论文部分内容阅读
[摘 要]F1101加热炉是焦化装置的重要设备，其BMS由横河CS3000的LC64模块编写，包括加热炉的试压、升压、憋压、气密、吹扫、点炉以及联锁等5大部分组成，是一个较为完整的BMS程序，程序的严密性及逻辑性极强。本文从意外联锁中，仪表和工艺对逻辑有详细的认识理解，确保生产的可用性和保持工艺迅速恢复，工艺尽早投入运行，探讨焦化加热炉升压气密联锁逻辑。
[关键词]加热炉 BMS程序逻辑
中图分类号：TE963 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0030-01
前言
上海石化1#延迟焦化是炼油部的重要生产装置，年产100万吨的焦炭，其工艺过程为来自常减压或催化的减压渣油通过换热器进行多级换热后由分馏塔底部进入焦化炉加热到495℃后进入焦炭塔反应，反应产物的气相进入分餾塔分馏产生液相馏份如汽油柴油等产品，而分馏部分的气相则作为富气经富气压缩机压缩后作为燃料使用，而焦炭塔的焦炭则是水力除焦后作为产品。
从工艺过程来看，焦化炉的正常运转是保证生产装置正常运行的必要基础，而设计院对于加热炉的正常使用和联锁保护使用惯用的BMS保护系统，故BMS的保护系统正确的阅读和保证逻辑的正确使用是保证炉子正常使用的基础。
一、F1101逻辑控制策略
针对焦化炉的BMS特点，逻辑控制在实施过程中主要实现如下的控制策略：
1.实现加热炉的BMS逻辑启动程序。加热炉的启动受到设备约束的限制，特别是焦化炉炉烟道挡板前温度，长明灯管线的压力，紧急停车按钮等。加热炉要在保证满足设备约束的前提下实现加热炉的启动。
2.实现加热炉的升压试压逻辑程序。在加热炉的设备约束限制都满足条件下后准备加热炉的启动。
3.实现加热炉的憋压泄漏逻辑程序。
4.实现加热炉的吹扫逻辑程序。
5.实现加热炉的长明灯及主火嘴的点炉逻辑程序。
6.加热炉逻辑停炉程序的实现。
二、CS3000软件编制控制组态逻辑程序
为了实现上述逻辑控制策略，根据焦化炉的BMS特点，横河 CS3000系统用LC64模块软件编制控制组态逻辑程序。
1.能使F1101升压启动需要满足如下条件
（1）紧急停车按钮在非联锁状态，炉快开风门全开。
（2）助燃空气支路风门挡板全开。
（3）长明灯切断阀全关，长明灯放空阀全开，长明灯阀门为处于两关一开状态。
（4）主火嘴切断阀全关，主火嘴放空阀全开，主火嘴阀门为处于两开一关状态。
（5）整个BMS无联锁，即烟道前档板温度正常。*由于在启动时无长明灯的燃气压力，故人为现场冲氮气压力至满足长明灯无低联锁，紧急联锁在正常位置。
上述5个条件满足后，启动BMS。
2.加热炉的升压憋压气密试验
（1）升压过程
1）长明灯升压
当BMS程序启动后长明灯管线的阀门在入口阀两开放空阀一关的状态，这时需要对加热炉设备的升压实验，将长明灯灯管线压力人为冲入氮气使氮气的压力保证不低于0.4MPa，则长明灯管线的升压过程完成。
2）主火嘴升压
同理，当BMS程序启动后主火嘴管线的阀门在入口阀两开放空阀一关的状态，这时需要对加热炉主火嘴管线设备的升压实验，与长明灯管线一样人为冲入氮气使氮气的压力保证不低于0.4MPa，则主火嘴管线的升压过程完成。在升压完成后，需要憋压来考验主火嘴管线的气密能力，故升压后保持在5分钟内压力不低于0.35MPa则憋压气密通过完成。
（2）侧压气密泄露过程
1）长明灯侧压泄露试验
长明灯升压结束，也是长明灯侧压泄露试验的开始，在升压完成后，需要憋压来考验设备的气密能力，故升压后长明灯管线的压力保持在5分钟内压力不低于0.35MPa则憋压气密通过完成。当侧压气密通过后逻辑程序将长明灯的阀回置两关一开状态，即两个燃气入口阀关闭，一个放火炬阀打开。
2）主火嘴侧压泄露试验
同理，主火嘴升压结束，也是主火嘴侧压泄露试验的开始，在升压完成后，需要憋压来考验主火嘴的气密情况，故升压后主火嘴管线的压力在5分钟内保持压力不低于0.35MPa则憋压气密通过完成。当侧压气密通过后逻辑程序将主火嘴的阀回置两关一开状态，即两个燃气入口阀关闭，一个放火炬阀打开。
以上二步，如果压力在5分钟内不能保证在0.35MPa以上，则BMS的启动升压憋压泄露实验得重新做。
（3）加热炉的吹扫
由于设备的在升压憋压泄漏实验中进入了大量的燃气，为保证工艺及设备的安全性需要对设备进行吹扫，这样保证设备是在安全状况下使用。长明灯及主火嘴憋压气密结束后，为吹扫作准备，现场按下吹扫按钮，吹扫启动，设备在自然通风条件下吹扫15分钟后，吹扫完成；如果在鼓引风机的通风条件下，则吹扫5分钟后置吹扫完成。吹扫完成进行人工确认，并为长明灯启动做准备，同时，如果5分钟后长明灯不点则需要吹扫重做。则长明灯无法启动，吹扫必需重新开始，在吹扫完成确认后5分钟内必需启动长明灯。
（4）长明灯启动
吹扫完成，进行人工确认现场，为长明灯启动作准备，按下点长明灯按钮，则长明灯点火完成，如果5分钟后长明灯不点则则长明灯无法启动，需要吹扫重做。长明灯点火完成后长明灯管线的阀门处于两开一关状态，则长明灯的入口两个阀打开，放空火炬阀关闭。
（5）主火嘴启动
所有长明灯点着确认，为启动主火嘴作准备，现场按下点主火嘴的按钮，主火嘴管线两入口阀门打开，放火炬一个阀关闭，主火嘴管线的阀门处于两开一关的状态。
在所有主火嘴点着后按现场确认按钮，这样在正常的生产运行中，不会导致引起股引风机的联锁条件之一产生。
三、结束语
1#焦化的加热炉的逻辑因果关系图由SEI设计，其中的控制系统由横河的DCS的LC64模块完成，由于逻辑因果的关系的复杂性以及系统的不直观性，在每次检修完成需要逻辑调试试验或意外联锁的情况下对上述的逻辑启动及憋压吹扫点火等过程存在理解的误区，故对上述的逻辑结合设计院及系统的情况做进一步阐述，使整个的过程能清晰明了，也可以保证在意外的联锁情况下使生产尽快恢复。
[关键词]加热炉 BMS程序逻辑
中图分类号：TE963 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0030-01
前言
上海石化1#延迟焦化是炼油部的重要生产装置，年产100万吨的焦炭，其工艺过程为来自常减压或催化的减压渣油通过换热器进行多级换热后由分馏塔底部进入焦化炉加热到495℃后进入焦炭塔反应，反应产物的气相进入分餾塔分馏产生液相馏份如汽油柴油等产品，而分馏部分的气相则作为富气经富气压缩机压缩后作为燃料使用，而焦炭塔的焦炭则是水力除焦后作为产品。
从工艺过程来看，焦化炉的正常运转是保证生产装置正常运行的必要基础，而设计院对于加热炉的正常使用和联锁保护使用惯用的BMS保护系统，故BMS的保护系统正确的阅读和保证逻辑的正确使用是保证炉子正常使用的基础。
一、F1101逻辑控制策略
针对焦化炉的BMS特点，逻辑控制在实施过程中主要实现如下的控制策略：
1.实现加热炉的BMS逻辑启动程序。加热炉的启动受到设备约束的限制，特别是焦化炉炉烟道挡板前温度，长明灯管线的压力，紧急停车按钮等。加热炉要在保证满足设备约束的前提下实现加热炉的启动。
2.实现加热炉的升压试压逻辑程序。在加热炉的设备约束限制都满足条件下后准备加热炉的启动。
3.实现加热炉的憋压泄漏逻辑程序。
4.实现加热炉的吹扫逻辑程序。
5.实现加热炉的长明灯及主火嘴的点炉逻辑程序。
6.加热炉逻辑停炉程序的实现。
二、CS3000软件编制控制组态逻辑程序
为了实现上述逻辑控制策略，根据焦化炉的BMS特点，横河 CS3000系统用LC64模块软件编制控制组态逻辑程序。
1.能使F1101升压启动需要满足如下条件
（1）紧急停车按钮在非联锁状态，炉快开风门全开。
（2）助燃空气支路风门挡板全开。
（3）长明灯切断阀全关，长明灯放空阀全开，长明灯阀门为处于两关一开状态。
（4）主火嘴切断阀全关，主火嘴放空阀全开，主火嘴阀门为处于两开一关状态。
（5）整个BMS无联锁，即烟道前档板温度正常。*由于在启动时无长明灯的燃气压力，故人为现场冲氮气压力至满足长明灯无低联锁，紧急联锁在正常位置。
上述5个条件满足后，启动BMS。
2.加热炉的升压憋压气密试验
（1）升压过程
1）长明灯升压
当BMS程序启动后长明灯管线的阀门在入口阀两开放空阀一关的状态，这时需要对加热炉设备的升压实验，将长明灯灯管线压力人为冲入氮气使氮气的压力保证不低于0.4MPa，则长明灯管线的升压过程完成。
2）主火嘴升压
同理，当BMS程序启动后主火嘴管线的阀门在入口阀两开放空阀一关的状态，这时需要对加热炉主火嘴管线设备的升压实验，与长明灯管线一样人为冲入氮气使氮气的压力保证不低于0.4MPa，则主火嘴管线的升压过程完成。在升压完成后，需要憋压来考验主火嘴管线的气密能力，故升压后保持在5分钟内压力不低于0.35MPa则憋压气密通过完成。
（2）侧压气密泄露过程
1）长明灯侧压泄露试验
长明灯升压结束，也是长明灯侧压泄露试验的开始，在升压完成后，需要憋压来考验设备的气密能力，故升压后长明灯管线的压力保持在5分钟内压力不低于0.35MPa则憋压气密通过完成。当侧压气密通过后逻辑程序将长明灯的阀回置两关一开状态，即两个燃气入口阀关闭，一个放火炬阀打开。
2）主火嘴侧压泄露试验
同理，主火嘴升压结束，也是主火嘴侧压泄露试验的开始，在升压完成后，需要憋压来考验主火嘴的气密情况，故升压后主火嘴管线的压力在5分钟内保持压力不低于0.35MPa则憋压气密通过完成。当侧压气密通过后逻辑程序将主火嘴的阀回置两关一开状态，即两个燃气入口阀关闭，一个放火炬阀打开。
以上二步，如果压力在5分钟内不能保证在0.35MPa以上，则BMS的启动升压憋压泄露实验得重新做。
（3）加热炉的吹扫
由于设备的在升压憋压泄漏实验中进入了大量的燃气，为保证工艺及设备的安全性需要对设备进行吹扫，这样保证设备是在安全状况下使用。长明灯及主火嘴憋压气密结束后，为吹扫作准备，现场按下吹扫按钮，吹扫启动，设备在自然通风条件下吹扫15分钟后，吹扫完成；如果在鼓引风机的通风条件下，则吹扫5分钟后置吹扫完成。吹扫完成进行人工确认，并为长明灯启动做准备，同时，如果5分钟后长明灯不点则需要吹扫重做。则长明灯无法启动，吹扫必需重新开始，在吹扫完成确认后5分钟内必需启动长明灯。
（4）长明灯启动
吹扫完成，进行人工确认现场，为长明灯启动作准备，按下点长明灯按钮，则长明灯点火完成，如果5分钟后长明灯不点则则长明灯无法启动，需要吹扫重做。长明灯点火完成后长明灯管线的阀门处于两开一关状态，则长明灯的入口两个阀打开，放空火炬阀关闭。
（5）主火嘴启动
所有长明灯点着确认，为启动主火嘴作准备，现场按下点主火嘴的按钮，主火嘴管线两入口阀门打开，放火炬一个阀关闭，主火嘴管线的阀门处于两开一关的状态。
在所有主火嘴点着后按现场确认按钮，这样在正常的生产运行中，不会导致引起股引风机的联锁条件之一产生。
三、结束语
1#焦化的加热炉的逻辑因果关系图由SEI设计，其中的控制系统由横河的DCS的LC64模块完成，由于逻辑因果的关系的复杂性以及系统的不直观性，在每次检修完成需要逻辑调试试验或意外联锁的情况下对上述的逻辑启动及憋压吹扫点火等过程存在理解的误区，故对上述的逻辑结合设计院及系统的情况做进一步阐述，使整个的过程能清晰明了，也可以保证在意外的联锁情况下使生产尽快恢复。