聚合釜搅拌器故障预警技术应用
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完成单位:中国石油天然气股份有限公司哈尔滨石化分公司
登记编号:ZSXC-2023-SH-2-057
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
姜明余、肖鸿飞、腾 伟、李宪文、王志文、刘晓峰、刁振江、刘树财
本成果基于DCS控制系统,于2020年6月创建,与装置同步投入使用。用于判断哈尔滨石化公司聚丙烯装置十六台聚合釜搅拌器的运行状态。
搅拌系统运转的动力来源于电动机,电动机原转动速度经过减速机的变速后,搅拌器达到工艺所需要的转速进行生产。电动机与减速机之间通过齿轮与齿套之间的啮合将动力传递给减速机,立式行星式减速机内部通过大小不同的齿轮配合达到相应的转速,带动搅拌系统运行。当减速机太阳轮齿轮轴与电机搅拌轴上齿套发生无法正常啮合时,就出现了只有电动机自行运转,而减速机及下部的搅拌轴由于无动力供给,会立即停止转动。无论在聚合反应的哪个阶段,减速器与电机脱离,减速机不会再继续带动搅拌轴运行运转。异常情况发生后,聚合反应过程并未停止,会持续至最终程序控制完成。但搅拌器失去其应有作用后,聚合釜内物料因无搅拌作用,轻则发生物料在釜内局部反应热无法散发导致超温结块,影响产品质量;严重情况会由于丙烯聚合反应剧烈,热量不能及时散发,造成爆釜现象发生,出现不可逆的物料损失,同时由于存在潜在的反应器超温超压现象发生,装置安全生产也受到威胁;并且故障聚合釜因需要较长时间清理爆釜物料,必须退出生产序列,经济损失巨大且清理过程存在人员坠落、窒息、火灾、爆炸等安全风险,不利于安全生产工作的开展。
通过将开关量传感器监测到的搅拌器主轴转动脉冲信号,传输到DCS系统中,经过预设程序判断搅拌器的运行状态是否正常。
本成果实现了搅拌器运行状态监测功能。经过对“聚合釜搅拌器运行状态监测”相关专利检索,国内还未有此方面的专利应用,同行业咨询亦未有相关技术应用,所以本成果尚属行业空白。
本成果测量回路设计可操作性强。现场测量传感器检测到脉冲信号经由信号线传输到隔离安全栅,经安全隔离后送入DCS系统控制器中,按照编写好的控制策略执行逻辑运算。
本成果基于DCS系统的控制策略可靠性高。搅拌器驱动电机电流大于设定值,控制系统收到“持续闭合或断开的状态”,则延时输出报警信号,在操作站上显示“搅拌器故障”信息,提示操作员采取应急处置措施;如果电流低于设定值,则认为搅拌器驱动电机未启动,不输出报警信号。
本成果经济效益、安全效益兼顾。本成果实施挽回经济效益的同时,能够有效减少聚合釜爆釜事件发生,减少聚合釜人工清釜作业,避免了设备事故和潜在人员伤亡风险。