随着中国加工进口含硫原油的持续增长和日渐严格的环保要求,对油品进行各种各样的脱硫处理成为必要过程,脱硫不仅可提高油品质量,降低对生产装置的腐蚀,还能够得到重要的工业原料硫磺,提高企业总体效益,因此硫磺回收装置也成为石油加工企业越来越重要的配套装置。中国石化广州分公司的千万吨炼油改造的配套的2×7万吨/年硫磺回收联合装置,采用了浙江中控技术股份有限公司的WebField ECS-100控制系统对硫磺回收联合装置进行自动监控。
WebField ECS-100控制系统
WebField ECS-100控制系统是浙江中控技术股份有限公司在继承JX-300、300X技术的基础上,为适应网络技术的发展,特别是Internet、Web技术的发展,于2000年推出的新型DCS控制系统,其采用WEB化体系结构,突破了传统控制系统的层次模型,实现了多种总线兼容和异构系统综合集成的“网络化控制系统”,真正实现了网络化、智能化、数字化,突破了传统DCS、PLC等控制系统的概念和功能CONTROL ENGINEERING China版权所有,比较容易实现过程控制、设备管理的统一化。其系统拓扑图如图所示:
WedField ECS-100控制系统拓扑图
WedField ECS-100控制系统主要有以下几个特点:
开放性:具有良好的开放功能,能够方便嵌地入现场总线设备和第三方集散控制系统、逻辑控制器等,通过各种远程介质或Internet实现远程操作。
兼容性:符合现场总线标准的数字信号和传统的模拟信号在系统中并存。
安全性:系统安全性和抗干扰性符合工业使用环境下的国际标准。
远程服务:能够通过远程通信媒体实现远程监控、故障诊断、系统维护、操作指导、系统升级等。
故障诊断:具有卡件、通道以及变送器或传感器故障诊断功能,智能化程度高,轻松排除热电偶断线等故障。
实时仿真:系统具有离线的实时调试和仿真功能,缩短系统在现场的调试周期并降低了方案实施的风险。
主要装置工艺介绍
14万吨/年硫磺回收联合装置由一套90t/h的污水汽提氨精制、两套280t/h的溶剂再生、2×7万吨/年硫磺回收装置组成,其中2×7万吨/年硫磺回收装置为主要装置。
硫磺回收联合装置要工艺流程框图
硫磺回收主要工艺流程是:从全厂各装置的酸性水,经脱气、除油等前期处理后,分冷、热两路进入主汽提塔,在塔底重沸器(蒸汽)的作用下,侧线气经三级冷却CONTROL ENGINEERING China版权所有,得到99%的粗氨气,再经精制系统得到液氨产品。汽提塔底净化水返回上游装置重复使用,塔顶酸性气经冷却并分液后送至硫磺回收部分。
自酸性水汽提、溶剂再生部分及酸性气管网来的酸性气,经分液后分为两部分,分别进入硫磺回收I和II,经预热首先进入酸性气燃烧炉(Claus反应器),在合理配风的基础上,保证Claus反应转化率达到最高,以实现最高的硫磺回收率。Claus尾气经换热后在加氢催化剂的作用下CONTROL ENGINEERING China版权所有,SO2、COS、CS2及液硫、气态硫等均转化为H2S,反应过程气经急冷塔冷却,产生的酸性水送至酸性水汽提部分处理CONTROL ENGINEERING China版权所有,而尾气用吸收剂吸收H2S后,进入尾气焚烧炉焚烧后通过烟囱排空。吸收溶剂(富液)去溶剂再生系统,再生后的溶剂重复使用,溶剂再生部分产生的酸性气返回酸性气燃烧炉处理。
控制系统总体设计
根据装置规模及控制要求,2×7万吨/年硫磺回收装置的WebField ECS-100控制系统由5个操作站、1个工程师站、2个控制站和一套过程控制网络组成,操作中心与控制中心之间距离较远,采用1000米光缆冗余连接,同时将WebField ECS-100系统与生产调度管理中心通过OPC服务器进行数据传送,达到了实时监控与信息管理的无缝连接。控制系统的主控卡、数据转发卡、关键卡件、系统电源、网络、系统供电、安全栅供电等均按1:1冗余配置。
为了实现生产的集中操作www.cechina.cn,广州石化14万吨/年硫磺回收装置操作室距离装置比较远,直线距离有1KM左右,而且需要跨越一个高坡,因此采用光纤连接,为了保证连接的可靠性,两条光纤分开铺设,即两条管线走不同的路径,防止因火灾等造成光纤同时中断。
石油化工企业对于安全生产要求比较高,安全联锁系统和控制系统要求单独设置,因此在此项目中采用了Moore公司的CPA/HLPRG/1PRG/230AC/-AO[DIN]报警设定器,即信号经报警设定器后产生两个信号,一个模拟量进DCS,一个数字量进SIS。
因为广东多雷,为了保证网络连接可靠,为网卡配置了CITEL浪涌保护器。
除了系统电源要求冗余配置外,给隔离栅供电的直流电源也要求冗余,另外为了避免电源故障引起电源“雪崩”,要求均流,具体要求如下:采用并联方式配置;采用n:1冗余方式 (n≤4) ;并联运行的直流稳压电源应有运行保护电路(内藏解偶二极管);并联运行的直流稳压电源应有负载平衡功能