催化汽油加氢脱硫装置仪表控制系统操作规程

催化汽油加氢脱硫装置仪表控制系统操作规程1.1DCS系统概述集散控制系统又称分散控制系统（DistributedControlSystem,简称DCS），是在70年代中后期，在计算机技术、自动控制技术、通信技术和图形显示技术相结合的基础上开发出来的新型控制系统。它采用“分散危险”的设计思想，将控制部分分散，而将显示操作部分高度集中，是一种能对生产过程进行集中监视和管理的，以微型计算机为基础的用数据通讯把它们结合在一起的新型自动控制系统。它是高速发展的四“C”技术，｛即：计算机—Computer；通讯—Communication；控制—Control；显示技术CRT(cathoderaytube)｝相结合的产物。这种控制系统，采用单元组合组装方式（积木式），为综合自动化创造了有利条件。美国Foxboro公司于1987年在世界上第一个推出了体现开放概念的超越一般DCS的新一代工业控制系统——I/A,S智能自动化系列。什么是开放式的工业控制系统呢？即凡是符合开放标准的产品都是可纳入该系统，该系统是开放式的，也就是说凡是符合国际标准化组织（ISO）提出的开放系统互连（OSI）参考模型的即可称为开放系统，为了达到开放系统的目的，I/A,S在硬件、软件和通讯网络的设计上均全面采用国际公认的标准。主要特点有：在软件上采用与标准的UNIX系统完全兼容的VENIX和SOLARIS操作系统。I/A,S的应用软件与硬件彼此独立，不会因硬件更新而使现有的软件失效另外与UNIX兼容的由第三方开发的软件，可以不作修改或稍做修改即可应用于I/A,S中。采用C和FORTRAN等高级编程语言，以便于软件资源的共享。I/Aseries系统设计成满足极其广泛的应用要求，I/Aseries由节点组成，这每个节点由可以内部交换的硬件和软件模块组成，这些模块有很强的能力，它们可以相互组合成匹配和未适合种类繁多的制造过程。同时，创新的工业机箱可使这些节点安装在它们需要安装的地方。I/Aseries组件有几种类型，最基本的是处理机组件，处理机组件连接在枢点总线上，处理机组件有四个系统：应用处理机：它可与大容量存储设备相连。操作站处理机：它可以与CRT、键盘和其它操作站设备相连。通信处理机：它可以与打印机等连接。控制处理机：它可以与现场总线组件相连。另一种类型是现场总线组件，它连接到常规的传感器和执行器机I/Aseries的智能变送器。1.2主要工艺操作仪表逻辑控制说明及工艺控制流程图（PID）本装置的大部分控制回路采用单回路定值控制和串级控制，由DCS控制系统完成。新氢分液罐压力、原料油缓冲罐压力、原料油缓冲罐液位、分馏塔回流罐压力均设分程控制。反应部分是全装置的核心，为确保反应器正常操作，反应器均设有床层总压降指示，且R-201设有床层间压降指示、第二床层入口压力显示。反应器R-201床层温升设有急冷油注入点，根据温度情况决定急冷油量的方式实现反应器的温度控制。R-201出口设有加热炉，该加热炉的出口温度与R-201入口温度、燃料气流量组成串级控制。加氢反应具有耗氢、放热特点，采用压力控制方法及时补充氢气，以维持反应系统的压力；反应热的多少取决于反应速度的快慢和反应温度的高低，为避免反应温度过高产生过多的反应热，必须严格控制床层入口温度，并及时排除反应热，否则，会导致催化剂床层飞温，即温度失控，因此反应部分的温度和压力是重要的控制参数。1.2.1复杂控制回路表序号位号复杂回路类型说明PIC0101-PIC0102K-101出口压力串级控制与D-103压力选择分程控制FI0206-FIC0201-FIC0202原料进装置流量补偿控制LIC0204A-LIC0204BD-101液位选择与分程控制LIC0204A-FIC0205D-101液位串级控制LIC0204B-FIC0306D-101液位串级控制FIC0306-TIC0324E-102出口温度串级控制FIC0205-FIC0301原料与氢气比例控制TIC0325-FIC0302R-101入口温度与蒸汽流量串级控制TIC0301E-101出口温度串级控制PIC0401C-101塔顶压力分程控制AIC0401-TIC0414-FIC0402LCN硫含量控制LIC0405-FIC1102C-101液位控制TIC1116-TIC1118R-201第二床层温度与F-201瓦斯量串级控制TIC1117-FIC1103R-101床层温度与急冷油流量串级控制PIC1204-FIC1302-FIC1303D-201压力与氢气量串级控制LIC1207-FIC1203D-201液位与流量串级控制TDIC1203-FIC1205油胺温差与蒸汽流量串级控制LIC1403-FIC1501C-101液位与重汽油产品流量串级控制LIC1405-FIC1402D-204液位与回流量串级控制1.2.2复杂控制回路说明（1）串级控制采用不止一个控制器，而且控制器间相串接，一个控制器的输出作为下一个控制器的设定值的系统。举例说明串级回路的操作：FV22202FIC1402LIC1405FV22202FIC1402LIC14051）主回路LIC1405和副回路FIC1402都可以分别实现手动操作。2）主回路LIC1405和副回路FIC1402都可以分别实现自动操作。3）当副回路FIC1402处于自动状态AUT方式时，且主回路LIC1405控制较为稳定，可将付回路FIC1402投串级CAS方式，此时主回路LIC1405的输出MV值作为付回路FIC1402的设定值SP，实现串级控制。（2）选择性控制一般说，凡在控制回路中引入选择器的系统都称为选择性控制系统。常用的选择器有高选器、低选器和中选器，它们各有两个（或更多个）输入，低选器把低信号作为输出，高选器把高信号作为输出。还有一种是开关选择控制。1）一入两出的回路控制（开关选择控制）2）两入一出的回路控制：两入一出的回路的操作中将选择开关置为自动状态，选择哪路输入取决于选择开关的内部开关SW的不同设定值。当SW=1时，选择第一路输入；当SW=2时，选择第二路输入。（3）分程控制一个控制器的输出同时送往两个或更多的执行器，而各个执行器的工作范围不同。分程控制举例说明如下：PIC0201PIC0201SPLITPV0201BPV0201APT0201PT0201控制器PIC0201的输入为PT0201，它的输出值作为分程块SPLIT的输入。当输出值为0%—50%时，PIC0201控制阀门PV10901A（PIC0201的输出值的0%—50%转变为阀PV0201A的100%—0%），当输出值为50%—100%时，PIC0201控制阀门PV0201B（PIC0201的输出值的50%—100%转变为阀PV0201B的0%—100%）。SPLIT块的内部开关SW=0时，SPLIT无输出；SW=1时，SPLIT有第一路输出；SW=2时，SPLIT有第二路输出；SW=3时，分程块有两路输出。（4）分程加选择先通过分程块将控制器的输出转变为两个阀的输出，具体情况如分程控制介绍。其中控制器输出的0~50%转变为A阀输出的100%~0%；控制器输出的50%~100%由分程块转变为0~100%后又经过选择开关，当选择开关的内部开关SW=1时，选择第一路输出；SW=2时，选择第二路输出。1.2.3装置的主要复杂控制回路介绍（1）新氢切液罐D-103压力控制新氢缓冲罐D-103压力采用分成控制（正作用），调节器输出至两个调节阀：PV-0102，阀开大时新氢入罐的量增大；PV-0101，阀开大时新氢返回量增大。调节器的输出分为两部分：0％-50％和50％-100％，分别作用于PV-0102和PV-0101，这种方式称为分程控制。调节阀PV-0102为FC阀，PV-0101为FO阀。当PICA-0102低于设定值时，PICA-0102的输出在0％-50％范围时，输出值给低选器PIS-0101，经过低选器在D-103的压力和新氢机出口压力之间选择一个低值作为调节信号给PV-0101阀；当PICA-0102高于设定值时，PICA-0102输出在50％-100％经过正向转换为100％-0％作用于PV1-0102阀。（2）进料缓冲罐D-101液位控制进料缓冲罐D-101液位控制是通过LIC-0204A/B输出信号给流量阀FV-0205、FV-0306来实现调节。当D-101液位高时，先通过LIC-0204A来调节FV-0205；当D-101液位降低时，若液位低于21.9%时，超驰控制FV-0306，LICA-0204B的输出会自动跟踪FIC-0306的输出，即当流量低于21.9%时，液位LICAB优先于TICA-0324，也就是当液位低于21.9%时，D-101的液位同时由FV-0205、FV-0306调节，而此时E-102出口温度控制TICA-0324输出信号将不能作用于FV-0306.（3）混氢量控制SHU部分进料与混氢量控制通过氢气计算器HS-0301来实现。给HS-0301一个设定值P1，进料流量控制器FICA-0205经过氢气计算器HS-0301计算出氢气的需要量，这个需要量作为FICA-0301的设定值，FICA-0301再把这个设定值与氢气流量的实际测量值比较，然后把比较后的信号输出给氢气流量阀FV-0306，从而实现装置最佳氢油比控制。（4）重汽油和轻汽油回流量控制重汽油和轻汽油回流的目的就是在新鲜进料减少时，通过回流量来补充进料。手动输出给循环量计算器一个循环量比值P1（0≤P1≤1.0），加氢进料流量FIA-0206输出信号给循环量计算器，然后循环量计算器再通过计算把需要的循环量信号输出给循环流量控制器FIC-0201/FIC-0202，从而实现对循环量控制阀FV-0201/FV-0202的控制。（5）LCN抽出流量控制LCN抽出量的控制是通过与流量FIC-0402与抽出温度TICA-0414、硫含量分析AIC-0401三个量形成串级回路来控制。当硫含量分析仪AIC-0401通过逻辑计算将硫含量变化量换算为温度变化量，温度变化量将作为给定值输出给抽出温度TICA-0414（正作用），TICA-0414在把设定值与实际测量值比较之后，把信号作为给定值输出给FIC-0402，最终FIC-0402通过设定值与测量值比较之后，把信号输出给FV-0402，从而实现LCN抽出流量控制。（6）D-201压力控制D-201压力控制分两种情况，一种是正常时，D-201压力控制PICA-1204与FICA-1302形成控制回路、选择性加氢混氢量FICA-0301与循氢补充量FICA-1303形成控制回路，这两个控制是分开的两个串级控制；另一种是当新氢机出现故障时，通过手动切换开关HS-1301，将PICA-1204与FICA-1303形成串级控制，此时，氢气计算器的作用就是当PICA-1204的测量值低于设定点时，FIC-1303的设定值将增大，FV-1303的开度变大。1.3装置自保的逻辑控制说明为确保装置的安全运行，将一套三重冗余容错技术的紧急停车系统（SIS），用于装置部分的联锁和装置的机组等部分的安全联锁保护用于紧急泄压等装置部分及压缩机部分的联锁。SIS系统采用TRICONEX（康吉森）厂家三重化容错（TMR）技术，操作和工程技术环境标准化，高可靠性的实时故障容错控制系统。SIS独立于装置DCS之外，不依附于DCS就能独立完成自保联锁功能，DCS通过通讯方式监视SIS的运行状态。该系统为SIS控制站＋操作站结构。SIS系统设置两个控制站，配有两组处理器，控制站的CPU及控制总线为三重容错，I/O卡件为三重容错并按冗余配置。SIS系统设有操作站两台，其中一台监视装置的联锁，另一台监视机组的工况、联锁条件等。SIS控制站与操作站采用标准串行接口通讯。硬盘系统为本SIS系统所需的存储设备，其容量满足系统正常运行和40％的扩展能力。SIS控制站内的通讯总线为TMR（三重容错），站与站间串行通讯为当前通用的Modbus通讯协议，控制站CPU的负荷不高于50%。当控制站满负荷时，系统的电源、软件的负荷不高于50%。TRICONEXSIS的最大特点是能同时满足高可靠性、高可用性的容错控制能力，控制系统可以识别控制系统元件的故障，自动把故障的元件加以排除，并允许在继续完成指定任务的同时，对故障元件进行在线修复而不中断过程的操作。TRICONEX系统这种高级别的系统容错功能极大地提高了系统及工艺过程的安全性和可用性。系统的各种插卡能在线插拔、更换。I/O卡能带电插拔、更换而不影响外部接线或引起系统停机。各级网络通讯设备、部件和总线三重冗余。控制站处理器等功能卡全部是三重冗余，所有电源设备部件1:1冗余，所有I/O卡是都是三重冗余配置。1.3.1工艺联锁说明（1）新氢缓冲罐D-103液位高高联锁IS-101(手动按钮HS-0101/HS-0102)当1）新氢循氢机K101紧急停车开关HS-0101/HS-0102启动；2）新氢循氢机K101入口分液罐液位高高LSHH-0102A/B/C3取2为真，上述两点任一符合时，则引发：1）新氢机K-101停；2）新氢去选择加氢部分联锁阀UV-0301关闭；3）新氢去选择加氢部分流控阀FV-0301关闭（2）新氢缓冲罐低液位联锁IS-102通过对三个液位变送器LT-0102A、LT-0102B和LT-0102C以2003（即三取二）的选取方式实现，当联锁信号为真时，UV-0101关闭。（3）进料缓冲罐液位高联锁IS-103液位高高联锁的信号分别来自罐的液位变送器LT-0202A、LT-0202B和LT-0202C，当三个变送器的给出值满足2003时，联锁触点打开，导致FCC进料联锁阀UV-0201关闭，FCC返回罐区联锁阀UV-0204打开。（4）SHU进料流量低联锁IS-104(即SIS中的IS-100)SHU进料流量低联锁信号来自FT-0207A、FT-0207B、FT-0207C，联锁的选取形式是2003当联锁输入信号为真时，则1）SHU进料泵停车；2）R-101进料联锁阀UV-0203关闭；3）新氢联锁阀UV0301关闭；4）新氢流量阀FV-0301关闭；5）E-103蒸汽联锁阀UV-0302关闭。（5）原料罐现场按钮IS-151（手动按钮HS-0201/HS-0202）当手动启动原料罐现场按钮，则发生以下动作：1）SHU进料泵停车；2）R-101进料联锁阀UV-0203关闭；3）新氢联锁阀UV0301关闭；4）新氢流量阀FV-0301关闭；5）E-103蒸汽联锁阀UV-0302关闭，6）原料罐D-101出口联锁阀UV-0202关闭。（6）SHU反应器R-101温度高高联锁IS-105(即SIS中的IS-P101-HS)反应器表面温度测点共有12个，联锁启动时：1）新氢联锁阀UV0301关闭；2）新氢流量阀FV-0301关闭；3）E-103蒸汽联锁阀UV-0302关闭；4）E-101、E-102旁路阀FV-0306打开。（7）SHU部分泄压联锁IS-106（手动按钮HS—0403/HS-0404）当装置紧急泄压联锁启动时，则1）SHU进料泵停车；2）R-101进料联锁阀UV-0203关闭；3）新氢联锁阀UV0301关闭；4）新氢流量阀FV-0301关闭；5）E-103蒸汽联锁阀UV-0302关闭；6）E-101出口联锁阀UV0303打开；7）分馏塔顶联锁阀UV-0402打开；8）D-102顶补压阀PV-0401A关闭；9）分馏塔底重沸器蒸汽联锁阀UV-0401关闭；10）LCN出装置联锁阀UV-0403关闭；11）P-201停；12）R-201进料联锁阀UV-1101关闭；13）F-201停；14）UV-1204关闭；15）D-201切液阀联锁阀UV-1202关闭；16）A-201注水联锁阀UV-1201关闭。（8）分馏塔LCN集油箱液位低低联锁IS-107当LT-0403液位低低信号为真时，LCN出装置联锁阀UV-0403关闭。（9）分馏塔顶压力高高联锁IS-108当PT-0403液位低低信号为真时，分馏塔底重沸器蒸汽联锁阀UV-0401关闭。（10）分馏塔液位低低联锁IS-109当分馏塔底液位联锁信号LT-0404A、LT-0404B、LT-0404C以2003（即三取二）的选取方式实现，当联锁信号为真时，则1）SHU进料泵停车；2）R-101进料联锁阀UV-0203关闭；3）新氢联锁阀UV0301关闭；4）新氢流量阀FV-0301关闭；5）E-103蒸汽联锁阀UV-0302关闭；6）P-201停；7）R-201进料联锁阀UV-1101关闭；8）F-201停；9）UV-1204关闭；10）D-201切液阀联锁阀UV-1202关闭；11）A-201注水联锁阀UV-1201关闭。（11）HDS反应器R-201温度高高与循环氢流量低低联锁IS-201反应器表面温度测点共有13个，当温度高于220℃达到13取2，或循环氢流量低低联锁信号FT-1305信号为真时，联锁启动，则1）SHU进料泵停车；2）R-101进料联锁阀UV-0203关闭；3）新氢联锁阀UV0301关闭；4）新氢流量阀FV-0301关闭；5）E-103蒸汽联锁阀UV-0302关闭；6）E-101出口联锁阀UV0303打开；7）分馏塔顶联锁阀UV-0402打开；8）D-102顶补压阀PV-0401A关闭；9）分馏塔底重沸器蒸汽联锁阀UV-0401关闭；10）LCN出装置联锁阀UV-0403关闭；11）P-201停；12）R-201进料联锁阀UV-1101关闭；13）F-201停；14）UV-1204关闭；15）D-201切液阀联锁阀UV-1202关闭；16）A-201注水联锁阀UV-1201关闭。（12）加热炉停炉联锁IS-202（手动按钮HS-0101/HS-0102）当长明灯燃料气压力低低PSLL-5202A,B,C；2）加热炉紧急停车按钮HS-1101/1102；3）循氢机出入口联锁阀关闭；4）R-201出口温度高高TSHH-1101~1107，HH-1119~1122；5）循氢机入口分液罐也为高高LSHH-1302A,B,C；6）加氢脱硫降压按钮HS-1201/1202；7）循氢流量低低FSLL-1305；8）分馏塔底紧急按钮HS-0401/0402；9）A-201出口温度高高TSHH-1202；10）SHU紧急降压按钮HS-0403/0404；11）分馏塔液位低低LSLL-0404A,B,C；12）加热炉出口温度高高TSHH-1108；13）对流段顶部烟气温度高高TSHH-0901；14)加热炉住燃料气压力低低PSLL-5203A,B,C条件中的任一条达到，则1）主燃料气联锁阀UV-5202关闭；2）烟道挡板PV-0903打开。（13）HDS部分降压联锁IS-203（手动按钮HS-1201/HS-1202）当加氢脱硫部分泄压按钮HS-1202/HS-1201手动启动时，将导致：1）K-101出口返回线XSV－0110打开；2）SHU进料泵停车；3）R-101进料联锁阀UV-0203关闭；4）新氢联锁阀UV0301关闭；5）新氢流量阀FV-0301关闭；6）E-103蒸汽联锁阀UV-0302关闭；7）P-201停；8）R-201进料联锁阀UV-1101关闭；9）F-201停；10）HDS部分降压联锁阀UV-1203打开；11）P-203停；12）富胺出装置联锁阀UV-1205关闭；13）UV-1204关闭；14）D-201切液阀联锁阀UV-1202关闭；15）A-201注水联锁阀UV-1201关闭；16）新氢至加氢脱硫部分联锁阀UV-1302关闭；17）新氢至SHU部分联锁阀UV-0301关闭；18）循环氢缓冲罐切液联锁阀UV-1303关闭；19）K-201停；14）循环氢至放火炬联锁阀UV-1306关闭；20）打开稳定塔重沸器E-202旁路阀PDSV-1403；21）HCN出装置联锁阀UV-1501关闭（14）D-201界位高高联锁IS-206界位高高联锁的信号分别来自罐的界位变送器LT-1205A、LT-1205B和LT-1205C，当三个变送器的给出值满足2003时，联锁触点打开，导致A-201注水联锁阀UV-1201关闭。（15）D-201界位低低联锁IS-205界位低低联锁的信号分别来自罐的界位变送器LT-1205A、LT-1205B和LT-1205C，当三个变送器的给出值满足2003时，联锁触点打开，导致D-201切液联锁阀UV-1202关闭。（16）D-201液位低低联锁IS-207液位低低联锁的信号分别来自罐的界位变送器LT-1206A、LT-1206B和LT-1206C，当三个变送器的给出值满足2003时，联锁触点打开，导致联锁阀UV-1204关闭。（17）D-203液位高高联锁IS-204液位高高联锁的信号分别来自罐的界位变送器LT-1302A、LT-1302B和LT-1302C，当三个变送器的给出值满足2003时，将导致：；1）K-101出口返回线XSV－0110打开；2）SHU进料泵停车；3）R-101进料联锁阀UV-0203关闭；4）新氢联锁阀UV0301