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 E+H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”