解決工業現場安全閥難題 ，如何四兩撥千-- 艾默生非侵入式解決方案實踐分享
http://m.sharifulalam.com 2022-09-27 11:41 來源：艾默生
本文則聚焦探討于其中之一-Rosemount™708 無線聲波變送器如何用于解決煉油化工類企業的泄壓閥、安全閥系統（后文統一簡稱為安全閥）的非正常泄放和泄漏治理技術和相關方案實踐的具體應用，衡量和管理碳排放，幫助您實現綠色可持續發展。
應用背景
煉油化工企業內為保證過程安全，會設置了多個安全保護系統；其中安全閥系統作為一個物理層的泄放系統，對于裝置的過程安全起到了至關重要的作用。
安全閥的基本運行原理是對不同工藝條件下的安全閥設置起跳壓力，當工藝反應或操作過程出現異常或失控時，設備內介質達到或超過安全閥的起跳壓力，安全閥起跳，閥門從全關到全開，把大量超壓的介質泄放到火炬系統回收或燃燒處理，確保過程裝置的安全，生產異常帶來的損失最小；同時，安全閥由于是機械設備，長時間運行后由于機械部件的磨損會導致出現閥出現內漏和卡頓，初期比較微小，普通的人工檢查難以發現，通過微漏出去的介質也會進入火炬被燒掉。以國內某100萬噸乙烯生產裝置為例，每100萬噸乙烯裝置通常要配置超過1000臺不同規格的安全閥，一年內因泄漏和非正常排放導致的損失已超過5000萬人民幣（根據非官方統計數據）。
安全閥因泄漏和非正常排放不僅引起損失，而且還帶來風險：
大中型煉油化工裝置的生產運營會導致出現異常，引發一系列聯鎖型的工藝動作，一部分事件會引發安全閥起跳，多年以來，安全閥的泄放是沒有在線的測量設備實時監測的，要依靠泄放發生后 上游的壓力產生變化后，DCS操作人員通過綜合情況加以判斷和定位出現動作的安全閥和相關位置；大概會根據復雜程度耗時數分鐘、數小時；這個判斷的過程，同時延遲了工藝恢復和相關后續處理工作的時間；增加了由于安全閥起跳而產生的后續工藝安全和裝置安全的風險；
由于多個裝置會共用一個火炬，不同裝置的安全閥起跳后，介質會排放到火炬系統燃燒，部分情況，安全閥由于出現卡頓而無法回座；當火炬系統出現燃燒泄放介質時，由于火炬連接著多個裝置的安全閥系統，企業調度人員無法及時確認泄放是從哪個裝置來的；更無法確認時來自哪個裝置的那個工藝單元；這對火炬系統的及時處理、泄放發生后的溯源工作和事故調查工作帶來了困難。
細節決定效益， 安全閥的內漏和起跳后由于卡頓而無法完全回座導致的高價值工藝介質的持續泄漏，看似微小，積年累月，卻損失甚大。內漏嚴重的裝置的生產效益勢必大打折扣，經營管理者心知肚明，只是找不到好的辦法解決，苦其久矣。
解決方案
經過了近10年在國內各大煉油企業的先行先試，艾默生提供的非侵入式無線超聲測量技術一次性解決上述問題，此技術分為三部分組成：
01非侵入式無線超聲波變送器-Rosemount™ 708無線聲波變送器 ：
通過非侵入式測量設計，傳感器只需貼在安全閥就近下游的管道上，用抱箍固定，傳感器內置熱電偶和超聲波檢測元件，可同時捕捉管壁溫度的變化和管壁傳來的超聲波，而安全閥泄漏的發生恰好伴隨著足夠強度的超聲波信號，兩種信號第一時間被傳感器捕捉，并經過數字變送器的處理轉換成數字信號，將聲級和溫度數據、設備數據、事件狀態和泄漏檢測信息通過工業無線數字協議將實時數據無損的傳送至無線網絡中，從而掌握疏水閥和泄壓閥 (PRV) 的狀況，能源使用情況和排放情況的實時信息。整個投用過程，不需停工，不需動火，可在對生產零干擾下完成部署。
02工業Wireless HART網絡
通過現場的開放的符合國際IEC62591 和國家標準GB/T-22210.5-2013 的無線網絡，安全閥側的泄漏數據獲取至無線網關，在網關匯總后，通過有線或無線網絡，進入專用的分析軟件。每個無線網關可同時管理200個現場測量點，且單個網絡可接入各種無線測量儀表，包括但不限于過程壓力，溫度，液位，振動，腐蝕，分析等實時過程、資產或安全數據。工業無線技術在裝置區布下天羅地網，將過程、可靠性、能源、資產數據全面托管，構建起數字化工廠的基礎設施。
03工廠洞見Plantweb insight輕量化工業軟件
將現場的實時數據經過專用的安全閥異常判斷的算法給出清晰的安全閥的正常或異常狀態，包括 正常，泄放，泄露，堵塞等狀態，并給出警告；給出具體的快速故障處理依據和全程數據追溯；輕量化的軟件可融于現有的企業的生產管理平臺，決策數據可進可出，暢通無阻。
現場應用
某上海知名化工企業，針對裝置內重要工藝位置維修后“重新上崗的”23套重要安全閥實施了艾默生安全閥在線監測子系統，投用幾年來，多次發揮了系統的威力，為企業的效益提升和安全保障提供了重要價值；
2020年8月7日上午，用戶丙烯球罐接受第三方供應商發來的丙烯操作，10:03分用戶的安全閥在線監測系統給出安全閥PSVXXXX泄放報警；DCS內操人員第一時間就鎖定了出現起跳的安全閥位置和相關工藝段；10:08分DCS內操發現火炬冒黑煙，大量的丙烯由于無法得到充分燃燒而被排放。10:30 工藝段內恢復至正常壓力。正是由于安全閥在線監測系統的精準預警，為操作人員和管理人員爭取了寶貴的時間，按照異按照異常處理程序快速、有序的進行處理；憑借著安全閥數字哨兵的助力；專業的管理和操作員隊伍快速有效的處理了這起異常事件，得到了中國及總部管理層的嘉獎。
2020年9月6日，安全閥在線監測系統產生報警事件，反饋某安全閥PSVXXYY出現間歇性的預警，但出現時間較短，后又恢復正常，細心的工程師沒有放過這個異常的警告,第一時間安排切除此安全閥，到維修車間進行現場故障驗證；正向打壓至2.06MPA，并沒有出現泄漏現象; 背壓提升至0.1MPA；發現了泄漏點；在設備故障的早期就及時排除了這個設備隱患；在沒有這套在線監測的支持下，這是不可能做到的。
數字化能力對于生產管理
將持續賦能
數字化之于過程工業，從生產到可靠性，安全，企業運營；從局部到全局，正日益賦能于這個行業；從數字化工具到全面迭代賦能，讓運營脫胎換骨，成為現代的燈塔工廠。此文章僅是管中窺豹，分享數字化威力之冰山一角；今天，正有更多的企業通過數字化的賦能而逐步獲益，提升內功，在市場競爭中獲得先機。
編輯精選
