MTL800在气化炉表面测温系统中的应用

应用研究| APPLICATION RESEARCHCHINAINSTRUMENTATION中阚依嚣依丧2010年第5期MTL800在气化炉表面测温系统中的应用The Application of MTL800 in the Gasifier SurfaceTemperature Measuring System1概述张波陈明平鱼小丽气化炉表面温度测温系统,是测温元件缠绕(铺(兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城273500)设)在气化炉容器壳上来进行工作，测温元件是一种能够探测一条连续线上存在的最高温度的线状温度摘要:水煤浆气化炉是在高温、高压下将含有碳氢的传感器，应用工业监控技术可以确定最高温度出现的原料转化为多种成份的合成气，炉内所衬炉砖位置,它与普通热电偶不同之处在于它的热结点不固在高温时会熔蚀，受热气体和融渣的冲刷,耐定，而是始终与电缆上的最高温度相对应。如果把它火砖不断变薄。炉表面温度反映了炉内耐火砖合理地铺在一一个面上,电缆反映出的温度可视为其所减薄的程度,可预先确定更换耐火砖的时间。达面上存在的最高温度。由于选用气化炉压力不同,压力容器外壳的金目前气化炉表面测温系统信号处理的方式主要是属材料不同，使外壳表面温度要求不同。由此采用现场温度变送器将毫伏信号转换成4~20mADC可见，安全可靠的气化炉表面温度监测和报警标准信号,再通过信号电缆传输到DCS系统,从而进系统对装置的安全稳定运行至关重要。行监控和报警。由于每台气化炉表面测温点数为26个关键词:多路采集通讯系统结构冗余技术特点点左右(不同直径炉子,布点数不完全相同),现场到控制室平均距离为200~300m.因此,这种常规方式需Abstract: Coal-water slurry gasifier is in high tempera-要26个进口温度变送器和5200~7800m电缆,费用估ture, high pressure will contain the raw materials into various计为17万(不算安装和电缆敷设费用), 3台气化炉共hydrocatbon component syngas, Fumace lining brick oven计现场需要投资50多万。同时，在DCS机柜间需要配temperature at which will embayment, beated gas and melting置AI卡件,按照8点/每卡计算, 3台气化炉需要配置12slag, rfractory continuously scouring thiner Fumace surfaice块AI卡件,也是不小的投资，而且占用了系统安装空.temperature of fumace, and reflets the degree of thinning,间。本文针对减低气化炉表面温度测量系统投资提出refractory brick can replace the predetermined time. Due to相应的解决方案，对提高测量的可靠性,降低故障率,different selection pressure and pressure vessel gasifier sbell延长使用寿命具有积极的意义。of metal materials, different requirements of diferent surface2系统组成temperature shell. Thus, safety and rliabilit of the gasifiersurface temperature monitoring and alaming system for the我公司气化炉表面温度测温元件利用热电效应，safe and stable operation of the device is very important中国煤化工内之最高温度相对应Key words: Mutiple collection Communication的毫二区域的最高温度。信System structure RedundancyTYHCNM HGo温度变送器结合的Technical characteristics方式,将毫伏信号转化成4~20mADC标准信号远传到www.cnim.cn中岡低霉依表CHINA INSTRUMENTATIONAPPLICATION RESEARCH |应用研究2010年第5期DCS控制室进行集中显示和报警。而是采用MTL本安讯接口为RS485.在控制室有-一个接收器,用于将信号型远程I/O多路温度采集系统,利用冗余的MODMUS转换为DCS或PLC接受的Modbus-RTU协议。可以同总线把信号接入全厂DCS系统,每台气化炉表面测温各家DCS (Honeywell、Yokogawa. ABB、Emerson、采用一套MTL远程I/O站,含一个MODMUS网关及3Foxboro等)进行通讯连接。个温度信号输入模块。3个现场点挂接在总线上接入4 MTL800组态控制室的安全网桥上,直接接入DCS通讯卡上，对气化炉的各温区温度进行实时监测。(1)组态电缆:如图2所示。MTL838-MBFPC serial portCoMIaport3 MTL800测温系统工作原理Rcceiver30MTL800 (Multiple Temperature Link 800)多路Rx po-Tx28-温度转换器测温系统采用Modbus方式通讯，将多个Com(mon)27DTR9-way D现场信号通过通讯线传送到控制室。每个MTL831BDSR”mon) connectorDSR有两条冗余通讯电缆同MTL838进行通讯,如果--RTSCTS个通讯口发生故障时,另-一个进行自动切换，从而保证数据不会丢失。MTL838采用国际通用的Modbus-图2 9针COM1接口连线图RTU标准的协议同DCS进行通讯。9针D型接头需要自制，其中1、4、6三针短接,7、8MTL831B发送器安装在Hazardous area区(现两针短接, 2、3. 5三针连接后作为与MTL838B-MBF场),如图1所示。系统中的所有非控制的温度电(热的连接电缆,黄线接Rx (28),红线接Tx (30) ,蓝线电偶/热电阻)采用本安方式防护,现场的温度点通过接Com (27)。安装在现场的温度采集模块连接,并将采集的温度信(2)组态前,先对MTL831B拨码,设定地址。号以数字方式传送到控制室。连接的信号可以是热电Switch100为设定MTL831B地址(1个MTL838B-偶、热电阻和mV型号输入。每个现场的采集模块防护MBF最 多可连接2个MTL831B,需根据实际情况选等级为: ExiallC T4,模块的供电采用回路供电方式。定)，Switch101设定现场连接热电偶或热电阻。危险区的变送器和安全区的接收器之间采用冗余的数(3)现场MTL831B设定后,对中控室MTL838据线通讯,连接电缆既是数据通讯线又是电源线。采B-MBF拨码。用专用电缆时最大的通讯距离可达2km.连接电缆也(4) MTL838B-MBF拨码完成后，上电。如果可采用本安的普通仪表信号电缆或双绞线。通讯的波MTL838B-MBF通讯灯Highway1/Highway2两个绿特率应为: 300~19 200可选。色指示灯正常,表示和现场MTL831B通讯正常;如果MTL838B-MBF显示红色指示灯,表示与现场通讯故Hazardous areaSafe areaMTL831BMTL838B-MBF障(出现故障,根据接线图纸查找接线问题)。mV(5) MTL838B-MBF显示正常后,确定MTL838ModbussignalmasterAB-MBF-与Modbus接线方式。LpMTL3052(6)组态前,连接好组态电缆,连接方式如步骤1所示;然后短接端子4和5,重新上电。打开PCS83组态CEEx15-中国煤化工年).据更新完毕,选择图1 MTL800结 构图“CMHCN.MH入Rx (MTL838B-温度点同DCS的通讯方式采用Modbus-RTU,通MBF)组态界面。界面左边选定“Data Format"回车后www.cnim.cn47.应用研究| APPLICATION RESEARCHCHINA INSTRUMENTATION中國低器俪丧2010年第5期选择“16BIT Unsigned" ;选定“NO.of Tx" ,根据现场连(11)组态完毕后，按“ESC"退回,选择"Tx接MTL831数量选定“1-4"。(界面右边显示与DCS通Monitor"。讯协议)界面右下脚选定"Trasmtr..*是1或2,选定(8)按“Esc”退出当前界面，返回选择“Con-“ Monitor...回车,就会显示现场现场温度值。figure Tx" ,回车,进入Tx组态界面。注:1)“Tx No"选择项表示组态现场已定义好的1)如MTL83IB现场没连接信号,可短接该通道，MTL83lB;根据步骤7设定的“No.of Tx"数量选定;“Morntr..."显示户外温度。2)“Channel No”项表示该MTL831的第几个通2)现场加信号时，要注意“Tx”组态时,设定的热道;电偶是否有冷端补偿。3)“Input type”项表示该通道连接的现场是何5与常规表面测温系统相比较种型号的热电偶或热电阻;4)“Safety Drive"选项中“off"表示开路时显示兖矿国宏化工有限责任公司采用MTL本安型远当前界面显示数据，“upscale" 表示开路时界面显示程I/O多 路温度采集系统，利用冗余的MODMUS总线高数值，“Downscale"表示开路时显示负值，(根据把信号接 入全厂DCS系统,每台气化炉表面测温采用用户要求选定)显示:“第一-个MTL831B的第11个通1套MTL远程I/0 站,含1个MODMUS网关及3个温度道，现场连接的是热电阻，开路情况下显示低温或负信号输 入模块即可。控制室和现场只需要敷设两根普值”;通的冗余信号电缆,减少了大量的、繁琐的电缆敷设5)“Calc Scalings"回车进入下一个界面:和接线工作,同时减少了故障点。因此,与常规表面测“Output zeo..."表示信号零度时Tx输出温度的温 系统相比，具有以下优点:数值,一般选“0”;1)减少现场大量电缆敷设,节约大量资金,具体“Output fd...表示信号100度时, Tx传输的数字 如表1所示;信号数值是多少,此项需与DCS人员协商,一般是2)维护简单,节省控制室的安装空间;“1000”(10倍)。3)和上位机通过Modbus通讯协议通讯直接与系统(9)选择“Esc"退回,选择“Copy”,回车。进入连接, 最大通讯距离达到3km,避免信号衰减和干扰;下一个界面: .4)通讯方式采用1:1冗余，增加系统可靠性。“Copy"主要是方便组态,现场连接的热电偶或表1 MTL800系统与常规系统的对比热电阻是-一个型号时,使用“copy”节约组态时间，非26(TC)点常规系统26(TC)点MTL800系统常方便;硬件104 00.0060 00.00界面左边“COPY FROM": "Transmiter.."电源同样电缆(300M)39 0004 00.00表示现场MTL831B的位号,根据现场实际选择1-4;“Chane...." 表示该MTL831B上的第几个通道(已安装1 00.00合计147 000.0065 00.00组态好) ;界面右边“COPY TO”:表示复制到第几个MTL通过对MTL800温度采集系统特点的了解和熟831B.上的第几个通道。如通道现场连接型号- -样,选悉，以及与常规系统的对比,发现MTL800多点温度采定“GO”,回车。集系中国徐花尘维护量方面有着很大(10)按"ESC"退回,选择“save"进入下一个界的优HCNMH师,从事现场仪表选型、泣用。面。当MTL838B-MBF组态完毕,选择“save"输入存作者:非成1702-1劢功江一怔盘名称即可。仪表维护48www.cnim.cn