工业无线技术在石化厂的应用

一、前言

塔西南石化厂拥有各类有线DCS控制系统十余套, 如何在这些设备中应用好无线技术, 来进一步延伸塔西南石化厂测量和控制的范围, 保证塔西南石化厂装置的安、稳、长、满、优运行。本文重点研究工业无线技术在塔西南石化厂设备中的应用和应用前景。

二、工业无线技术概述

石油行业控制系统融合新的工业无线技术及无线仪表能够把有线DCS控制网络进一步在工业现场进行扩大, 采集到以前用传统的有线传输方式所不能或不方便采集到的工艺过程变量, 更经济的实现工艺过程变量的采集, 最终确保生产装置的安全、高效、稳定运行。

三、工业无线技术的优势

使用工业无线技术的控制系统, 与传统的有线控制系统相比, 优势在于:

1.较低的成本。传统的有线控制系统中, 电缆铺设的成本非常高, 控制系统运行期间需要不断检测系统状态, 发现电缆故障及其隐患要及时更换电缆, 同时还要考虑电磁干扰的问题。使用工业无线技术将使控制系统的安装与维护成本大大降低, 是实现低成本控制系统的捷径之一。

2.高可靠与易维护。传统的有线控制系统中, 绝大部分系统故障是由电缆的各种中间连接器件损坏或者接触不良、氧化而引发的, 其维护的复杂度及费用较高。使用无线技术将彻底消除此类错误的发生。

3.高灵活和易使用。使用工业无线技术的控制系统, 现场设备摆脱了电缆的束缚, 从而提高了现场仪表与被控设备的可移动性、网络结构的灵活性以及工程应用的多样性, 用户可以根据工业现场的应用需求变化快速、灵活、方便、低成本地重新构建控制系统。

4.高安全性和较高的设备可靠水平。

四、工业无线技术在石化厂的应用前景分析

1.SCADA系统级应用

对位置非常分散的单点设备进行远程监控的SCADA (数据采集) 系统, 可以利用工业无线技术具有的低成本、中短距离通信的特点, 实现分散监控装置间的相互通信和组网。

(1) 化肥循环水机泵状态显示的应用

利用工业无线传输技术先通过无线数据采集发射模块, 把化肥循环水8台高压循环水泵运行状态信号机泵状态信号采集并向接收模块发出, 接收模块把频率信号接收还原后, 可引入终端处理设备实现工艺参数所需的功能。目前, 这8台机泵的状态信号的远程显示已经实现, 并具有较强的可移动性, 可随装置岗位位置的变化随时实现, 这种应用降低了因操作人员在值班室无法及时掌握循环水泵的运行状态, 导致循环水泵跳车后不能及时启动备用泵的, 导致循环水系统压力下降, 装置停工的风险。

(2) 油品车间油品罐区参数的应用

石化厂油品罐区储罐较多, 项目建设初期都装有温度、雷达液位计等远程设备通过有线控制系统接入中控室进行监控, 随着近几年设备的老化、损坏无法满足罐区液位及时监控的目的, 全靠操作工进行检尺操作液位, 经常会出现安全风险, 影响罐区监控的效果实施。

部分可采用罐区无线远程监控系统, 实现实时、准确的油品罐区监控, 不用布线, 从有线网络转换到无线网络来监控远程油品罐区, 这样可以即节约了大量的电缆、人工和维护的成本, 也减少了故障点, 对于罐区的整体安全很有帮助。

(3) 化肥电量无线集抄的应用

针对目前石化厂化肥装置电气基础设备的不完善, 部分电气信号较为分散, 配电室多区域广等特点, 可以采用工业无线技术在配电室内部集中组网, 再通过网关将电量信号无线传输到化肥的霍尼韦尔DCS系统中, 接口可以使用OPC或串口实现方便的数据无线通讯。

(4) 供排水水表无线集抄的应用

对于石化厂供排水车间, 各个水井区域分散、距离远、不易布线, 但宽广中间无障碍的特点, 可以利用工业无线技术将各个水井的水表、水泵的状态、甚至使用无线摄像头对重点部位进行监控的信息集中采集到配水站的操作室实现动态24小时, 连续监控, 不但保障了水井的安全, 对于水井的正常生产也起到了很好的促进作用。

2.DCS系统级应用

塔西南石化厂部分DCS系统投产较早, 只能传输模拟的4-20m A信号, 而由于自控技术的日趋成熟和生产装置的新、改扩建, 现场已经使用了很多智能化仪表, 如HART协议仪表。这些仪表不仅能够采集到工艺过程的温度、压力等参数, 并利用4~20m A信号传输, 其内部还采集了关于仪表自身性能及其所在的生产过程的大量数据信息, 如表体温度, 对于石化厂冬季仪表管线的防冻, 放置事故的发生和扩大起到提示作用。而这些信息以往因为无法通过传统电缆线路传输而无法被设备管理和维护部门监控和利用。对于装置一些非关键的监测点, 如工业现场大量使用的各类手动和气动阀门, 在DCS系统中没有被监控, 而这些阀门的工作状态, 如是否存在泄漏、是否能够正常动作等信息对于降低生产装置的系统能耗、提高系统运行的安全性和可靠性具有重要的意义。

3.泄漏检测、污染排放检测的应用

我厂每年因蒸汽管道中安装的疏水阀产生的蒸汽泄漏所造成的能耗损失较大, 许多泄漏或排放地点由于原始设计的问题, 部分是在需要爬高上梯的区域, 对这部分的检查存在着较大的安全风险, 这种情况下, 可以利用无线检漏变送器进行无线检测, 实现远程管理。

4.储罐、管道的腐蚀状况实时监测应用

塔西南石化厂目前的设备管道腐蚀和状态检测是由设备管理人员在现场人工采集数据再汇入软件中分析, 以便来评估设备及管道腐蚀的程度和风险, 这些数据不是实时的、连续的和动态的, 只能在腐蚀已经发生时再进行检测, 对实际的防腐蚀的指导意义不大。我们也可以利用无线技术对测量点进行检测, 关键是可以灵活改变检测点, 以便根据需要布置腐蚀测量点, 更好地维护设备确保其可靠运行。

五、总结

通过对工业无线技术在塔西南石化厂目前的使用和使用前景的分析, 我们可以看出在敷设电缆困难的区域、测量设备较为分散的区域、需要隔离和屏蔽的区域、检维修不方便的区域、电缆容易受到损坏、腐蚀和断裂的区域, 均可以在目前有线控制系统基础上来实施无线技术, , 来进一步延伸塔西南石化厂测量和控制的范围, 保证塔西南石化厂装置的安、稳、长、满、优运行。

摘要：如何在这些设备中应用无线技术, 来进一步延伸塔西南石化厂测量和控制的范围, 保证塔西南石化厂装置的安、稳、长、满、优运行。

关键词：工业无线技术,Wireless HART,通信技术