智能無(wú)線技術(shù)在催化劑轉(zhuǎn)爐溫度監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司及催化劑廠
中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司是集煉油、化工和化肥生產(chǎn)為一體的的大型石化企業(yè),是中國(guó)西部地區(qū)zui大的石化企業(yè)。公司擁有原油一次加工能力1050萬(wàn)噸/年。并具備相配套的二次加工能力,能生產(chǎn)汽油、柴油、煤油、潤(rùn)滑油、催化劑、合成橡膠等400余種石化產(chǎn)品,是我國(guó)生產(chǎn)石化產(chǎn)品品種比較齊全的企業(yè)之一。
中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司催化劑廠建廠于1964年,位于黃河之濱、古絲綢之路重鎮(zhèn)——甘肅省蘭州市。是我國(guó)專門(mén)從事石油裂化催化劑工業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的基地,是國(guó)內(nèi)三大催化裂化催化劑生產(chǎn)基地之一,被譽(yù)為“石油裂化催化劑的搖籃”。主流產(chǎn)品年生產(chǎn)能力達(dá)到50000噸,是中國(guó)石油目前*的催化裂化催化劑生產(chǎn)基地
2.催化劑轉(zhuǎn)爐的溫度監(jiān)測(cè)
催化劑轉(zhuǎn)爐是催化劑生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備。蘭州石化分公司催化劑廠的催化劑轉(zhuǎn)爐的長(zhǎng)度為30米,運(yùn)行溫度1000攝氏度,轉(zhuǎn)速為4~5轉(zhuǎn)/分鐘,控制系統(tǒng)采用的是和利時(shí)的PLC,每臺(tái)設(shè)備有4個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)。在催化劑的生產(chǎn)過(guò)程中要隨時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),以保證轉(zhuǎn)爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和全裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行,同時(shí)轉(zhuǎn)爐的溫度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程中的能耗,因此準(zhǔn)確、可靠的測(cè)量轉(zhuǎn)爐的溫度十分重要。傳統(tǒng)上催化劑轉(zhuǎn)爐的溫度監(jiān)測(cè)采用滑環(huán)測(cè)溫的方式來(lái)測(cè)量溫度。
催化劑轉(zhuǎn)爐的滑環(huán)式測(cè)溫屬于直接測(cè)量,利用熱電偶測(cè)量轉(zhuǎn)爐的溫度。采用滑環(huán)測(cè)溫時(shí),熱電偶的兩端分別連接在兩個(gè)滑環(huán)上,每個(gè)滑環(huán)分別與一個(gè)碳刷聯(lián)接,碳刷固定在一根連桿上,通過(guò)導(dǎo)線與溫度變送器連接。同時(shí)滑環(huán)測(cè)溫的缺點(diǎn)也十分明顯,主要有:
1)由于滑環(huán)失圓和轉(zhuǎn)爐的振動(dòng),碳刷會(huì)高頻率地跳躍,導(dǎo)致信號(hào)傳導(dǎo)不連續(xù),造成信號(hào)丟失。
2)滑環(huán)所在的環(huán)境溫度很高,會(huì)造成滑環(huán)繡蝕,同時(shí)粉塵會(huì)在碳刷和滑環(huán)之間造成絕緣阻隔,導(dǎo)致信號(hào)失真。
3)熱電偶測(cè)量為毫伏信號(hào),易受到干擾,影響測(cè)量精度。
4)由于滑環(huán)的機(jī)械結(jié)構(gòu),導(dǎo)致維護(hù)量較大,維護(hù)費(fèi)用高。
由于滑環(huán)測(cè)溫存在上述的缺點(diǎn),無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的測(cè)量溫度,而溫度的失真會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量并增加裝置的能耗。隨著催化劑廠對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和能耗的要求日益提高,在不對(duì)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行大規(guī)模改造的前提下,尋求一種能夠準(zhǔn)確可靠的測(cè)量催化劑轉(zhuǎn)爐的新方法成為一種切實(shí)的需求。
3.艾默生智能無(wú)線技術(shù)解決方案
為了能夠及時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量催化劑轉(zhuǎn)爐的溫度,提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和降低能耗,蘭州石化催化劑廠對(duì)包括滑環(huán)測(cè)溫、紅外線成像、無(wú)線測(cè)溫等方案進(jìn)行了對(duì)比,綜合各個(gè)方案的特點(diǎn),zui后選取了艾默生公司的智能無(wú)線技術(shù)作為解決方案,對(duì)催化劑轉(zhuǎn)爐的測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行了改造,取得了很好的成果。該方案使用無(wú)線溫度變送器648直接與熱電偶連接,安裝在爐體上,無(wú)線溫度變送器648將采集到的信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)綗o(wú)線智能網(wǎng)關(guān)1420,網(wǎng)關(guān)1420由EtherNet連接,以O(shè)PC協(xié)議與和利時(shí)PLC系統(tǒng)通訊。
3.1艾默生智能無(wú)線方案的優(yōu)勢(shì)
艾默生智能無(wú)線方案的優(yōu)勢(shì):
1.采用與有線變送器相同的檢測(cè)元件,保證工藝數(shù)據(jù)來(lái)源可靠。
2.無(wú)線網(wǎng)關(guān)主動(dòng)搜索并自動(dòng)調(diào)整無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)無(wú)線設(shè)備的增加或減少,同時(shí)網(wǎng)關(guān)可管理并選擇數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂?,采用時(shí)間同步技術(shù),以此保證數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)可靠。
3.上位機(jī)組態(tài)方便,無(wú)軟件,IE瀏覽器組態(tài)界面友好,人機(jī)交互性強(qiáng),支持多種通訊協(xié)議。
4.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安裝方便,從安裝無(wú)線儀表到讀取數(shù)據(jù)只用3個(gè)小時(shí)。
5.無(wú)需敷設(shè)電纜和橋架,節(jié)省安裝成本。
6.無(wú)線設(shè)備具有自診斷功能,可以同時(shí)檢測(cè)電池電量和環(huán)境溫度。
3.2艾默生智能無(wú)線系統(tǒng)的架構(gòu)和主要設(shè)備特點(diǎn)
3.2.1.系統(tǒng)架構(gòu)
無(wú)線控制系統(tǒng)一般由各類工況監(jiān)測(cè)無(wú)線變送器、無(wú)線網(wǎng)關(guān)、裝有IE瀏覽器的PC機(jī)組成。
3.2.2.艾默生智能無(wú)線網(wǎng)關(guān)1420的功能和特點(diǎn)
無(wú)線網(wǎng)關(guān)在無(wú)線控制系統(tǒng)中起到中間轉(zhuǎn)換的作用,它是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制系統(tǒng)的橋梁,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)據(jù)管理和設(shè)備管理的三大功能。首先網(wǎng)關(guān)要管理其轄區(qū)內(nèi)的無(wú)線設(shè)備,根據(jù)其位置分布自動(dòng)建立通訊網(wǎng)絡(luò),保證各個(gè)被檢測(cè)的工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠的傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān),一旦網(wǎng)絡(luò)建立,即利用標(biāo)準(zhǔn)接口和支持相應(yīng)的通訊協(xié)議將收集到的工藝數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)送入控制系統(tǒng)內(nèi),以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及工藝數(shù)據(jù)的監(jiān)控。網(wǎng)關(guān)和上位機(jī)通信時(shí),支持ModubusRS-485、ModbusTCP/IP及EtherNetOPC的通訊協(xié)議,與DCS、PLC或SCADA系統(tǒng)無(wú)縫連接;
3.2.3.無(wú)線溫度變送器
智能無(wú)線溫度變送器Rosemount648,其主要性能和特點(diǎn)與有線儀表相同,只是其信號(hào)輸出采用支持WirelessHART協(xié)議的無(wú)線輸出,采用智能電源模塊供電。
4.應(yīng)用體會(huì)
催化劑轉(zhuǎn)爐作為催化劑生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備,其溫度監(jiān)測(cè)非常重要,無(wú)線儀表相對(duì)于傳統(tǒng)的滑環(huán)式溫度測(cè)量方式,安裝簡(jiǎn)單,調(diào)試方便,數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定,參數(shù)準(zhǔn)確,解決了從滑環(huán)連線易損壞的問(wèn)題。和使用有線儀表相比,維護(hù)的工作量大大降低。無(wú)線溫度變送器648和無(wú)線網(wǎng)關(guān)的抗*力強(qiáng),即使在振動(dòng)噪音較大,溫度很高的環(huán)境中,運(yùn)行穩(wěn)定,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。使用智能無(wú)線設(shè)備,解決了轉(zhuǎn)爐溫度監(jiān)測(cè)的難題,為企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗提供了有效的。