聚丙烯装置仪表技术改造

聚丙烯装置仪表技术改造 【摘 要】本文介绍了 ABB公司的Novolen聚丙烯装 置在实际开车和生产过程中出现的仪表问题，逐一进行了原 因分析和研究；并根据装置特点、测量难点以及运行过程中 出现的具体问题进行了部分仪表测量和控制方案的改进或 者技术改造，投用后效果显著；且提出了对聚丙烯装置稳定 运行的合理建议和方案，对聚丙烯装置设计和运行改造具有 实际的参考意义。 【关键词】聚丙烯装置；仪表；技术改造；改进 Instrument Technical Reation of the Polypropylene Plant YU Ke-hui Methanol to Olefin Project of Coal Chemical Company, Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co. , Ltd., Yingchuan Ningxia, 750411 [Abstract] This document introduces the instrument problems in actual start-up and production process for ABB Novolen polypropylene plant, analysis the reason and research one by one； And on the basis of the plant characteristics , measurement difficulties and the specific problems in production process , Had in-depth discussion and improvement or technical reation of the instrument measurement and control scheme, effect is obvious after reation； Put forward the rational suggestion and scheme for stable operation of the polypropylene plant, and has the actual reference significance for the polypropylene plant design and technical reation. [Key words ] Polypropylene plant ； Instrument； Technical reation； Improvement 0引言 神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司50万吨/年甲醇 制烯炷项目PP聚丙烯装置是引进ABB公司的Novolen气相 聚丙烯工艺，流程主要由原料精致、催化剂制备、聚合反应、 粉料输送、介质循环、气体回收、挤压造粒等部分组成；可 生产上百种标号的聚丙烯颗粒产品。该装置于2010年完成 建设并进行了开车和试生产，期间经历了精致系统技改、催 化剂系统技改等工艺改造，及其大量的仪表技术改造后于 2011年打通全流程，实现了正常生产，并与2012年实现了 高负荷平稳运行，达到了设计产能要求。 1仪表控制难点分析 由于PP聚合反应器所进物料种类多达8类（丙烯、乙 烯、氢气、催化剂、三乙基铝、硅烷、异丙醇、循环气等） 为了达到产品的高品质，实现准确的控制，因此对仪表控制、 仪表精度和性能要求级高；成套打包单元有8个之多（挤压 造粒、风送、添加剂、载气压缩、循环气压缩、冷冻压缩、 膜回收、包装），其与DCS、SIS等各系统之间的联系、联锁 等错综复杂，要实现安全稳定运行必须进行优化和完善，以 达到清晰明了的要求。 2实际生产过程中出现的仪表问题和原因分析 初次设计根据气相聚丙烯工艺的特点选择的仪表基本 为进口知名品牌的现代化仪表，流量测量选用质量流量计、 涡街流量计、超声波流量计等，料位仪表选用导波雷达、核 辐射料位计、双法兰差压液位计，温度仪表选用热电阻、热 电偶，称重仪表选用的是失重式不间断测量称，阀门使用高 频球阀、闸板阀等，控制系统有DCS、SIS、PLC。但是在第 一次投料试车和后续打通全流程过程中暴露出了以下仪表 问题 1）涡街流量计测量波动较大、阀门关闭时仍然有流量 显示、造成联锁误动作，经过反复研究和试验发现是主要原 因是管线震动太大、仪表灵敏度太高造成的；质量流量计测 量不准确、造成工艺物料平衡计算不准，严重影响精确控制 和产品品质，主要原因是外力影响、介质气液相变换造成。 2）掺混仓导波雷达料位计波动严重、测量失真、无法 监控真实料位，主要原因是掺混仓内的测量环境造成（输送 空气流、聚丙烯粒料飘散、仓底部防（架桥）气流、聚丙烯 粒料低介电常数）；催化剂罐双法兰液位计处于空罐状态时 无法回零造成顺控程序无法正常进行，主要原因是催化剂粉 末沉积于法兰面造成。反应器内的核辐射料位计测量不准， 连续料位计未达到慢量程，但高高料位开关已经触发引起反 应器跳车，主要原因是反应器内环境复杂、标定参数不准造 成的。 3）挤压造粒机入口进料的原料有聚丙烯粉料、固体添 加剂等，都需要进行准确的计量来实现比率控制，因此对计 量称的要求较高，但生产过程中发生计量称测量波动的情况 影响工艺指标的控制，给生产带来重大影响。后经过分析是 由于计量称出料口反窜气体和添加剂粉料粘度太大造成。 4）控制系统方面的问题DCS和SIS之间将联锁控制点 进行软通讯传输、在通讯中断后造成非正常停车；载气压缩 机冗余控制程序和通道诊断程序极易造成机组停车，降低了 机组整体稳定性运行；DCS系统第三方TCP/IP通讯进控制器 防火墙后再传输至交换机送至服务器进行OPC转换，存在极 大隐患，增加了控制器防火墙负担。3仪表技术改 造方案及其效果 3. 1流量仪表改造 3. 1. 1涡街流量仪表测量波动的改造 针对涡街流量仪表由于管线震动太大造成的测量不准 确的情况，对所有涡街流量计驻台进行了前后管线支撑的加 固、并增加橡胶垫以减缓震动。切实的消除了震动大对仪表 测量的影响，对一些仍然存在测量波动的涡街流量计通过组 态设置改变了低频滤波系数并调整了仪表安装角度（表头方 向由垂直改为45度角），改造后使用效果良好，达到测量要 求。 3. 1.2质量流量仪表测量不准确的改造 对所有质量流量变送器进行了拆卸检查、测量了前后配 对法兰的水平度并进行了调整确保仪表安装无管道应力影 响，在消除所有应力影响后对流量计进行了在线充填介质后 的零点标定确保的仪表的准确度和精度，测量效果得到了充 分改善。 3.2物位仪表改造 3.2.1掺混仓导波雷达物位仪表无法正常测量的改造 原设计采用Rosemont 5300系列固体导波雷达物位仪表 进行测量，在进行过多次标定和改造后没有解决问题，因此 针对掺混仓的特点进行了分析，确定原因为无法满足该工况 的测量条件。首先试用了 EH的重锤式料位计，发现由于仓 内气流涌动、且进料时粒料从仓顶“冰雹”