项目五-公用工程系统演示幻灯片.ppt

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化工装置相关系统,化工装置主要相关系统（除设备系统外）有：,公用工程系统：,供电系统、供水系统、供风系统、供汽系统、,供氮系统。,仪表系统：,仪表的校验和联锁系统的联校。,分析化验和质量控制系统：,开工前的准备、中间控制与质量控制。,催化剂的卸装,1,任务,1,公用工程系统,一、供电系统的准备,（,1,）化工工厂用电负荷分级,依据,根据工厂内生产装置的重要性、其对供电可靠性和连续性的要求、中断供电时对其他生产装置的影响等因素来进行分级。,分为两级,2,任务,1,公用工程系统,一、供电系统的准备,生产装置用电负荷分级,a.,0,级负荷（保安负荷）,当供电中断时，为确保安全停车的自动程序控制及其执行机构和配套装置。如生产装置的,DCS,、仪表、继电保护装置、关键物料进出及排放阀等。,当生产装置供电中断时，为确保迅速终止设备的化学反应，物料又不能或不宜立即排放时，需要迅速加入阻止其化学反应所需助剂的自动投料、搅拌设备以及化纤生产中的喷丝机头电加热器等。,大型关键机组在运行或停电后的惰行情形过程中，保证不使设备损坏的保安措施，如润滑油泵等。,为确保安全生产、处理事故、抢救撤离人员，生产装置所必须设置的应急照明、通讯、工业电视、火灾报警等系统。,3,任务,1,公用工程系统,一、供电系统的准备,生产装置用电负荷分级,b.,1,级负荷,当生产装置电源中断时，将打乱关键性的连续生产工艺生产过程，造成重大经济损失。例如使产品及原料大量报废缺损；催化剂结焦、中毒；物料管线或设备堵塞，供电恢复后需很长时间才能恢复生产的大、中型生产装置以及确保正常操作的公用工程的用电负荷。,c.,2,级负荷,当生产装置工作电源突然中断时，将造成较大的经济损失。例如电源将出现减产或停车，恢复供电后，能较快恢复正常生产的生产装置及为其服务的公用工程的用电负荷。,d.,3,级负荷,不属于,0,级、,1,级、,2,级的其他用电负荷。,4,任务,1,公用工程系统,一、供电系统的准备,生产装置用电负荷分级,（,2,）各级负荷供电要求,0,级负荷。必须由独立的保安电源供电。常用的电源有以下三种不停电电源装置：,a.,直流蓄电池装置；所供负荷如,6kV,系统控制电源。,b.,静止型不停电电源装置（,UPS,）所供负荷如仪表,DCS,电源、仪表、关键物料进出阀、排放阀等以及低压电动机控制系统电源等。（,DCS,离线）,c.,快速自启动的柴油发电机机组：所供负荷属,0,级负荷的电动机、事故照明,UPS,电源等。正常情况下这些负荷由工作电源供给，当正常电源中断时，柴油发电机组立即启动，当电压一旦达到正常，柴油发电机就自动切换到用电回路上。这一过程仅需,10s,左右。,5,任务,1,公用工程系统,一、供电系统的准备,（,3,）生产装置电动机再启动系统,生产装置的,1,、,2,级用电负荷大多设置有,电动机再启动系统,。该系统是指运行中由于供电电源短时中断后又恢复供电时，使装有再启动装置的各鼠笼式感应电动机能够按生产工艺要求及预先规定的时间、确定的批次而自动进行再启动。但当电源消失时间超过一定值，（一般,10s,左右）电动机将再也不能自启动。,6,任务,1,公用工程系统,一、供电系统的准备,技能训练实例：甲醛装置电源故障及处理,1,、晃电,（一）晃电的原因,1.,内部原因引起电力系统瞬间失压后又恢复正常。,2.,外部原因（如闪电）引起电力系统瞬间失压后又恢复正常。,（二）晃电的后果,1.,部分运行的电器设备可能将停运。,2.,锅炉给水、脱盐水或循环水可能会出现暂时的短缺。,（三）晃电的现象,1.DCS,上出现部分电器设备停运的声光报警。,2.,在电力恢复正常时，具有自启动功能的电机泵将依据“记忆时间”和“启动时间”相继自启动。,7,任务,1,公用工程系统,一、供电系统的准备,技能训练实例：甲醛装置电源故障及处理,1,、,晃电,（一）晃电的原因,1.,内部原因引起电力系统瞬间失压后又恢复正常。,2.,外部原因（如闪电）引起电力系统瞬间失压后又恢复正常。,（二）晃电的后果,1.,部分运行的电器设备可能将停运。,2.,锅炉给水、脱盐水或循环水可能会出现暂时的短缺。,（三）晃电的现象,1.DCS,上出现部分电器设备停运的声光报警。,2.,在电力恢复正常时，具有自启动功能的电机泵将依据“记忆时间”和“启动时间”相继自启动。,8,任务,1,公用工程系统,（四）晃电的处理原则、要点,1.,确认有自启动功能的电机泵已启动。,2.,没有自启动功能的电器设备（除,P,301A/B,外），将进行人工快速启动。,3.,如果晃电导致,P,301A/B,停运，则启动后只能打全循环，必须在调度、丁二醇车间的要求下才能将,AF,55,送出界外。,4.,如果晃电导致锅炉给水、脱盐水或循环水会出现暂时的短缺，则联系调度尽快供水，并密切注意相关系统的监视和调整。,5.,一般来说，只要处理及时对系统不会有大的影响。,6.,如果晃电导致,P,101A/B,停运，则按“断醇停车”的相关程序处理。,7.,如果晃电导致,K,101,停运，则按“装置跳车”的相关程序处理。,9,任务,1,公用工程系统,（,2,）断电,（一）断电的原因,1.,内部原因引起电力系统较长时间停电。,2.,外部原因引起电力系统较长时间停电。,（二）断电的后果,1.,所有运行的电器设备全部停运。,2.,因,MK,101,或,P,102A/B,的停运将导致,I,1,、,I,1A,、,I,1B,动作。,3.,锅炉给水、脱盐水、循环水、生活水、生产过滤水中断。,4.,仪表空气、工厂空气、氮气可能中断。,5.,其余同断锅炉给水、脱盐水、循环水及,I,1A,联琐动作的后果一样。,10,任务,1,公用工程系统,（三）断电的现象,1.DCS,上出现所有运行电器设备停运的声光报警。,2.DCS,上出现,I,1,、,I,1A,、,I,1B,动作的声光报警。,3.DCS,上脱盐水、循环水、生活水、生产过滤水总管的流量显示,FIC0404,（,FIC5008,）、,FIQ6002,、,FIQ6006,、,FIQ6004,大幅下降。,4.FIC0404,、,LIC0501,等快速下降，,LIC0401,快速上升。,5.,其余同断锅炉给水、脱盐水、循环水及,I,1A,联琐动作的现象一样。,11,（四）断电的处理原则、要点,1.,系统按“装置跳车”的程序进行处理，但不能给导热油系统加热。,2.,系统按“断循环水”的程序进行处理：现场打开循环水管网的高点排气阀破真空；关闭,E,105/E,106,的循环水回水阀。,3.,系统按“断锅炉给水”的程序进行处理。,4.,虽然断脱盐水，但,P,108A/B,、,P,301A/B,、,P,302A/B,已停运，不需作特殊处理。,5.,当电力系统恢复后：按程序启动,P,102A/B,、,E,110,给导热油系统加热；按程序启动,P,105A/B,、,P,106A/B,进行循环。,6.,当循环水恢复后：按要求建立好循环水系统。,7.,当脱盐水恢复后：按程序启动,P,108A/B,进行循环，吸收系统循环正常。,8.,当锅炉给水恢复后：按要求建立好锅炉水系统。,9.,再按相应的开车程序进行开车。,任务,1,公用工程系统,12,任务,1,公用工程系统,用电设备的操作技术,P161,13,作 业,任务,1,公用工程系统,1,、,UPS,电源装置是针对哪些重要部分设置的，为什么？,2,、电动机自启动是怎么回事？自启动的时间是多少？生产中电 源故障，对装置有自启动设置的电动机应注意些什么问题？,3,、生产中电源故障有哪几种可能？应分别按什么程序处理？,4,、生产中发生电源故障时，除对本装置进行处理外，还应注意 检查和处理哪些与装置关联的部分？,14,二、供水系统,（,1,）供排水系统简介,供水系统,化工生产的供水主要有以下几方面：,a.,冷却水,b.,工艺用水,c.,锅炉用水,d.,消防用水,e.,冲洗用水,f.,施工及其他用水,g.,生活用水,任务,1,公用工程系统,15,二、供水系统,（,1,）供排水系统简介,供水系统,水的用途不同，对,水质,的要求也不同，即使同类的用途，在不同企业、不同工艺中对水质的要求差别也很大。,供水系统就是,对原水进行加工处理,，为生产提供各种合格、足量用水的公用工程系统。,供水系统由,水的输送,和,水的处理,两个方面组成。水的输送包括原水到水处理及水处理装置向各用户的输送，需要有水泵、输水管及必要的储水设施及相应的回水系统。水的处理有两个方面，一是去除水中杂质的处理，二是对水质进行调整的处理。,任务,1,公用工程系统,16,二、供水系统,（,1,）供排水系统简介,供水系统,天然水总是含有大量杂质，不能直接使用。这些杂质有,悬浮固体,和,溶解性固体,两大类。除去悬浮性固体采用混凝、沉淀、过滤等方法，以,降低水的浊度为主要目标,，降低浊度等的处理通常是为水的进一步深度处理作准备，故又称,预处理,。经预处理的水可作为补充循环冷却水、消防水、某些工艺用水及对水质要求不高的其他用水。,除去溶解性固体常用的是,离子交换树法,，也可以采用电渗析、反渗透等其他方法。如果只是除去水中的硬度离子而不需要除去其他离子叫做,水的软化,。软化水可用于低压锅炉、某些工艺及补充循环冷却水等。高、中压锅炉及某些特殊的工艺要求高纯度的水，也就是,除盐水,。除盐处理是供水系统中最深层次的处理。,任务,1,公用工程系统,17,二、供水系统,（,1,）供排水系统简介,冷凝水系统,冷凝水系统是为了节约用水、保护环境和降低水处理成本而建立的水的回收系统。,化工厂的冷凝水有两类，一是,蒸汽直接冷凝水,，它来自透平和蒸汽管网。一类是,工艺冷凝水,，它来自生产工艺过程。直接冷凝水受到的污染小，杂质少，经过滤处理后即可直接作为软化水使用，若过滤后再进混合床处理即成为新的除盐水。工艺冷凝水受到的污染比较严重，并且其杂质成分随工艺的不同而不同。例如，大化肥杂质的尿素工艺冷凝水主要含有氨和二氧化碳，经汽提后二氧化碳和大部分氨被除去，再经阳离子交换树脂除去剩余的氨，然后通过混合床处理而成为新的除盐水。,任务,1,公用工程系统,18,二、供水系统,（,1,）供排水系统简介,排水系统,有用水必有排水。化工企业的排水一般是按质分流的，即有清、污两个排水系统。一部分水经使用后受到严重污染，含有污染物的浓度超过环保规定的指标，需要送到污水处理进行处理。将这些部分进行收集、输送、处理，这就是,污水排放系统,。另一部分经使用有受到的污染较轻，直接排放并不污染环境，例如普通生活废水、冷却水系统的排放、雨水等。将这部分水收集、输送、排放的系统就是,清水排放系统,。日常运行中清、污两个系统必须独立，不得相互串通。,任务,1,公用工程系统,19,二、供水系统,（,2,）原水及预处理系统,以地表水为水源的供水系统预处理的目的是除去原水中的悬浮性杂质，,水的浊度,是其主要控制指标。实践证明，在除浊处理的过程中,COD,等其他物质的含量也会一定程度的降低。预处理的一般流程为：原水输水混凝处理沉淀（澄清）处理过滤处理出水。当原水的浊度很高或含砂量较大时在混凝之前要有预沉淀处理，其目的是让大颗粒的杂质自然沉降分离，以减轻后面工序的负担。经过滤处理后的水即可供生产使用，若再作消毒处理即成为,生活水,，若进行除盐处理即成为,除盐水,。,任务,1,公用工程系统,20,二、供水系统,（,3,）软水及除盐水系统,离子交换及离子交换树脂。离子交换法是除去水中离子状态杂质的最常用的方法。能够进行离子交换的物质称为,离子交换剂,。用化学合成法生产的高分子有机离子交换剂叫,离子交换树脂,。离子交换树脂由高分子母体骨架和离子交换基团两部分组成。交换基团带有可交换离子（称为反离子），,可交换离子与水中同电荷的离子发生置换反应,，这就是离子交换的基本原理。,水的软化处理,水的硬度是引起结垢的根源，硬度较高的水往往不能直接用于生产。,离子交换软水处理,是利用阳离子交换树脂中可交换的阳离子，把水中的,Ca2+,、,Mg2+,交换下来的过程。最常用的是钠型和氢型强酸性阳离子交换树脂。,离子交换水处理的主要设备是装有树脂的离子交换器，或称,树脂床,。,任务,1,公用工程系统,21,二、供水系统,（,3,）软水及除盐水系统,水的除盐处理,经过预处理以后的原水通过氢型阳离子交换树脂时，水中的阳离子被除去而,树脂上的氢离子,被交换下来；通过氢氧型树脂时，水中的阴离子被除去而,树脂上的氢氧根离子,被交换下来；从阳树脂上下来的氢离子与从阴树脂上下来的氢氧根离子,结合生成水,，这就是离子交换法除盐的原理。,（,4,）消防水系统,化工企业的消防水系统根据装置的特点不同有两种情况，一种是普通消防水系统，它由消防水管网和消防栓组成，其水源则是生活水管网或生成水管网；另一种是特殊消防水系统，它由消防水管网、消防水池、消防水泵、稳压泵、消防栓、消防水炮，消防水漠装置、消防喷淋装置等设施及其控制系统组成，这是一个完全独立的、封闭式系统。,任务,1,公用工程系统,22,二、供水系统,（,5,）循环冷却水系统,冷却水系统是化工装置不可缺少的组成部分。在敞开式冷却水系统中，水与空气在冷却塔内直接接触，一部分水转化为蒸汽使水温降低，蒸汽随空气一起由风机送出塔外，冷却后的水再经循环水泵升压送去换热器，重复使用。,循环水的清洗和预膜。为了处理循环水系统沉积物，以及循环水系统进行防腐处理使金属表面形成保护膜，新老装置循环水系统都要根据需要进行,清洗和预膜处理,。,任务,1,公用工程系统,23,技能训练实例：,甲醛装置供水系统故障的处理,任务,1,公用工程系统,24,三、供风系统,化工装置，特别是大中型化工装置，作为公用工程辅助系统，需要大量的压缩空气由装置专设的供风系统提供。其压缩空气一部分为特别净化的压缩空气和非净化压缩空气，前者严格要求空气中的,含湿量（露点温度）、含油和含尘量,，此类空气多用于仪表控制系统，又称,仪表空气,。后者用于装置其他辅助需要，常称为,压缩空气,。为保证供风系统送出的压缩空气质量，化工装置的供风系统通常均采用无油润滑的空气压缩机，按装置需用量连续不断地提供约,0.8MPa,的压缩空气。,任务,1,公用工程系统,25,三、供风系统,在化工装置中，,仪表空气需连续稳定供应，不能带水和油等杂质，露点温度应小于,-40,，,仪表空气带水和杂质，将会造成仪表调节和控制系统失灵。,露点温度高，在冬季还会因水分的凝聚和冻结而造成仪表空气管道、控制阀门等管路逐渐变小和直至冻结，从而减少或中断仪表空气的供应，这将会造成装置发生事故停车，有时甚至还可能引发出装置重大事故，因此严格控制仪表空气的质量是十分重要的。,任务,3,公用工程系统,26,三、供风系统,仪表空气故障的处理,仪表空气是化工装置的仪表调节控制系统的工作风源。一旦失去仪表空气，气动调节阀按安全设置不同，将出现两种结果：,1.,凡设置为事故开（,FO,）的调节阀将自动全开；,2.,凡设置为事故关（,FC,）的调节阀将自动关闭。,因此，仪表空气中断将触发,全装置紧急停车联锁动作,，,DCS,上将会出现一系列的声光报警。总控应,将调节阀全部切为手动,，装置按全系统紧急停车处理。仪表空气恢复前，为满足装置特殊操作要求，可通过调节阀的手轮或旁路来操作。,任务,1,公用工程系统,27,三、供风系统,技能训练实例：,甲醛装置仪表空气故障的处理,任务,1,公用工程系统,28,任务,1,公用工程系统准备,（,4,）供汽系统,化工装置供汽系统是由,蒸汽发生部分（气源）,和,蒸汽输送管网,两大部分组成。,蒸汽发生部分随装置的工艺过程对蒸汽热力参数（温度、压力）的需要、用量和工艺过程中热能回收产汽等不同条件而有多种配置，但通常为,:,锅炉产汽,、,外供蒸汽,、,装置余热回收产汽,（,废热锅炉,）,为满足化工装置对多个等级蒸汽参数的需要,及提高蒸汽的热工效率，锅炉产出的蒸汽多以高温、高压参数输出，而,蒸汽管网的任务,则是将这种高温、高压的蒸汽安全和有效地提供给装置内,经过优化的各等级蒸汽用户，保证各等级蒸汽管网温度、压力稳定。,29,任务,1,公用工程系统准备,（,4,）供汽系统,蒸汽管网的建立：,1,、暖管,a.,开管网各导淋排放阀，关各蒸汽用户蒸汽入口阀门。,b.,开管网上各减压调节阀前后截止阀，手动缓慢打开管网上各减压阀（暖管过程中每次开,5%,）。,c.,手动将各级管网放空调节阀开至,50%,。,d.,对全装置各等级蒸汽管网进行暖管，在暖管时，速度要缓慢、防止水锤现象发生。,e.,当蒸汽管网各就地排放阀（导淋）排出蒸汽为干汽时，关闭导淋阀，打开各疏水器前后阀，关闭旁路阀，将蒸汽冷凝液并网。,30,任务,1,公用工程系统准备,（,4,）供汽系统,蒸汽管网的建立：,2,、建网,a.,手动关小各管网减压调节阀，缓慢升高管网压力，在,升压,过程中，逐步建立各级管网压力。在,提压,过程中，注意防止蒸汽管网超压，防止温度低于蒸汽的饱和温度。,b.,将各级蒸汽管网压力提升至设定压力后，放空阀投自动。,c.,各级蒸汽管网的建立应由高压到低压逐级建立。,d.,建立装置各蒸汽伴热管网。打开蒸汽伴热管网所有就地排放导淋，对伴热管网进行暖管。暖管结束后关闭各导淋，投运疏水器，回收蒸汽冷凝液。,31,任务,1,公用工程系统准备,建立蒸汽系统,操作事故分析及预防,水锤又称水击,，是由于蒸汽或水等流体在压力管道中，其流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复迅速变化而突然产生的冲击力，使管道发生,剧烈的音响和震动的一种现象,。水锤现象发生时，管道内压力升高值可能为正常操作压力的好多倍，使管道和管件等设备材料承受很大应力，压力的反复变化，严重时将造成管道、管道附件和设备的损坏。,造成水锤的原因有：,a.,送汽时没有做到充分的暖管和良好的疏水。,b.,送气时主蒸汽阀开启过大或过快。,c.,引入的蒸汽带水。,32,任务,1,公用工程系统准备,建立蒸汽系统,操作事故分析及预防,相应的处理方法：,a.,检查和开大蒸汽管道上的疏水器（导淋就地排液）。,b.,检查汽包水位，若过高时，应适当降低。,c.,注意控制锅炉给水质量，适当加强排污，避免发生汽水共沸。,33,任务,1,公用工程系统,（,5,）供氮系统,1,、氮气在化工装置中的作用,a.,为各,工艺过程用氮,（也称工艺氮），直接作为化工产品的原料，例如用于氨的合成及氮洗等工艺过程。,b.,公用氮气,。在化工装置中主要用作,惰性气体,使用，对防止爆炸、燃烧，保证安全生产具有不可缺少的辅助作用。,2,、氮气的来源,空气深冷分离装置（习惯称,“空分”,），可同时提供数量巨大的合格氧气和高纯度氮气。,34,任务,1,公用工程系统,（,5,）供氮系统,3,、公用氮气使用中的安全注意事项,氮气虽为惰性气体，对人体无害，但不能供人呼吸，若氮气在空气中含量增高，则空气中的氧含量降低，就将对人体健康产生不良影响。所以在使用氮气时要注意空气中的氧含量，尤其是当槽、塔、罐等密闭空间使用氮气置换可燃气体合格后，当人体需要进入塔罐等工作时，要注意进行空气再置换，并分析其间氧含量，以防发生人员窒息致死。通常,为防止不慎造成公用氮气串入系统或工艺气体流入氮气管网，在装置或设备检修时，必须将公用氮气加盲板隔离。,35,任务,2,仪表系统,1,、化工仪表的组成及分类,化工仪表种类繁多，但作为仪表系统而言，通常可以分为以下三大类，即自动检测系统、自动调节系统和联锁报警系统。而这三种仪表系统又分别由各类仪表组成。,系统名称,现场仪表,控制室仪表,用途,检测系统,检测元件、变送器,显示仪表、指示、记录、累积等,显示工艺参数,调节系统,检测元件、变送器执行机构,调节器、显示仪表运算器,显示并控制工艺参数,联锁报警系统,各类开关、变送器、电磁阀、执行机构,报警器、指示灯、联锁线路,显示运行状态，确保安全运行及紧急处理,36,任务,2,仪表系统,1,、化工仪表的组成及分类,上述所采用的,仪表,又可分别称为一次仪表、二次仪表及执行器三种类型。,一次仪表,是指安装在现场的仪表。例如：用于测量温度的热电偶、热电阻；测量流量的节流孔板、流量开关；测量压力的开关、压力表；还有各类变送器等。,二次仪表,是指安装在控制室的仪表。例如；指示仪、记录仪、调节器、各类计算仪表等。,执行器,是安装在现场设备的管道上的仪表，它接受来自二次仪表的信号，通过它来控制工艺介质。常用的执行器如气动薄膜调节阀等。,37,任务,2,仪表系统,1,、化工仪表的组成及分类,（,1,）检测仪表,检测仪表是测量化工参数的基本仪表。通常按测量参数的性质来分，可以分为四大类型：压力仪表；温度仪表；流量仪表和物位仪表。此外还有气体成分分析仪表。,2,、控制系统,（,1,）控制系统的组成,自动控制系统是由四个部分组成；即调节对象、测量变送、调节器、调节阀。,生产过程“,集中操作，集中管理和分散调节的系统,”，简称为集散系统，用“,DCS”,来表示。,38,2,、控制系统,（,1,）控制系统的组成,自动控制系统是由四个部分组成；即调节对象、测量变送、调节器、调节阀。,任务,2,仪表系统,39,2,、控制系统,任务,2,仪表系统,图,3-45,锅炉汽包给水自动调节,a.,调节对象。被控制的设备，锅炉就是调节对象。,b.,被调参数,y,。汽包液位。,c.,干扰,f,。凡是影响被调参数的称为干扰，影响锅炉汽包液位的因素如用汽负荷的变化、给水水压的变化等，这些因素称为干扰。,d.,调节介质。利用阀门去改变物料进料量，这种手段叫调节作用，所用介质即注入锅炉中的水就是调节介质。,e.,测量变送。对被调参数（汽包液位）进行测量后变成统一的电信号，液位变送器完成上述作用。,f.,测量值,z,。变送器输出值。,g.,给定值,x,。一个定的与正常的被调参数相对应的信号值。,h.,偏差值,e,。给定值与测量值之差。,调节器输出,p,。调节器根据偏差，按一定的规律发,出相应的信号,p,去调节阀。,j.,调节阀。根据调节器输出,p,对锅炉进水量进行调节。,1,汽包；,2,加热器；,3,调节阀；,4,调节器；,5,给定器；,6,变送器。,40,2,、控制系统,（,2,）,PID,控制,调节器根据偏差按一定的规律进行调节，通常用的调节规律为,PID,调节，即比例、积分和微积分调节。,（,3,）控制系统的分类,控制系统通常分为,简单控制系统,和,复杂控制系统,。,简单控制系统，用一个测量元件和变送器、一个调节器和一个调节阀，对一个参数控制的系统叫作简单控制系统，化工生产过程中使用最广泛的一类系统。例如液位控制系统、压力控制系统、温度控制系统、流量控制系统和成分控制系统。,复杂控制系统，凡是在一个控制系统中，有两台以上的变送器、调节器或执行器等主要的自动化工具，来完成复杂的特殊调节任务，就叫作复杂控制系统。其种类繁多，常见的有：串级、均匀、比值、多冲量、分程、选择、前馈等控制系统。,任务,2,仪表系统,41,复杂控制系统,a.,串级控制系统,串级控制系统的特点,要控制的参数为主参数。接受主参数的调节器为主调节器，接受副参数的调节器为副调节器。主调节器的输出作为副调节器的给定。副调节器的输出控制调节阀。串级调节也就是由此得名。由于比简单控制回路多了一个闭合的副调节回路，因此提高了系统克服干扰的能力。,串级控制系统的投运操作,将副调节器置于手动，手操阀门观察主参数使其稳定在给定值；将副调节器由手动投入自动；主调节器置于手动，手操其输出，观察其输出值并使其与副调节器给定值相等；随即将副调节器由内给定切到外给定；将主调节器投入自动。,任务,2,仪表系统,42,复杂控制系统,a.,串级控制系统,串级控制系统的操作要点,为保证投串级控制系统时实现无扰动平稳切换，关键在于保证主调节器的输出要与副调节器的内给定相等。副回路具有“先调”、“快调”、“粗调”的特点，而主回路则具有“后调”、“慢调”、“细调”的特点，对副回路没有克服的，但大大消弱的干扰能彻底克服掉。因此串级控制系统具有“克服干扰快，调节精度高”的特点。,任务,2,仪表系统,43,b.,分程控制系统,所谓分程控制系统就是一个调节器分别控制两个或更多调节阀构成的控制系统。,如图：甲醛装置废热锅炉,E-102,蒸汽压力控制系统,PIC0501A/B,为分程调节系统。甲醛装置废热锅炉,E-102,产生的蒸汽，由,PV-0501A,阀送出，,PV-0501B,阀是一个放空阀，锅炉蒸汽压力调节由,PV-0501A/B,两个阀进行分程调节。,任务,2,仪表系统,44,b.,分程控制系统,任务,2,仪表系统,为了实现分程控制，调节器输出（,4,20mA,）信号进行分段控制两个阀，即（,4,12mA,）信号段控制,A,阀；（,12,20mA,）段控制,B,阀。,废热锅炉,E102,压力变送器,PT0501,进行检测后送到调节器,PIC0501,。调节器为正作用，,PV0501A,为气开阀（,FO,）,当锅炉,E102,压力升高，调节器输出增大，,A,阀开大，直至全开，若压力仍高于给定值，则调节器输出大于,12mA,，此时就打开,B,阀，通过,B,阀开度来控制压力。,反之，当锅炉压力低于给定值，调节器输出减少，先关闭,B,阀，直至全关，若压力仍低，则继续关,A,阀，利用,A,阀来控制压力。,45,2,、控制系统,（,4,）调节阀常见故障及处理方法,当调节阀发生卡塞现象时，也就是说当调节器输出信号变换时，而调节阀的行程却无变化，这时操作人员应切断前后的截止阀，慢慢打开旁路阀，直至完全关闭调节阀前后的切阀，利用控制旁路阀来控制流量，整个切换过程要尽量防止给系统造成扰动。当然调节阀若带手轮，则可利用手轮来操作调节阀，再将该阀切出系统后交由仪表人员检修。,任务,2,仪表系统,46,3,、信号报警、联锁保护系统,（,1,）概述,信号报警、联锁保护系统，是根据装置和设备安全的工艺要求，当某些关键工艺参数超越极限值时，发出警告信息，并按照事先设计好的逻辑关系动作，自动启动备用设备或自动停车，切断与事故有关的各种联系，以避免事故的发生或限制事故的发展，防止事故的进一步扩大，保护人身和设备的安全。,任务,2,仪表系统,实现报警、联锁保护系统的仪表，通常可采用可编程序控制（,PLC,），紧急停车系统（,ESD,）；或是,DCS,中的逻辑控制模块及数字量,I/O,组件；或是继电器组件。,47,3,、信号报警、联锁保护系统,任务,2,仪表系统,联锁逻辑系统接受来自现场的开关量或接点信号。经逻辑运算后，发出指令去操纵执行器（例如电磁阀）或送出一个接点信号去启动备用设备。,DCS,与,PLC,的比较：都具有多种运算功能，硬件组成大致相同，但是,DCS,着重于整个系统的监视和操作控制，而,PLC,是只处理生产过程系统中重要的跳车联锁相关联的阀门动作；,PLC,处理速度是毫秒级，比,DCS,反应快得多。,48,任务,2,仪表系统,（,2,）联锁保护系统的分类,联锁保护系统包括以下四个方面。,工艺联锁,由于工艺系统某参数超限而引发的联锁动作。如大化肥尿素装置中，尿素合成塔压力超过联锁值时，联锁系统,PLC,自动对装置作紧急停车处理，自动切断进料，并卸压。,机组联锁,运转设备本身或机组之间的联锁。如大化肥尿素装置中，为保护核心设备,CO2,压缩机，设置了轴温，轴振动，轴位移，防喘振等联锁保护，当某个联锁参数超过联锁值，联锁动作跳车，装置也会自动进行紧急停车动作。,程序联锁,确保按预定程序或时间次序对工艺设备进行自动操纵。如合成氨的辅助锅炉引火喷嘴与回火、脱火、停燃料气的联锁。,各种泵的开停,单机受联锁触点控制。如：泵进口罐液位高，泵自启动；液位低，自动停泵。泵出口总管压力低，备用泵联锁自启动。,49,任务,2,仪表系统,（,4,）联锁保护系统管理制度,联锁保护系统根据其重要性，实行分级管理。,联锁保护系统需要变更（包括设定值、联锁程序、联锁方式等）、解除或取消时，必须办理手续。解除联锁保护系统时应制订相应的防范措施及整改方案等。执行联锁保护系统的变更、临时、长期解除、取消等作业时，应办理联锁保护系统作业（工作）票，注明该作业的依据、作业执行人,/,监护人、执行作业内容、作业时间等。新装置或设备检修投运之前、长期解除的联锁保护系统恢复之前，应对所有的联锁回路进行全面的检查和确认。对联锁回路的确认，应组织相关专业人员共同参加，检查确认后，应填写联锁回路确认单,(,表,),。,50,任务,2,仪表系统,联锁保护系统所用器件（包括一次检测元件、线路和执行元件）、运算单元应随装置停车检修进行检修、校准、标定。新更换的元件、仪表、设备必须经过检验、标定之后方可装入系统。联锁保护系统检修后必须进行联校。新增联锁保护系统必须做到图纸、资料齐全。,为杜绝误操作，在进行解除或恢复联锁回路的作业时，工艺人员必须实行监护操作。在操作过程中应仪表与工艺操作人员保持密切联系。处理后，仪表和工艺人员必须在联锁工作票上详细记载并签字确认。,联锁系统的盘前开关、按钮均由操作工操作；盘后开关、按钮均由仪表人员操作。,凡紧急停车按钮，均应设有可靠的护罩。联锁保护系统应具有足够的备品配件。,51,任务,2,仪表系统,（,5,）信号报警、联锁保护系统常见故障及处理方法,信号报警联锁保护系统中常常发生仪表的误报警，这时首先检查报警灯泡是否坏，若坏了则更换。,若是程控器（,PLC,）或继电器、电源等重要部分发生故障，则必须把调节回路切到手动位置，经操作工和仪表工共同确认后，办好联锁停运工作票，,将联锁切除,，进行更换备件或检修。,无论是采用短路还是用旁路开关方式切除联锁，均要谨慎从事，一定要对照图纸，再三核实无误后方可进行。故障处理结束后，应立即通知操作人员，办理联锁投运工作票，经批准后方可投运。,52,4,、仪表检测和控制系统的校验,在化工装置原始开车和装置检修后，应由仪表人员对装置仪表进行校验，工艺人员配合。,工艺人员在开车准备阶段，也应对调节阀、液位计等进行校验。,如对调节阀的校验，由总控人员在,DCS,上对调节阀输出,25%,、,50%,、,75%,、,100%,信号，现场人员在调节阀现场进行确认，是否输出信号与实际开度对应；,有现场液位计的应与,DCS,显示数据进行核对。,温度、压力及流量计等仪表，工艺人员在开车准备和开车进程中也应注意观察，若发现故障立即联系仪表人员处理。,对于装置重要的仪表出现故障，必须待检修校验正常后才能继续开车。,任务,2,仪表系统,53,（,6,）集散控制系统的检查和调校,在装置开车前，应由仪表人员对,DCS,系统进行检查和调校。工艺总控工应对,DCS,画面设备、阀门的,状态和颜色,，各检测参数是否有显示等进行确认，并在对整个装置调节阀进行现场比对过程中校验。,DCS,故障及处理：,DCS,故障分两种情况，一种对生产运行无影响，另一种将导致装置停车。,对生产运行无影响的故障。如硬件或软件故障，出现个别,DCS,操作屏幕不能操作、黑屏或死机等现象，这对生产运行无直接影响。立即通知仪表人员处理，通常需要更换硬件，系统重启或停机后重新通电恢复。,造成装置紧急停车的故障。如,UPS,系统故障或,DCS,离线，发生故障时，生产装置自动全线紧急停车。此时，,DCS,无法操作，生产装置在联锁动作下安全停车，这种故障一般为瞬间发生，立即供电后,DCS,恢复运行，工艺人员应立即进行相应的停车处理。总控应将所有调节阀转为手动操作。,任务,2,仪表系统,54,任务,2,仪表系统的准备,（,7,）信号报警、联锁保护系统的校验,在信号报警、联锁保护系统投运之前，仪表人员应对系统进行离线调试，并得到工艺人员的确认后，方可投用。,（,8,）仪表的联校,仪表系统的联校就是检验仪表回路的构成是否完整合理，能否可靠运行，信号传递是否能满足系统精度要求，并对存在的问题进行处理，对回路进行调校的工作过程。,通常，对于施工安装、技改中新连接的仪表回路，以及检修、更换或长期停运的仪表回路在投运之前均要进行联校。,55,任务,3,分析化验和质量控制系统的准备,一、分析化验系统简介,（,1,）分析化验在化工生产中的作用,（,2,）化工分析方法分类,化学分析法,a.,滴定分析法。如中和滴定法、氧化还原滴定法、络合滴定法、沉淀滴定法。,b.,重量分析法。如气化法、沉淀法等。,化学分析法一般适用于常量分析，不适于测定含量过低的物质。,仪器分析法,a.,电化学分析法。如电导法、电位法、库伦分析法等。,b.,光化学分析法。如比色分析法、光谱分析法等。,仪器分析法灵敏度高、分析速度快，适用于微量组分分析，完成许多化学法不能解决的分析任务。,56,任务,4,催化剂的卸装,1,、催化剂的特性,工业上为了合理地使用催化剂，通常对催化剂的性能提出如下要求：催化剂活性高、选择性好、机械强度高、耐热、抗毒性强以及寿命长等。,2,、催化剂的卸出,催化剂在使用过程中性能逐渐衰退，当达不到工艺的要求准备卸出时，应做好充分的准备工作，制定详细的停工卸出方案，除了包括正常的降温、钝化内容外，还要安排废催化剂的取样工作，以便收集资料，帮助分析失活原因，同时安排好物质供应工作。,在催化剂卸出前，一般采用氮气或蒸汽将催化剂降至常温，有时为加快卸出速度，也可采用喷水降温法卸出。,列管式转化炉或其他特殊炉型、特殊反应器的卸出，常配置专用工具。,57,任务,4,催化剂的卸装,3,、催化剂装填的一般步骤,催化剂的装填是一项很重要的工作，它的好坏直接关系到催化剂在使用期间的活性和寿命。因此，装填前必须针对不同的反应设备制定周密的装填方案，装填人员须经过培训，装填过程中尽量避开阴雨天。,催化剂在运输过程中免不了受撞击和振动，产生粉碎现象，在装填之前应重新过筛。,装填催人员注意劳动保护和正确使用安全器具，装填前要清除随身携带的与装置无关的物品。,考虑到催化剂的机械强度和装填紧密、均匀，一定要避免催化剂从,0.5m,以上高度自由落下（使用布袋溜放的装填方法），二要避免在一个部位堆积后耙平的装法。,有的工厂利用已使用过的旧催化剂回装，以达到节约的目的，但此时应注意不要将在较高温度范围使用过的催化剂放到温度较低部位使用。,58,