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　　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(yè)的泄壓閥、安全閥系統(tǒng)（后文統(tǒng)一簡稱為安全閥）的非正常泄放和泄漏治理技術(shù)和相關(guān)方案實(shí)踐的具體應(yīng)用，衡量和管理碳排放，幫助您實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

　　應(yīng)用背景

　　煉油化工企業(yè)內(nèi)為保證過程安全，會(huì)設(shè)置了多個(gè)安全保護(hù)系統(tǒng)；其中安全閥系統(tǒng)作為一個(gè)物理層的泄放系統(tǒng)，對(duì)于裝置的過程安全起到了至關(guān)重要的作用。

　　安全閥的基本運(yùn)行原理是對(duì)不同工藝條件下的安全閥設(shè)置起跳壓力，當(dāng)工藝反應(yīng)或操作過程出現(xiàn)異常或失控時(shí)，設(shè)備內(nèi)介質(zhì)達(dá)到或超過安全閥的起跳壓力，安全閥起跳，閥門從全關(guān)到全開，把大量超壓的介質(zhì)泄放到火炬系統(tǒng)回收或燃燒處理，確保過程裝置的安全，生產(chǎn)異常帶來的損失最小；同時(shí)，安全閥由于是機(jī)械設(shè)備，長時(shí)間運(yùn)行后由于機(jī)械部件的磨損會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)閥出現(xiàn)內(nèi)漏和卡頓，初期比較微小，普通的人工檢查難以發(fā)現(xiàn)，通過微漏出去的介質(zhì)也會(huì)進(jìn)入火炬被燒掉。以國內(nèi)某100萬噸乙烯生產(chǎn)裝置為例，每100萬噸乙烯裝置通常要配置超過1000臺(tái)不同規(guī)格的安全閥，一年內(nèi)因泄漏和非正常排放導(dǎo)致的損失已超過5000萬人民幣（根據(jù)非官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。

　　安全閥因泄漏和非正常排放不僅引起損失，而且還帶來風(fēng)險(xiǎn)：

　　大中型煉油化工裝置的生產(chǎn)運(yùn)營會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)異常，引發(fā)一系列聯(lián)鎖型的工藝動(dòng)作，一部分事件會(huì)引發(fā)安全閥起跳，多年以來，安全閥的泄放是沒有在線的測量設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測的，要依靠泄放發(fā)生后 上游的壓力產(chǎn)生變化后，DCS操作人員通過綜合情況加以判斷和定位出現(xiàn)動(dòng)作的安全閥和相關(guān)位置；大概會(huì)根據(jù)復(fù)雜程度耗時(shí)數(shù)分鐘、數(shù)小時(shí)；這個(gè)判斷的過程，同時(shí)延遲了工藝恢復(fù)和相關(guān)后續(xù)處理工作的時(shí)間；增加了由于安全閥起跳而產(chǎn)生的后續(xù)工藝安全和裝置安全的風(fēng)險(xiǎn)；

　　由于多個(gè)裝置會(huì)共用一個(gè)火炬，不同裝置的安全閥起跳后，介質(zhì)會(huì)排放到火炬系統(tǒng)燃燒，部分情況，安全閥由于出現(xiàn)卡頓而無法回座；當(dāng)火炬系統(tǒng)出現(xiàn)燃燒泄放介質(zhì)時(shí)，由于火炬連接著多個(gè)裝置的安全閥系統(tǒng)，企業(yè)調(diào)度人員無法及時(shí)確認(rèn)泄放是從哪個(gè)裝置來的；更無法確認(rèn)時(shí)來自哪個(gè)裝置的那個(gè)工藝單元；這對(duì)火炬系統(tǒng)的及時(shí)處理、泄放發(fā)生后的溯源工作和事故調(diào)查工作帶來了困難。

　　細(xì)節(jié)決定效益， 安全閥的內(nèi)漏和起跳后由于卡頓而無法完全回座導(dǎo)致的高價(jià)值工藝介質(zhì)的持續(xù)泄漏，看似微小，積年累月，卻損失甚大。內(nèi)漏嚴(yán)重的裝置的生產(chǎn)效益勢必大打折扣，經(jīng)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(jīng)過了近10年在國內(nèi)各大煉油企業(yè)的先行先試，艾默生提供的非侵入式無線超聲測量技術(shù)一次性解決上述問題，此技術(shù)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(shè)計(jì)，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(nèi)置熱電偶和超聲波檢測元件，可同時(shí)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(fā)生恰好伴隨著足夠強(qiáng)度的超聲波信號(hào)，兩種信號(hào)第一時(shí)間被傳感器捕捉，并經(jīng)過數(shù)字變送器的處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，將聲級(jí)和溫度數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、事件狀態(tài)和泄漏檢測信息通過工業(yè)無線數(shù)字協(xié)議將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無損的傳送至無線網(wǎng)絡(luò)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(shí)時(shí)信息。整個(gè)投用過程，不需停工，不需動(dòng)火，可在對(duì)生產(chǎn)零干擾下完成部署。

　　02工業(yè)Wireless HART網(wǎng)絡(luò)

　　通過現(xiàn)場的開放的符合國際IEC62591 和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-22210.5-2013 的無線網(wǎng)絡(luò)，安全閥側(cè)的泄漏數(shù)據(jù)獲取至無線網(wǎng)關(guān)，在網(wǎng)關(guān)匯總后，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入專用的分析軟件。每個(gè)無線網(wǎng)關(guān)可同時(shí)管理200個(gè)現(xiàn)場測量點(diǎn)，且單個(gè)網(wǎng)絡(luò)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(dòng)，腐蝕，分析等實(shí)時(shí)過程、資產(chǎn)或安全數(shù)據(jù)。工業(yè)無線技術(shù)在裝置區(qū)布下天羅地網(wǎng)，將過程、可靠性、能源、資產(chǎn)數(shù)據(jù)全面托管，構(gòu)建起數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　03工廠洞見Plantweb insight輕量化工業(yè)軟件

　　將現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)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(tài)，包括 正常，泄放，泄露，堵塞等狀態(tài)，并給出警告；給出具體的快速故障處理依據(jù)和全程數(shù)據(jù)追溯；輕量化的軟件可融于現(xiàn)有的企業(yè)的生產(chǎn)管理平臺(tái)，決策數(shù)據(jù)可進(jìn)可出，暢通無阻。

　　現(xiàn)場應(yīng)用

　　某上海知名化工企業(yè)，針對(duì)裝置內(nèi)重要工藝位置維修后“重新上崗的”23套重要安全閥實(shí)施了艾默生安全閥在線監(jiān)測子系統(tǒng)，投用幾年來，多次發(fā)揮了系統(tǒng)的威力，為企業(yè)的效益提升和安全保障提供了重要價(jià)值；

　　2020年8月7日上午，用戶丙烯球罐接受第三方供應(yīng)商發(fā)來的丙烯操作，10:03分用戶的安全閥在線監(jiān)測系統(tǒng)給出安全閥PSVXXXX泄放報(bào)警；DCS內(nèi)操人員第一時(shí)間就鎖定了出現(xiàn)起跳的安全閥位置和相關(guān)工藝段；10:08分DCS內(nèi)操發(fā)現(xiàn)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(nèi)恢復(fù)至正常壓力。正是由于安全閥在線監(jiān)測系統(tǒng)的精準(zhǔn)預(yù)警，為操作人員和管理人員爭取了寶貴的時(shí)間，按照異按照異常處理程序快速、有序的進(jìn)行處理；憑借著安全閥數(shù)字哨兵的助力；專業(yè)的管理和操作員隊(duì)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(jiǎng)。

　　2020年9月6日，安全閥在線監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警事件，反饋某安全閥PSVXXYY出現(xiàn)間歇性的預(yù)警，但出現(xiàn)時(shí)間較短，后又恢復(fù)正常，細(xì)心的工程師沒有放過這個(gè)異常的警告,第一時(shí)間安排切除此安全閥，到維修車間進(jìn)行現(xiàn)場故障驗(yàn)證；正向打壓至2.06MPA，并沒有出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象; 背壓提升至0.1MPA；發(fā)現(xiàn)了泄漏點(diǎn)；在設(shè)備故障的早期就及時(shí)排除了這個(gè)設(shè)備隱患；在沒有這套在線監(jiān)測的支持下，這是不可能做到的。

　　數(shù)字化能力對(duì)于生產(chǎn)管理

　　將持續(xù)賦能

　　數(shù)字化之于過程工業(yè)，從生產(chǎn)到可靠性，安全，企業(yè)運(yùn)營；從局部到全局，正日益賦能于這個(gè)行業(yè)；從數(shù)字化工具到全面迭代賦能，讓運(yùn)營脫胎換骨，成為現(xiàn)代的燈塔工廠。此文章僅是管中窺豹，分享數(shù)字化威力之冰山一角；今天，正有更多的企業(yè)通過數(shù)字化的賦能而逐步獲益，提升內(nèi)功，在市場競爭中獲得先機(jī)。