一種低溫乙烯汽化器的自動控制系統的製作方法
2023-05-15 08:13:21 2
本實用新型涉及的是一種低溫乙烯汽化器自動控制系統及控制方法，主要用於大型低溫乙烯儲罐系統的乙烯氣化外輸，屬於大型低溫乙烯貯罐技術領域。
背景技術：
目前，隨著國內對化工原料的需求越來越大，沿海或者沿江的大型低溫乙烯貯罐越來越多，很多低溫乙烯儲罐都有氣化外輸管線；所有氣化外輸管線必然配置有乙烯汽化器，而乙烯汽化器的控制比較複雜，因為有多個參數需要同時調節，以往需要由操作工的人工幹預，但手動操作幾個控制量，需要操作工有較高的操作水平，否則很容易使汽化器運行不穩定、聯鎖保護，造成氣化外輸中斷。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於克服現有技術存在的不足，而提供一種系統組成合理，調節迅速、可靠，能降低操作工的工作難度和強度，提高設備運行穩定性的低溫乙烯汽化器自動控制系統及控制方法。
本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，一種低溫乙烯汽化器的自動控制系統，它主要包括：用於介質溫度測量的溫度變送器，用於介質壓力測量的壓力變送器，用於對汽化器自動控制的控制系統，用於緊急情況下安全停車連鎖的緊急切斷系統以及用於乙烯氣化溫度和壓力調節、蒸汽溫度和壓力調節的調節閥，所述的溫度變送器安裝在管道上，測量管道內乙烯溫度、蒸汽溫度、汽化器內傳熱介質溫度；所述的壓力變送器安裝在管道上，測量管道內乙烯壓力、蒸汽壓力，汽化器內傳熱介質壓力；所述的控制系統安裝在中央控制室，並通過控制電纜與溫度變送器、壓力變送器及閥門連接；所述的緊急切斷系統也安裝在中央控制室，並通過控制電纜與溫度變送器、泵及閥門連接；所述的調節閥包括乙烯三通調節閥、蒸汽調節閥、乙烯入口調節閥。
作為優選：所述的溫度變送器有三個並分別安裝在相應的管道上，並分別獲得氣化以後的乙烯溫度、出氣化器的乙烯溫度以及出氣化器的乙烯溫度；所述的壓力變送器也有三個並對應溫度變送器也安裝在相應的官道上，分別獲得乙烯氣化以後的壓力、乙烯汽化器內傳熱介質的壓力以及去下遊的乙烯壓力；所述的調節閥包括：調節乙烯的壓力的乙烯入口調節閥, 調節蒸汽入口開度的蒸汽調節閥，乙烯三通調節閥，該乙烯三通調節閥混合低溫乙烯和過熱乙烯，用於調節去下遊乙烯的溫度。
一種利用所述低溫乙烯汽化器的自動控制系統進行自動控制方法，所述的方法是：
首先蒸汽加熱汽化器內的傳熱介質，傳熱介質再加熱乙烯，要求乙烯出氣化器出口必須氣化完全，並且溫度和壓力是穩定的，並可以根據流程要求修改設定值，蒸汽入口的溫度和壓力是穩定不變的；
當乙烯出口溫度低於設定值，通過乙烯三通調節閥來調節乙烯出口的溫度，當乙烯出口溫度繼續下降至程序內部設定點，控制系統自動鎖定乙烯入口調節閥，這時乙烯汽化器內的傳熱介質溫度也會隨乙烯溫度下降，蒸汽調節閥根據PID調節會自動增加開度，使汽化器內的傳熱介質溫度增加，乙烯的溫度也會跟著增加，直到超過程序內部的設定點，控制系統會自動解除乙烯入口調節閥的鎖定，該閥門可以繼續自動調節；
如果乙烯出口的溫度低於連鎖值，緊急切斷系統會關閉乙烯入口調節閥、三通調節閥；再與其他測量參數共同來實現儲罐各項液位、壓力控制和安全連鎖功能。
本實用新型的有益效果是：為了提高整套裝置的自動化水平，提高乙烯汽化器的運行穩定性，減低由於操作員的操作失誤造成停車，同時減低操作員得操作難度；同時DCS和ESD雙系統同時作用，提高了設備運行安全性。
本實用新型具有系統組成合理，調節迅速、可靠，能降低操作工的工作難度和強度，提高設備運行穩定性等特點。
附圖說明
圖1是本實用新型的系統組成原理圖。
圖1的標號是：TI-1為低溫乙烯出乙烯汽化器溫度變送器，PI-1為低溫乙烯出乙烯汽化器壓力變送器，PIC-2為乙烯汽化器壓力變送器，PIC-3為乙烯去下遊的壓力變送器，TICA-2為乙烯去下遊溫度變送器，TIZ-3為乙烯去下遊溫度變送器，V1為低溫乙烯入口調節閥閥，V2為蒸汽入口調節閥，V-3為乙烯三通閥，W-1為傳熱介質汽化器，W-2為液體乙烯汽化器，W-3乙烯過熱器，UY-1為DCS自動控制模塊，UZ-1為ESD功能塊。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作詳細的介紹：圖1所示，本實用新型所述的一種低溫乙烯汽化器的自動控制系統，它主要包括：用於介質溫度測量的溫度變送器，用於介質壓力測量的壓力變送器，用於對汽化器自動控制的控制系統DCS，用於緊急情況下安全停車連鎖的緊急切斷系統ESD以及用於乙烯氣化溫度和壓力調節、蒸汽溫度和壓力調節的調節閥，所述的溫度變送器安裝在管道上，測量管道內乙烯溫度、蒸汽溫度、汽化器內傳熱介質溫度；所述的壓力變送器安裝在管道上，測量管道內乙烯壓力、蒸汽壓力，汽化器內傳熱介質壓力；所述的控制系統DCS安裝在中央控制室，並通過控制電纜與溫度變送器、壓力變送器及閥門連接；所述的緊急切斷系統ESD也安裝在中央控制室，並通過控制電纜與溫度變送器、泵及閥門連接；所述的調節閥包括乙烯三通調節閥V-3、蒸汽調節閥V-2、乙烯入口調節閥V-1。
圖中所示，所述的溫度變送器有三個T1-1、T1CA-2、T1Z-3並分別安裝在相應的管道上，分別獲得氣化以後的乙烯溫度、出氣化器的乙烯溫度以及出氣化器的乙烯溫度；所述的壓力變送器也有三個P-1、PIC-2、PIC-3並對應溫度變送器也安裝在相應的官道上，分別獲得乙烯氣化以後的壓力、乙烯汽化器內傳熱介質的壓力以及去下遊的乙烯壓力；所述的調節閥包括：調節乙烯的壓力的乙烯入口調節閥, 調節蒸汽入口開度的蒸汽調節閥，乙烯三通調節閥，該乙烯三通調節閥混合低溫乙烯和過熱乙烯，用於調節去下遊乙烯的溫度。
一種利用所述低溫乙烯汽化器的自動控制系統進行自動控制方法，所述的方法是：
首先蒸汽加熱汽化器內的傳熱介質，傳熱介質再加熱乙烯。要求乙烯出氣化器出口必須氣化完全，並且溫度和壓力是穩定的，並可以根據流程要求修改設定值，蒸汽入口的溫度和壓力是穩定不變的；
當乙烯出口溫度低於設定值，通過乙烯三通調節閥來調節乙烯出口的溫度，當乙烯出口溫度繼續下降至程序內部設定點，控制系統DCS自動鎖定乙烯入口調節閥，這時乙烯汽化器內的傳熱介質溫度也會隨乙烯溫度下降，蒸汽調節閥根據PID調節會自動增加開度，使汽化器內的傳熱介質溫度增加，乙烯的溫度也會跟著增加，直到超過程序內部的設定點，控制系統DCS會自動解除乙烯入口調節閥的鎖定，該閥門可以繼續自動調節；
如果乙烯出口的溫度低於連鎖值，緊急切斷系統ESD會關閉乙烯入口調節閥、三通調節閥；再與其他測量參數共同來實現儲罐各項液位、壓力控制和安全連鎖功能。
實施例：本實用新型所述的一種乙烯汽化器自動控制系統及自動控制方法，用於保證乙烯汽化器能工作在設計範圍內，穩定乙烯氣化外輸的穩定。
在液體乙烯氣化外輸時，能使液體乙烯自動氣化，能自動調節乙烯氣化的溫度和壓力，並且當後續管網用量波動時，能自動穩定輸出壓力；本實用新型所述的乙烯汽化器自動控制系統主要包括五個部分，其組成及功能分別為：
1）溫度變送器TI-1，安裝在管道上，獲得的氣化以後的乙烯溫度；溫度變送器TICA-2，安裝在管道上，獲得的出氣化器的乙烯溫度；TIZ-3，安裝在管道上，獲得的出氣化器的乙烯溫度，這個溫度傳感器是安全儀表，連接緊急切斷系統ESD；
2）壓力變送器PI-1，安裝在管道上，獲得乙烯氣化以後的壓力；PIC-2，安裝在乙烯過熱器上，獲得乙烯汽化器內傳熱介質的壓力；PIC-3，安裝在管道上，獲得去下遊的乙烯壓力。
3）控制系統DCS，安裝在中央控制室。通過信號與溫度變送器、壓力變送器及閥門連接，主要用於對汽化器自動控制。
4）緊急切斷系統ESD，安裝在中央控制室。通過信號與溫度變送器、泵及閥門連接，主要用於緊急情況下停車連鎖。
5）調節閥中：乙烯入口調節閥V-1,調節乙烯的壓力；蒸汽調節閥V-2，調節蒸汽入口開度；乙烯三通調節閥V-3，混合低溫乙烯和過熱乙烯，用於調節去下遊乙烯的溫度。
乙烯汽化器工作流程，1、自動控制程序啟動，所有閥門復位至初始狀態；2、打開蒸汽調節閥V-2，蒸汽進入換熱器，加熱傳熱介質，蒸汽閥V-3投自動，根據壓力點PIC-2的變化進行PID調節；3、傳熱介質的壓力達到程序的設定點，乙烯控制閥V-1打開；4、控制程序根據氣化後乙烯的溫度TI-1和壓力PI-1進行計算，當滿足設定條件，閥門V-1投自動，根據出口壓力PIC-3進行PID調節；5、乙烯三通閥V-3根據乙烯出口的溫度自動進行調節。所有調節量的設定值都可以進行在線修改，以適應具體的生產工況；
當乙烯出乙烯汽化器W-2的溫度TI-1低於設定值，控制程序自動鎖定乙烯調節閥V-1，蒸汽閥繼續自動調節，由於乙烯的溫度過低，PIC-2的壓力也會降低，蒸汽調節閥V-2會迅速調節蒸汽量，使乙烯溫度迅速提高。當乙烯溫度上升到設定點，乙烯調節閥V-1解除鎖定，繼續按照設定點進行PID調節；
當乙烯出氣化器的溫度低於PIZ-3的聯鎖點，緊急切斷系統ESD自動切斷乙烯調節閥V-1，乙烯三通閥V-3，防止低溫乙烯進入下遊管道。