催化裂化装置主风机的启动控制保护系统综述_林冲.pdf

2022 年 第 12 期 化学工程与装备 2022 年 12 月 Chemical Engineering&Equipment 161 催化裂化装置主风机的启动控制保护系统综述催化裂化装置主风机的启动控制保护系统综述 林 冲（福建省石油化学工业设计院有限公司，福建 福州 350000）摘摘 要要：本文主要介绍了主风机开机前的联锁控制逻辑，润滑油泵启动及油箱加热器逻辑、动力油泵启动及油箱电加热器逻辑，盘车允许启动逻辑，机组启动条件和启动顺序逻辑做了详细的阐述。关键词：关键词：主风机组动力油泵；启动逻辑；盘车保护 在催化裂化炼油装置生产过程中，主风机组是其关键设备，开机前的准备工作是保证机组运行安全的先决条件，只有当所有条件满足后，方可顺利启动机组。本文以呼和浩特石化公司 280 万吨/年催化裂化装置的动力能量回收机组为例，详细介绍了机组启动的保护和启动逻辑。1 1 润滑油泵启动及油箱加热器逻辑润滑油泵启动及油箱加热器逻辑 润滑油系统主要对主风机部件进行润滑减少摩擦、密封、冷却的作用，因此在运行之前必须先进行润滑油系统的投用。同时需要保持一定油温以保证润滑油的特性。图图 1 1 润滑油泵启动及油箱加热逻辑图润滑油泵启动及油箱加热逻辑图 润滑油泵一般分为主油泵和辅助油泵。由于装置在正常运行时蒸汽的可靠性高于电能，且考虑到更好的节能减排，主风机组的主油泵采用了蒸汽透平拖动的主油泵，辅油泵使用电拖动。当主油泵由于故障或者其他原因润滑油总管压力不足时启动辅油泵，保证向机组正常供油。辅油泵在电气现场操作柱上可根据操作情况打手动或自动位。在自动位时，润滑油系统压力低于 0.16MPa 时，辅油泵立即自动启动，以保证润滑油系统压力正常；当压力过高时停泵需要现场手动关闭。当在手动位时，则辅油泵通过现场操作柱上的旋钮开关启动、停止。投用状态下，辅油泵设置在自动位置。润滑油在适当的温度下才能保持最好的润滑性能，润滑油箱设置有电加热装置。其油箱电加热器在电气现场操作柱DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.105162 林 冲：催化裂化装置主风机的启动控制保护系统综述 上打手动或自动位。设为自动操作时，润滑油箱液位LIA8400 的值需20%，当润滑油的温度 TIA8400 低于 20，点“开润滑油加热器”画面，触发结果的指示灯变为绿色，表示润滑油箱的电加热器启动。当润滑油温度 TIA840040，点“停润滑油电加热器”按钮，触发结果的指示画面变为红色，表示润滑油箱电加热器停止。若操作柱打在手动位置，电加热器通过操作柱上的旋钮开关启动、停止。2 2 动力油泵启动及油箱加热器逻辑动力油泵启动及油箱加热器逻辑 动力油系统的作用是驱动主风机轴流风机静叶的角度旋转来调节风量，如果动力油压力过低，就无足够的力量推动静叶角度的旋转，就无力改变其主风机的风量，所以必须保证动力油的压力。图图 2 2 动力油泵机油箱加热器逻辑图动力油泵机油箱加热器逻辑图 动力油泵采用可互为切换的两台电动油泵组成，投用时运转泵可认为是主油泵，暂停的备用泵认为是辅助油泵。辅助油泵在电气操作柱上可设定为手动或自动操作。假设 1#泵为主泵，2#泵为辅泵。辅泵设为自动时，当动力油压力低于 9.0MPa，或动力油实验油压力低于 9.0MPa，辅油泵立即自启动，若压力提升后，可由现场人工停泵。若辅泵打手动位时，则 2#泵需通过现场电气操作柱上的旋钮开关启动、停止。在系统正常运行状态下，辅油泵的电气操作柱设置在自动位。图图 3 3 盘车允许启动逻辑图盘车允许启动逻辑图 林 冲：催化裂化装置主风机的启动控制保护系统综述 163 同样，油箱电加热器在电气操作柱上可设定为手动或自动操作。设为自动操作时，当动力油箱液位 LIA850020%，温度 TIA850020，按“开动力油加热器”按钮，触发结果的指示灯均变为绿色，表示投用动力油箱电加热器。当动力油温度 TIA850040，按“停动力油加热器”按钮，触发结果的指示灯均变为红色，表示切除油箱电加热器命令。若设定为手动，则电加热器通过操作柱上的旋钮开关启动、停止。3 3 盘车允许启动逻辑盘车允许启动逻辑 机组在停止状态下，为防止转子在重力作用下发生自由弯曲，需要定期盘车；在主风机组开机前需要进行盘车操作。如图 3 所示，需润滑油系统投用，润滑油压力正常，盘车电机保护罩闭合，风机和电机的顶升油泵在运行状态下，按“手动确认盘车电机允许信号”按钮，“主风机盘车电机允许启动”指示灯亮显示绿色，盘车电机允许启动，现场启动盘车电机。点“手动取消盘车电机允许信号”按钮，允许启动信号解除。4 4 机组启动条件机组启动条件 图图 4 4 主风机启动条件图主风机启动条件图 如图 4 中所示条件：停机时长大于 15 分钟，主风机静叶角度不大于 22.5，润滑油压力0.25MPa，油温不低于25，烟机入口调节阀开度不大于 5%，烟机进口切断阀开阀角度0.5%，风机出口阻尼单向阀关闭，两台防喘振阀开度均不小于 95%，风机和两台电机顶升油泵全部运行，主风机盘车电机状态停止，以上各条件满足后，相应条件显示均为绿色；同时主机联锁停机信号解除显，再次确认主风机允许启动条件，若满足点击“主风机允许启动确认”；通过“与”门关系，“主风机启动条件满足”指示由红色为绿色，随时有任一条件不满足，则主风机不具备启动，则显示红色，需检查排除问题使其满足启机条件。启动条件满足后，进入机组启动程序。5 5 机组启动程序机组启动程序 主风机组的启动方式分为采用烟机拖动升速和电机启动两种，由于本机组电机功率为 18000kw，若采用电机启动拖动机组,将对电网造成极大冲击，所以用电机启动模式只在电机单试时采用，正常开机时采用烟机拖动升速。两种启动方式的具体操作步骤如下：图图 5 5 机组启动程序图机组启动程序图 164 林 冲：催化裂化装置主风机的启动控制保护系统综述 按照“机组启动条件”操作画面指示，首先使机组联锁各条件侧正常，按复位按钮，使联锁复位。进行预检查，满足机组各项启动条件，画面显示“启动条件满足”和“允许启动”。若选择电机启动方式，电机允许合闸指示灯亮，即可进行合闸操作。若选择烟机启动方式，按“切断阀开启按钮”，打开烟机入口闸阀，并解锁烟机入口调节蝶阀，根据机械专业的要求用蝶阀调节器缓慢开蝶阀，以满足烟机轮盘升温暖机和烟机冲转要求。当烟机转速大于 3563rpm（95%Ne）时，电机允许合闸指示灯亮，点击“电机允许合闸”，将允许合闸信号给电气开关柜，现场可以通过机旁操作柱进行合闸。电机合闸后，机组转速达到额定转速，进入安全运行状态，保持 5 分钟，以考察机组运行状况，5 分钟后，“允许自动操作”灯亮，点击确认后机组进入自动操作状态。（在电机合闸前，当机组转速大于 3638rpm（97%Ne），机组进入自动操作状态，主风机静叶将解锁，此时应适时调节静叶，使机组不会因喉部差压过低导致安全运行动作。）6 6 结结 语语 通过以上的联锁逻辑的调试，保证了主风机组运行的必要条件，为催化裂化装置的稳定运行提供了先决条件。呼和浩特石化公司 280 万吨/年催化裂化自控系统从安装、调试、投用、检修等过程本人解决了很多问题，积累了化工装置施工的实际现场经验。本文仅对主风机组启动的逻辑进行了阐述，为大家提供一点机组控制逻辑应用实例。在大型机组、化工装置的自控系统方面还有很多方面需要积极的探索，需要结合实际不断总结经验，为化工装置的平稳运行贡献微薄之力。参考文献参考文献 1 马召辉,徐平义.催化裂化装置主风机四机组的控制与保护综述J.石油化工设备技术,2013,34(03):26-31+72.2 贺文敏,黎明.催化裂化能量回收机组控制系统的设计与实施J.计算机与应用化学,2006(02):103-106.3 孙建兵.催化裂化装置主风机综合控制系统的应用J.化工设计通讯,2018,44(04):110-111.4 周勇,李荣霞.浅谈压缩机防喘振控制J.内蒙古石油化工,2007(04):56.（上接第（上接第 160160 页）页）_ （1）数值分析表明：反应釜存在涡流，顶部及拐角处相对明显，存在物料混合不均、结晶下沉堆积可能；（2）模拟及试验对比表明：推进器对反应釜内循环促进效果显著，对反应釜内部复杂三维流动及水力性能预测分析可靠，为进器在化工领域进的深入推广奠定基础。（3）数值模拟基于理想状态进行，与试验结果存在一定误差合理且可信。为从事与旋转机械相关的设计和研发人员在生产实践中提供了有效参考途径。（4）反应釜运行生产时，可对底置推进器进行变频运转，使反应釜处于最佳工作状态。参考文献参考文献 1 MICALE G,MONTANTE G,GRISAFI F,et al.CFD Simulation of Particle Distribution in Stirred vesselsJ.Chemical Engineering Research and Design,2000,78(3):435-444.2 JAWORSKI Z,BUJALSKI W,OTOMO N,et al.CFD Study of Homogenization With Dual Rushton Turbines-comparison With Experimental ResultsJ.Chemical Engineering Research and Design,2000,78(3):327-333.3 胡跃华.复合式搅拌器设计与探索J.石化技术,2002,9(1):43-45.4 苗一,潘家祯,张国娟,等.双层涡轮桨搅拌槽内混合过程的数值模拟J.华东理工大学学报(自然科学版),2006,32(3):352-356.5 苗一,潘家祯,牛国瑞,等.多层桨搅拌槽内的宏观混合特性J.华东理工大学学报(自然科学版),2006,32(3):357-360.6 梁瑛娜,高殿荣.双层直斜叶及其组合桨搅拌槽三维流场数值模拟J.机械工程学报,2008,44(11):290-297.