大型化工厂高压蒸汽减温减压联锁改造

乜春晖，何魁邦，杨德林

（青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海格尔木 816000）

大型化工厂高压蒸汽减温减压联锁改造

乜春晖，何魁邦，杨德林

（青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海格尔木 816000）

阐述了调解大型化工厂高压蒸汽与中压过热蒸汽的稳定对于化工企业的重要性。修改设计存在的蒸汽调解及联锁逻辑弊端，为蒸汽动力的平稳输送奠定了基础，保证了化工企业的生产连续性，提高了经济效益。

高压蒸汽；减温减压；低压蒸汽；联锁阀

青海盐湖工业股份有限公司化工公司是一项盐湖钾肥综合利用项目，整个公司动力和生产、生活蒸汽均由公司热电厂统一提供，蒸汽压力参数见表1。

表1 蒸汽参数

1 高中压蒸汽流程

全公司的高压蒸汽管网是热工系统重要的组成部分，它担负着承载高压蒸汽，向高压蒸汽用户分配蒸汽并向4．0 MPa过热管网降压减温输汽的作用；而中压过热蒸汽管网则担负着承载向化肥厂，空分，乙炔，甲醇装置供气及向本装置中压饱和蒸汽管网分配蒸汽。其中有部分中压过热蒸汽由化肥厂空压机和联压机抽汽提供。高压蒸汽及中压过热蒸汽管网如图1所示。

高压蒸汽由供热中心通过MOV0001送到合成氨装置空压机透平（05JT0402）和合成气联合压缩机（简称联压机）透平（05JT0403）蒸汽入口。管网压力通过05PT0012B监测并通过调节阀PV-0012控制。05PT0012有两个功能，其一是监测高压总管中的压力；其二是当高压蒸汽压力持续升高时，可将部分蒸汽通过05PV0012打开减温降压后送至中压过热管网。高压蒸汽系统管道由3个安全阀（PRV-S0601a、PRV-S0601b、PRV-S0601c）保护，起跳压力分别为9．61 MPa、9．86 MPa和9．88 MPa，起跳后直接排到大气。

中压过热蒸汽用于驱动化肥厂原料气压缩机05J0402和二氧化碳压缩机06J0102蒸汽透平，并送往下游乙炔、甲醇、空分等装置使用。

高压蒸汽减压减温为中压过热蒸汽时，减温系统将保持蒸汽温度在440℃左右。中压过热管网有一个自动放空调节阀PV-0014，当管网压力超出放空阀的设定值时，该阀自动打开。

中压过热管网压力若发生大幅波动，应及时调整PV-0012，以稳定中压过热管网压力，并随时注意中压过热管网放空阀PV-0014的放空量。

图1 高压蒸汽及中压过热蒸汽管网

2 高压蒸汽减温减压联锁及其弊端

2.1 减温减压阀PV0012的调解

当PT0012B检测到压力大于8．0 MPa时，PID1调解要求缓慢打开PV0012，将加大高压蒸汽管网通过减温减压器减向中压过热蒸汽管网的蒸汽量，反之PID1调解要求缓慢关闭PV0012，减小高压蒸汽管网通过减温减压器减向中压过热蒸汽管网的蒸汽量。当PT0012A检测到压力大于4．0 MPa时，PID2调解要求缓慢关闭，将减少高压蒸汽管网通过减温减压器减向中压过热蒸汽管网的蒸汽量，反之PID2调解要求缓慢打开PV0012，加大高压蒸汽管网通过减温减压器减向中压过热蒸汽管网的蒸汽量。而PV0012的阀位开度取决于PID1和PID2输出比较后的高选结果，若PID1的输出大于PID2的输出，则PV0012开度为取PID1的输出结果；若PID1的输出小于PID2的输出，则PV0012开度为取PID2的输出结果。

2.2 减温减压旁路阀HV0004的联锁

当化肥厂空压机或者联压机故障跳车后，由于抽汽量猛减，导致中压过热蒸汽量减少，此时HV0004减温减压旁路阀电磁阀及时失电，HV0004全开，见图2。

2.3 减温减压存在的弊端

公司化肥厂空气压缩机和联合压缩机的抽汽系统是否稳定直接影响到中压过热蒸汽管网的压力稳定。空气压缩机或者联合压缩机跳车后高压管网减温减压旁路阀HV0004故障状态为FO，此电磁阀HS0004将失电而导致全开。高压管网蒸汽大量减温减压至中压过热蒸汽管网，致使高压蒸汽管网压力急剧下降，使热电厂发电机组汽轮机透平动力波动更甚，使透平动力不足而导致热电厂发电机组停车，从而使整个公司各装置由于电力波动而全部停车，造成公司重大损失。

图2 改造前的联锁逻辑

3 高压蒸汽减温减压联锁改造

3.1 联锁逻辑的改进

为了避免由于原设计带来的隐患，将减温减压旁路电磁阀联锁逻辑做了改进，将化肥厂空气压缩机及联合压缩机跳车时需要打开的减温减压HV0004旁路阀联锁改进为减温减压HV0004旁路阀保持原位；将调解PID的PV值由原设计的PT0012A改为PT0012A和PT0014高选后的中压蒸汽作为PV进行PID调解，保证低压蒸汽管网压力的稳定。改进后的逻辑如图3所示。

3.2 联锁阀门气路的改造

图3 改造后的联锁逻辑

由于联锁逻辑的改进，对应的阀门PV0004也应该进行相应的改进，由原设计的FO改造为保持原位。

改造前PV0004阀的工作原理 系统在正常工作状态下，电磁阀带电。对于双作用控制系统阀门正常控制时，当输入的4～20 m A控制信号增大，数字式定位器DVC6020的A输出口（与多路转换器377的A口相连）输出压力增大，经过377的B口，快排阀进入执行机构气缸的上腔，执行机构推动阀门向下（通常是阀门的关闭或减小），数字式定位器DVC6020的B输出口（与多路转换器377的D口相连）输出压力增加，经过377的E口作用于气动放大器2625的控制口，气动放大器2625的输出压力增加，作用于执行机构气缸的下腔，执行机构带动阀门向上（通常是阀门的开启方向）运行，由于2625的增压放大作用，阀门开启的速度更快。

电磁阀失电，ASCO的三通电磁阀切断多路转换器的气路，从而发生气路转换，377的AB、D-E切断，B-C、E-F接通，储气罐的气源作用于气动放大器2625，此时2625处于最大流通能力，储气罐的压缩气体直接进入执行机构气缸的腔；同时，由于B-C接通，快排阀输入端失压，导致快速排气，并且ASCO的二通电磁阀也失电开启，加速了执行机构气缸上腔气体的排除，从而实现了阀门快速打开的功能。其气路如图4所示。

为了实现修改后的联锁逻辑，将PV0004阀门气路进行改造，电磁阀失电，ASCO的三通电磁阀切断多路转换器的气路，从而使气路发生转换，377的A-B、D-E切断，B-C、E-F接通，储气罐的气源作用于气动放大器2625，此时2625处于最大流通能力，储气罐的压缩气体直接进入执行机构气缸的腔；上下腔进气保持不变阀门保持原位不变，如图5。

图4 改造前PV0004阀门原理图

图5 改造后PV0004阀门原理图

4 高压蒸汽减温减压联锁改造后的效果

高压蒸汽减温减压联锁改造后，稳定地保证了高压蒸汽管网和中压饱和蒸汽管网压力，有力地保证整个化工公司的管网压力稳定，整个公司全动力和生产、生活蒸气稳定，从而为化工生产连续稳定运行，提高公司经济效益创造了条件。

Revamping of Temperature and Pressure Reduction Interlock in High Pressure Steam System of Large Chemical Plant

NIE Chun-hui,HE Kui-bang,YANG De-lin
（The Chemical Branch of Qinghai Salt Lake Industry Co．，Ltd．，Golmud Qinghai 816000 China）

Describe the stability importance of both high and medium pressure steam systems in large chemical plant．After modifying the steam control system and interlock logic drawbacks in the design，the foundation for smooth delivery of steam power is laid，continuity of the production in chemical plant is guaranteed，and economic benefits are improved．

high pressure steam；temperature and pressure reduction；low pressure steam；interlock valve

TQ083＋．3

B

1003-6490（2014）01-0031-03

2013-10-12

乜春晖（1982－），男，青海贵德人，助理工程师，现为青海盐湖工业股份有限公司化工分公司合成氨一车间副主任。