关于化学品公路底部灌装及定量装车改造研究

关于化学 品公路底部灌装及定量装车改造研究

王兆林

天津大沽化工股份有限公司 天津滨海新区 300455

摘要：本公司属于大型氯碱化工企业，主要通过食盐电解制得各种氯碱产品，产品主要包括：苯乙烯、甲苯和乙苯等。为满足客户要求，便需要对苯乙烯和甲苯公路底部灌装及定量装车设备实施改造。

关键词：化工品；底部灌装系统；定量装车系统；改造研究

本公司临港新厂区主要是苯乙烯、甲苯和乙苯，为了更好的发展，该工厂需对化工品公路底部灌装及定量装车系统展开改造，图1是该工厂的拟改建项目区位置图。

图1 拟改建项目区位置图

一、化学品公路底部罐装系统

该工厂的化学品公路底部罐装系统运用的是集中控制，其构成部分包括：发油操作站、PLC控制系统和仪表等，并且各装车的车位都安装了地磅，这样运用地磅就能对装车展开计量。上装鹤管是在二层平台，其入口处支管的管径是DN80；装车泵在装置区域，苯乙烯的装车泵流量是60t/h，粗甲苯的装车泵流量是30t/h。

二、化学品公路底部灌装系统改造

（一）改造的内容

本文把3个苯乙烯、1个甲苯的上装鹤位变成了下装式，同时采用了定量装车系统，并去掉了二段式气动阀门、上装鹤管和软管，增设了质量流量计、数字电液阀、下装溢油静电保护器、灌装防护设备等。

（二）改造的方案

首先拆掉二层平台的装车支管管道、二段式气动阀门、视镜、上装鹤管、软管和气动阀后面的管道，然后增设消气过滤器、质量流量计、数字电液阀、下装鹤管和停靠器，随后把流量计装在二层平台，把下装鹤管引到一层，最后运用结构立柱展开固定。其工程量参数如下图2所示。

图2 工程量参数

三、化学品定量装车系统改造

（一）改造的内容

该工厂原来使用的定量装车系统运用的是集中控制，苯乙烯和粗甲苯发油系统设备如下表2所示，各个装车的车位都装了地磅，并且一层安装了静电导除器，二层平台安装了二段式气动阀门，这样运用地磅就能计量装车，发油操作站位于控制室、PLC机柜位于机柜间、装车泵位于装置区，苯乙烯的装车泵流量是60t/h，粗甲苯的装车泵流量是30t/h，苯乙烯、粗甲苯的管线都带有外保温伴热。在此对控制系统进行了改造，先把3个苯乙烯和1个粗甲苯的上装鹤位变成下装，然后又设置了四个下装鹤位定量装车控制系统。

（二）改造的方案

定量装车系统所运用的是PLC控制式，其构成包括：操作站、PLC控制系统和仪表。因为改造并没有更换发油管线的管径及装车泵，所以3个苯乙烯、1个粗甲苯的流量仍是60t/h，于是就在发油管线上安装了四台质量流量计，受空间影响，这四台质量流量计都为一体式的，只是作为辅助工具使用，精度在0.1%以上。同时为提升装车的精度，便在发油管线上安装了四台电液阀，并拆掉了静电导除器、安装了溢油静电保护器，以保证装车的安全。另外，还特别制定了装车的流程，要求车必须开到指定位置，然后设置好静电信号和鹤管，再启动装车和电液阀，之后将流量计检测量和装车量展开对比，如果到达装车量就立即关闭装车的电液阀及装车泵，并把鹤管和插头放回原处，这样防爆道闸挡杆就会自动起来。又对PLC站展开了扩容，设置了I/O和功能模块，以用于收集仪表的信号和情况，同时装车还采用了程序控制，全面达到了自动化状态。PLC主要是检测防溢与防静电报警开关的，一旦发现报警状态开启就会马上关闭泵和阀，从而保护装车系统。

（三）仪表及控制系统的选取

对于仪表选取来说，应特别注意两个方面：1.装车管道流量控制阀应采用活塞式数字电液阀。2.装车管道流量检测应采用质量流量计，并且精度要大于0.1。对于控制系统选取来说，PLC控制器使用的是西门子S7-300。本次改造增加了仪表的I/O点数，I/O模件采用的是多通道，并对通道数量提出了很多的要求，主要包括：脉冲输入模件应为8个通道、数字量输入模件应为16个通道；数字量输出模件应为16个通道；通信模件应为1个通道。需要特别注意的是PLC控制站扩容的同时，还要对PLC编程软件展开升级，以确保操作站组态软件良好。

（四）仪表的注意事项

此次改造需要特别注意仪表的使用，要求仪表的防护等级不能小于IP65；如果是易爆区，应使用隔爆型的仪表，并且防爆等级不能小于Ex dⅡBT4；应在控制室中安装浪涌保护器，以避免雷电灾害；现场仪表电缆应用钢管实施保护，然后接地，再用等电位相连，能有效降低电磁干扰；仪表和控制系统的各种接地都应运用等电位相连形式，并且接地电阻要小于4Ω；接地装置要符合电气专业的标准；新增的仪表供电负荷应是一级，电压应是220VAC±5%，而质量流量计、电液阀和下装溢油静电保护器的功率都由PLC控制站供应，因为它们的功率均非常小；灌装防护装置的功率应始终处于500W，即使是故障期间，也要保证灌装防护装置能够正常的运行，这就要求UPS电源必须持续给灌装防护装置供电，并且当电源中断以后，后备电池组至少供电30分钟以上。

（五）安装材料

主要的安装材料有两个，一个是电缆，另一个是保护管。对于电缆来说，其敷设应为桥架与穿保护管联合的形式。一般仪表电缆会选取铜芯聚乙烯绝缘聚氯乙烯材质作为保护套；通讯电缆会选取铜丝编织屏蔽双绞电缆，当电缆从仪表和接线箱后来之后，还要运用防爆密封接头展开密封。对于保护管来说，仪表电缆保护管应选取热镀锌钢管，并且保护管之间通过电气管件相连，如果是防爆仪表还要用防爆挠性来连接软管及保护管，当用挠性管连接保护管和检测元件时，需要使保护管口比仪表进线口低，一般为250mm 。当保护管由上至下敷设时，需要于管尾处安装排水三通。

（六）主要工程量

四、电气系统改造

对于电气系统改造，首先就要在机柜之间安装一个UPS电源，其容量是3kVA，主要是给自控设备供电。电力电缆应选取阻燃交联铠装铜芯聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，并通过直埋加桥架形式展开敷设，直埋应为1.0m。对于穿墙、过路和地面上的电缆来说，必须设置热镀锌钢管保护套。对于增加的工艺管线和阀门来说，应就近连接接地网，并且油管道的始末端、分支部位和直线端每隔100m就应安装防静电及防感应雷的接地，接地电阻应小于30Ω。对于平行敷设在地面上和管沟中的金属管道来说，应保持100mm之内的距离，并运用金属线跨接。接地极应选取∠50×50×5，长度为2.5m的热镀锌角钢；接地线应选取-40×4和-25×4的热镀锌扁钢，其直埋为0.8m。在此过程中涉及的电气工程量如下表所示。

五、总结

通过上述内容可知，该工厂为了更好的发展，就对其化学品公路底部灌装及定量装车系统展开了改造，经过对控制系统、仪表及电气系统的不多优化改造，使得装车系统有了很大提升，不仅提高了装车控制的准确度，而且还增大了生产效率及安全性，具有良好的效果，给化工品公路底部罐装及定量装车改造带来了很大的帮助，具有良好的推广作用。

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