。連續旋轉若干圈就能克服該問(wèn)題。氣壓低可通過(guò)調節供風(fēng)氣路上過(guò)濾減壓閥的旋鈕調大氣壓。

常見(jiàn)的電磁閥故障有電磁閥氣路堵、排氣口堵、電磁閥損壞等。經(jīng)疏通氣路或更換新的電磁閥可解決該問(wèn)題。如果出現Home Lost或Station Lost問(wèn)題，原因可能是接近開(kāi)關(guān)損壞或松開(kāi)，導致接近開(kāi)關(guān)和下方的感應手指間距變大，這時(shí)需要更換新的接近開(kāi)關(guān)或者松開(kāi)接近開(kāi)關(guān)，轉動(dòng)微調接近開(kāi)關(guān)和感應手指盤(pán)的間距（推薦在1～2 mm）。

4 結語(yǔ)

在高溫減壓蠟油工況下應用自動(dòng)壓力變送器，由于其設備制造成熟，過(guò)濾精度高，自動(dòng)化程度高，避免了設備結垢或堵塞，大大降低了反應器催化劑失效的風(fēng)險，減緩了反應器壓降增長(cháng)速度，提高了裝置經(jīng)濟效益，延長(cháng)了裝置使用周期，具有很大的推廣意義。