Petrochemical plant flare compressor veneer control system modification

石化厂火炬压缩机单板控制系统改造

介绍及项目概况

在石油化工生产中,配置的火炬气回收装置是环保节能的重要装置,可回收炼油等多套化工装置排放的气体,并将回收的气体以燃料气形式再利用,不仅减少了环境污染,还节约了能源和资源,推动了石化企业的可持续发展。

在火炬气回收装置系统中,压缩机作为核心设备起着至关重要的作用。在实际应用中,随着运行年限的增加,压缩机的性能逐渐下降,为保证其高效安全运行,需要对其进行维护和优化。通过优化改造,解决其运行中存在的缺陷,保证压缩机的性能水平,从而实现装置的运行效益。

某石化厂火炬气回收压缩机系统采用WLVT 321/19350(1335S)螺杆压缩机,控制系统采用德国GEA FES System GmbH公司产品,控制系统采用微处理器主板控制核心,MCP-94及S系列压缩机Micro III控制面板。本项目最大的挑战和技术风险在于控制程序不开源,因此根据系统项目传输过来的技术数据、控制面板存储的参数、仪表及工艺操作员已知的一些生产工艺数据以及联锁条件,开发一套专门针对该压缩机的控制系统程序。

压缩机简介

WLVT 321/19350 (1335S) 螺杆压缩机是一种正排量、螺旋轴流压缩机,设计用于压缩工艺气体和制冷剂。压缩机由润滑系统、油分离系统、油冷却系统和液压系统组成。

压缩机润滑系统分离器中的油经粗滤器输送至油泵入口,由油泵经油过滤器泵入主油箱,再分配至压缩机各部件,多余的油经压差调节器回流至分离器,以控制输送至压缩机的油压。

压缩机油分离系统由于螺杆压缩机使用油进行冷却、密封和润滑,油会与工艺气体混合,必须先将其与工艺气流分离,然后才能进入系统的其他部分。FES 采用高效的两级油分离系统设计,将几乎所有工艺气体与油分离。

压缩机冷却系统压缩机组配备由用户提供并安装的油水冷却器,系统采用三通温控阀(AMOT)将来自油冷却器的冷机油与来自油分离器的热机油混合,以控制油温。

压缩机液压系统 压缩机利用液压动力来操作负载控制系统。当压缩机在满负荷条件下运行时,滑阀处于滑动停止位置。当滑阀从滑动停止位置移动时,卸载开始,打开旁路,使工艺气体流回入口。该装置使用高压机油来加载和卸载压缩机,通过对液压活塞的一侧加压并卸载另一侧来实现滑阀的移动。

控制系统功能

  1. 系统工艺流程压缩机控制系统工艺流程界面主要监控分离罐液位开关上限、分离罐过滤器高压差、油分离器液位下限的报警开关状态,监控压力、压差、温度、滑阀位置、电机电流等工艺及设备相关参数数据,监控压缩机、油泵、加载阀、卸载阀、氮气供应隔离阀、吹气排放隔离阀、进气管路隔离阀、高温气体旁通隔离阀、喷油控制阀等设备运行状态,喷油控制阀用于控制压缩机出口温度,手动方式为手动阀门开度设定,自动方式为PID整定参数设定。

控制系统监控还包括启动条件、启动/关闭程序、联锁/紧急关闭程序、联锁屏幕、范围/报警/联锁参数设置、系统工艺参数设置等界面(点击工艺流程监控界面中的屏幕按钮可以打开子屏幕)。

  1. 系统启动条件 系统启动前,请确保“准备启动”条件满足,即“准备启动”背景为绿色,若背景为白色,点击后会弹出“准备启动”条件详情(若条件满足,背景变为绿色,否则为白色)。

  2. 系统启动/正常关机 3.1. 系统启动步骤

对于新安装的设备或经过维护或预防性维护停机后重新启动的设备,压缩机启动时应遵循以下步骤:

  1. 检查油分离器内的油位,停机状态下油位应位于上玻璃液位计的中间位置,压缩机运转时油位不应低于下玻璃液位计。

  2. 检查所有阀门的阀位如下:

a) 除非 FES 压缩机组管道图另有说明,否则所有非必要的压力释放阀都应完全打开。

b) 主机注油计量阀应完全开启。

c) 为了维持足够的油压或减少因油流量过大而产生的噪音,可能需要限制主机喷油阀。

d) 打开通向压缩机接口的输油阀。

e) 打开压力传感器的所有阀门。确保所有排气阀和清洗阀均已关闭。

f) 两台滤油器的出口隔离阀全部打开,备用滤油器的入口隔离阀关闭。

g) 打开第一回油计量阀。检修截止阀应完全打开。

h) 打开油压差控制阀出口处的隔离阀。

  1. 参考 FES 管道图,将所有其他阀门的阀门位置设置为正常运行设置。

  2. 启动控制系统。

  3. 接通油分离器电源电路。应在启动压缩机前 24 小时或根据需要接通电源,以在启动压缩机前将油加热到至少 95°F。

  4. 确保压缩机电机断路器处于断开状态。

  5. 闭合压缩机电机断路器。

    按下系统启动按钮。这将启动压缩机。然后压缩机的启动顺序将切换到自动模式,并将发生以下情况:

    1. 如果尝试在防循环延迟范围内启动压缩机,则压缩机启动将被延迟,直到防循环延迟期完成。

    2. 如果压缩机最近没有启动或者防循环定时器已过期,则会同时发生以下情况:

    a) 压缩机油泵运行指示灯亮起。油泵启动并建立油压。油压必须在 10 秒内建立;否则,启动顺序将中断,压缩机将无法启动。

    b) 滑阀将移动到卸载位置(小于5%)。

    c) 当压缩机滑阀位置低于5%且油压已建立时,将发生以下情况:

    • 压缩机将启动。
    • 压缩机开始加载前会有 15 秒的延迟。
    • 压缩机启动后,累计启动计时器开始计时,显示压缩机累计运行时间。
    1. 此时压缩机自动开始运行,FES控制面板调节压缩机滑阀的加载和卸载,以维持所需的机组出口压力。
    1. 系统正常关机程序

    建议在停机前卸载压缩机。按下压缩机停止按钮可启动正常停机序列,按下后将触发以下操作。

    压缩机运行时,首先启动氮气。在“停止”延迟阶段,将自动发生以下动作:

    1. 压缩机将卸载至最低滑阀位置。

    2. 3英寸氮气供应隔离阀将打开。

    3. 3 英寸吹气排放隔离阀将打开。

    4. 10英寸入口管道隔离阀将关闭。

    5. 3英寸高温气体旁通隔离阀将打开,以确保正入口压力。

    压缩机将继续运行几分钟,将压缩机和油分离器中的大部分(如果不是全部)“火炬气”吹出。吹出循环完成后,将自动执行以下操作:

    1. 压缩机滑阀将继续维持最小阀门位置。

    2. 3英寸氮气供应隔离阀将关闭。

    3. 3”吹气排放隔离阀将关闭。

    4. 10 英寸入口管道隔离阀将保持关闭。

    5. 3英寸高温气体旁通隔离阀将关闭或保持关闭状态。

    压缩机立即停止,压缩机运行指示灯熄灭。

    油泵继续运转直到滑阀位置低于5%或继续运转至少5秒后停止,运行指示灯熄灭。注意:如果压缩机已经卸载,油泵直接停止。

    **注意:如果按下控制室控制箱上的紧急停止按钮、现场按钮盒上的紧急停止按钮、工艺接口上的紧急停止按钮或压缩机上的任何安全系统自动启动,软件逻辑将绕过并终止吹扫过程。压缩机将立即停止。紧急停止后,必须手动吹扫压缩机组。为此,在“氮气供应”和“吹扫气体排放”隔离阀附近有一个 3 英寸手动旁通阀


    概括:

    压缩机控制系统改造项目实施过程中,调试阶段压力很大,挑战重重,经过全体人员的共同努力,项目按时顺利完工,也积累了宝贵的技术经验,并进行了总结,为今后的项目实施起到了很好的指导作用。

    压缩机控制系统改造后,所有程序代码全部对客户开放,采用客户最熟悉的应用软件,系统的故障显示和诊断更加直观、高效,使系统的日常维护和优化更加简单,为系统操作和维护人员提供了极大的便利,提高了系统使用效率。自主技术的实施,大大缩短了系统故障恢复周期,节省了大量的人工成本,为安全生产带来了不可估量的经济效益。

    此翻译可能会针对特定背景或受众进一步完善。

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