Modificación del sistema de control de la capa de revestimiento del compresor de antorcha de una planta petroquímica

Introducción y descripción general del proyecto

En términos de producción petroquímica, la unidad de recuperación de gases de combustión configurada desempeña un papel crucial como dispositivo de protección ambiental y ahorro de energía. Puede recuperar emisiones de gases de múltiples conjuntos de plantas químicas, como unidades de refinación, y reutilizar los gases recuperados en forma de gas combustible. Esto no solo reduce la contaminación ambiental, sino que también ahorra energía y recursos, impulsando el desarrollo sostenible de las empresas petroquímicas.

En el sistema de recuperación de gas de antorcha, el compresor desempeña un papel fundamental como equipo central. En aplicaciones prácticas, a medida que aumentan los años de funcionamiento, el rendimiento del compresor disminuye gradualmente. Para garantizar su funcionamiento eficiente y seguro, es necesario realizar tareas de mantenimiento y optimización. Al abordar las fallas existentes en su funcionamiento mediante la optimización y el reacondicionamiento, se puede garantizar el nivel de rendimiento del compresor, logrando así los beneficios operativos de la unidad.

El sistema de recuperación de gas de combustión de una determinada planta petroquímica utiliza el compresor de tornillo WLVT 321/19350 (1335S), con un sistema de control de GEA FES System GmbH, Alemania. El sistema de control emplea un núcleo de control de placa base con microprocesador, junto con un panel de control Micro III del compresor de la serie S y MCP-94. El principal desafío y riesgo técnico de este proyecto radica en el hecho de que el programa de control no es de código abierto. Por lo tanto, el desarrollo de un programa de sistema de control diseñado específicamente para este compresor se basa en los datos técnicos transferidos desde el proyecto del sistema, los parámetros almacenados en el panel de control, algunos datos del proceso de producción conocidos por los operadores del instrumento y del proceso, y condiciones de interbloqueo.

Introducción al compresor

El compresor de tornillo WLVT 321/19350 (1335S) es un compresor de flujo axial helicoidal de desplazamiento positivo diseñado para comprimir gases de proceso y refrigerantes. El compresor consta de un sistema de lubricación, un sistema de separación de aceite, un sistema de enfriamiento de aceite y un sistema hidráulico.

Sistema de lubricación del compresor El aceite del separador se transfiere a la entrada de la bomba de aceite a través de un filtro grueso, se bombea al tanque de aceite principal a través de un filtro de aceite por la bomba de aceite y luego se distribuye a varias partes del compresor. El exceso de aceite se devuelve al separador a través de un regulador de presión diferencial para controlar la presión de aceite suministrada al compresor.

Sistema de separación de aceite del compresor Dado que el compresor de tornillo utiliza aceite para enfriar, sellar y lubricar, el aceite se mezcla con el gas de proceso y debe separarse del flujo de gas de proceso antes de ingresar a otras partes del sistema. FES emplea un diseño de sistema de separación de aceite de dos etapas eficiente para separar casi todos los gases de proceso del aceite.

Sistema de enfriamiento del compresor La unidad compresora está equipada con un enfriador de aceite y agua provisto e instalado por el usuario. El sistema utiliza una válvula de control de temperatura de tres vías (AMOT) para mezclar el aceite de máquina frío del enfriador de aceite con el aceite de máquina caliente del separador de aceite para controlar la temperatura del aceite.

Sistema hidráulico del compresor El compresor utiliza potencia hidráulica para operar el sistema de control de carga. Cuando el compresor funciona en condiciones de carga completa, la válvula de corredera está en la posición de tope deslizante. A medida que la válvula de corredera se mueve desde la posición de tope deslizante, comienza la descarga, abriendo la derivación para que el gas de proceso fluya de regreso a la entrada. La unidad utiliza aceite de máquina a alta presión para cargar y descargar el compresor, logrando el movimiento de la válvula de corredera al presurizar un lado del pistón hidráulico y descargar el otro lado.

Funciones del sistema de control

1. Flujo de proceso del sistema La interfaz de flujo de proceso del sistema de control del compresor monitorea principalmente el estado del interruptor de alarma del límite superior del interruptor de nivel en el tanque separador, la alta presión diferencial en el filtro del tanque separador y el límite inferior del nivel del separador de aceite. Monitorea datos relacionados con la presión, el diferencial de presión, la temperatura, la posición de la válvula deslizante, la corriente del motor y otros parámetros relacionados con el proceso y el equipo. También monitorea y controla el estado operativo del equipo como el compresor, la bomba de aceite, la válvula de carga, la válvula de descarga, la válvula de aislamiento del suministro de nitrógeno, la válvula de aislamiento de descarga de gas de soplado, la válvula de aislamiento de la tubería de entrada, la válvula de aislamiento de derivación de gas de alta temperatura y la válvula de control de inyección de combustible. La válvula de control de inyección de combustible se utiliza para controlar la temperatura de salida del compresor: modo manual para el ajuste manual de la apertura de la válvula y modo automático para el ajuste de parámetros de ajuste PID.

El monitoreo del sistema de control también incluye interfaces para condiciones de arranque, procedimientos de arranque/apagado, procedimientos de enclavamiento/apagado de emergencia, pantallas de enclavamiento, configuraciones de parámetros de rango/alarma/enclavamiento, configuraciones de parámetros de proceso del sistema, etc. (las subpantallas se pueden abrir haciendo clic en los botones de pantalla en la interfaz de monitoreo del flujo del proceso).

2. Condiciones de inicio del sistema Antes de iniciar el sistema, asegúrese de que se cumplan las condiciones de "listo para iniciar", es decir, que el fondo de "listo para iniciar" sea verde. Si el fondo es blanco, al hacer clic en él aparecerán los detalles de las condiciones de "listo para iniciar" (si se cumplen las condiciones, el fondo se vuelve verde; de ​​lo contrario, permanece blanco).

3. Inicio del sistema/Apagado normal 3.1. Pasos para el inicio del sistema

En el caso de equipos recién instalados o equipos que hayan sido sometidos a una parada por mantenimiento o mantenimiento preventivo y se estén reiniciando, se deben seguir los siguientes pasos durante el arranque del compresor:

1. Compruebe el nivel de aceite en el separador de aceite. En estado parado, el nivel de aceite debe estar en la mitad del indicador de nivel superior. Durante el funcionamiento del compresor, el nivel de aceite no debe estar por debajo del indicador de nivel inferior.

2. Verifique las posiciones de todas las válvulas de la siguiente manera:

a) A menos que se indique lo contrario en el diagrama de tuberías de la unidad compresora FES, todas las válvulas de alivio de presión no esenciales deben estar completamente abiertas.

b) La válvula dosificadora de inyección de aceite del motor principal debe estar completamente abierta.

c) Para mantener suficiente presión de aceite o reducir el ruido debido al flujo excesivo de aceite, puede ser necesario restringir la válvula principal de inyección de aceite del motor.

d) Abra la válvula de suministro de aceite a la interfaz del compresor.

e) Abra todas las válvulas del transductor de presión. Asegúrese de que todas las válvulas de purga y ventilación estén cerradas.

f) Todas las válvulas de aislamiento de salida de los dos filtros de aceite deben estar completamente abiertas. La válvula de aislamiento de entrada del filtro de aceite de reserva debe estar cerrada.

g) Abra la primera válvula dosificadora de retorno de aceite. La válvula de cierre de mantenimiento debe estar completamente abierta.

h) Abra la válvula de aislamiento en la salida de la válvula de control de presión diferencial de aceite.

3. Consulte el diagrama de tuberías de FES y configure las posiciones de las válvulas de todas las demás válvulas a los ajustes de funcionamiento normales.

4. Encienda el sistema de control.

5. Encienda el circuito de alimentación del separador de aceite. La alimentación debe aplicarse 24 horas antes de poner en marcha el compresor o según sea necesario para calentar el aceite a al menos 95 °F antes de poner en marcha el compresor.

6. Asegúrese de que el disyuntor del motor del compresor esté abierto.

7. Cierre el disyuntor del motor del compresor.
   
   Pulse el botón de inicio del sistema. Esto pondrá en marcha el compresor. La secuencia de arranque del compresor cambiará entonces al modo automático y ocurrirá lo siguiente:

8. 1. Si intenta iniciar el compresor dentro del rango de retardo anti-reciclaje, el arranque del compresor se retrasará hasta que se complete el período de retardo anti-reciclaje.

   2. Si el compresor no se ha iniciado recientemente o el temporizador antirreciclaje ha expirado, ocurrirá simultáneamente lo siguiente:

   a) Se encenderá la luz indicadora de funcionamiento de la bomba de aceite del compresor. La bomba de aceite se pondrá en marcha y establecerá la presión de aceite. La presión de aceite debe establecerse en un plazo de 10 segundos; de lo contrario, se interrumpirá la secuencia de arranque y el compresor no arrancará.

   b) La válvula corredera se moverá a la posición de descarga (menos del 5%).

   c) Cuando la posición de la válvula corrediza del compresor esté por debajo del 5% y se haya establecido la presión de aceite, ocurrirá lo siguiente:

   • El compresor se pondrá en marcha.
   • Habrá un retraso de 15 segundos antes de que el compresor comience a cargarse.
   • Al arrancar el compresor, el temporizador de arranque acumulativo comenzará a contar, mostrando el tiempo total de funcionamiento del compresor.
   3. En este punto, el compresor comenzará a funcionar automáticamente. El panel de control FES ajustará la carga y descarga de la válvula de corredera del compresor para mantener la presión de salida de la unidad requerida.
   1. Procedimiento de apagado normal del sistema

   Se recomienda descargar el compresor antes de detenerlo. Presione el botón de parada del compresor para iniciar la secuencia de apagado normal, que activará las siguientes acciones al presionarlo.

   Mientras el compresor esté en funcionamiento, el nitrógeno se activará primero. Durante la fase de retardo de "parada", se producirán automáticamente las siguientes acciones:

   1. El compresor se descargará hasta la posición más baja de la válvula corrediza.

   2. Se abrirá la válvula de aislamiento del suministro de nitrógeno de 3".

   3. Se abrirá la válvula de aislamiento de descarga de gas de soplado de 3".

   4. La válvula de aislamiento de la tubería de entrada de 10" se cerrará.

   5. La válvula de aislamiento de derivación de gas de alta temperatura de 3" se abrirá para garantizar una presión de entrada positiva.

   El compresor seguirá funcionando durante unos minutos, expulsando la mayor parte (si no todo) del "gas de soplete" del compresor y del separador de aceite. Una vez finalizado el ciclo de expulsamiento, se producirán automáticamente las siguientes acciones:

   1. La válvula corrediza del compresor continuará manteniendo la posición mínima de la válvula.

   2. La válvula de aislamiento de suministro de nitrógeno de 3" se cerrará.

   3. La válvula de aislamiento de descarga de gas de soplado de 3" se cerrará.

   4. La válvula de aislamiento de la tubería de entrada de 10" permanecerá cerrada.

   5. La válvula de aislamiento de derivación de gas de alta temperatura de 3" se cerrará o permanecerá cerrada.

   El compresor se detendrá inmediatamente y la luz indicadora de funcionamiento del compresor se apagará.

   La bomba de aceite seguirá funcionando hasta que la posición de la válvula de corredera sea inferior al 5 % o continúe funcionando durante al menos 5 segundos, luego se detendrá y la luz indicadora de funcionamiento se apagará. Nota: Si el compresor ya está descargado, la bomba de aceite se detendrá directamente.

   **Nota: Si se presiona el botón de parada de emergencia en la caja de control de la sala de control, el botón de parada de emergencia en la caja de botones de campo, el botón de parada de emergencia en la interfaz de proceso o cualquier arranque automático del sistema de seguridad en el compresor, la lógica del software omitirá y finalizará el proceso de purga. El compresor se detendrá inmediatamente. Después de una parada de emergencia, la unidad compresora debe purgarse manualmente. Para este propósito, hay una válvula de derivación manual de 3" cerca de las válvulas de aislamiento de "suministro de nitrógeno" y "descarga de gas de purga".
   
   
   

   Resumen:

   Durante el proceso de implementación del proyecto de renovación del sistema de control del compresor, enfrentamos una presión considerable y numerosos desafíos durante la fase de depuración. Gracias a los esfuerzos colectivos de todo el personal involucrado, el proyecto se completó con éxito a tiempo. También obtuvimos una valiosa experiencia técnica de este proceso, que se ha resumido para que sirva como una buena guía para futuras implementaciones de proyectos.

   Después de la renovación del sistema de control del compresor, todos los códigos de programa están completamente abiertos al cliente, que puede utilizar el software de aplicación más conocido para él. La visualización y el diagnóstico de fallas del sistema son más intuitivos y eficientes, lo que facilita el mantenimiento y la optimización diarios del sistema. Esto ha proporcionado una gran comodidad a los operadores del sistema y al personal de mantenimiento, mejorando la eficiencia del uso del sistema. La implementación de tecnología autónoma ha reducido significativamente el período de recuperación de fallas del sistema y ha ahorrado una cantidad considerable de costos laborales, lo que genera beneficios económicos inconmensurables para una producción segura.

   Esta traducción puede perfeccionarse aún más para contextos o públicos específicos.