静电电流仪在聚烯烃反应器中的应用

第49卷第6期石油化工自动化Vol 49, No 62013年12月AUTOMATION IN PETRO- CHEMICAL INDUSTRYDecember, 2013静电电流仪在聚烯烃反应器中的应用丁兰蓉(中石化上海工程有限公司,上海200120摘要:针对气相流化床聚烯烃反应器内部聚合物结块的现象,采用静电电流仪进行监控。从静电电流仪的种类入手,对静电电流仪的工作原理特点在设计中的注意事项、具体应用中的数据分析等各个方面进行了阐述,并结合具体项目对静电电流仪的应用进行了分析研究关键词:静电电流仪反应器结块静电流型静电压型中图分类号:TH89文献标志码文章编号:1007-7324(2013)06-0064-03Application of Electrostatic Transmitter for Reactors in Polyolefin Plant(Sinopec Shanghai Engineering Co. Itd, Shanghai, 200120, China)Abstract: Contraposing the phenomena of agglomeration inside gas phase fluidized bedpolyolefin reactor, electrostatic transmitter is used for monitoring the reactor inside states.Start from the type of electrostatic transmitter, operation principle, feature, considerationsduring design, data analysis in detailed application are discussed. Combing with specificproject, the application of electrostatic transmitter is diKey words: electrostatic transmitter; reactor; agglomeration; static electricity current typestatic electricity voltage type静电电流仪在气相流化床聚烯烃(聚乙烯、聚2静电电流仪的工作原理及特点丙烯)工艺中经常被应用,其主要目的是为了监测2.1静电流型电流仪反应器内电荷不平衡的情况,使操作工根据监测到实验证明,反应器内存在的电荷活动构成一个的数据及时采取措施,防止反应器内部形成片状聚近似完美的电流源,当一个传导通道接地的电极放合物或聚合物结块等现象的发生从而延长反应器到反应器内部时,其电流量与流通电阻无关。而与运行时间,减少停车和安全事故的发生电极的电阻相关,因流通电阻较低,故电流就可以由于烯烃聚合反应是放热反应,如果反应热不在基本的对地电势下直接测量出来。能及时散出反应器温度就会达到或超过聚合物的静电流型静电电流仪的特点:可适应流化床软化温度,造成颗粒结块。同时反应器内静电引起反应器的苛刻环境,可承受反应器内剧烈撞击等情的结块以及催化剂活性太高等原因导致的结块严况;反应器内无需引入高电压源来测量静电电流;重时均会引起装置停车和产生废料,对正常的工厂输出板、电源板过压保护器等电子部件与反应器生产造成损失。因此,对于气相法聚烯烃反应器的探头组合成为一个整体,也有分体式设计,安装使静电电流测量是相当重要的用方便;现场电子机壳上有1个窗口,可以观察发1静电电流仪的种类光二极管的棒图显示及控制设定;维护时除了电源目前聚烯烃装置中常用的静电电流仪主要有板上的保险丝外,没有其他需要更换的部件;输出两种:静电流型电流仪和静电压型电流仪。顾名4~20mA标准信号;用户可选的灵敏度、量程和思义,静电流型电流仪是一种直接测量电流的仪表,而静电压型电流仪在测量毫伏电压后再转换为稿件收到日期:2013-06-14,修改稿收到日期:2013-08-20电流。具体项目中采用哪种类型的静电电流仪可作者简介:丁兰中国煤化工9年毕业于华东以根据各自的特点来选择其中某些专利的聚乙烯化工学院生产过CNMHG海工程有限公和聚丙烯工艺会配套静电压型电流仪,也可根据需司,从事石油化工自动化工程计工作,任仪电室副主任、高级工要选用静电流型电流仪。程师第6期丁兰蓉.静电电流仪在聚烯烃反应器中的应用平滑设定,有从0~0.1nA到0~1000nA共9个器中静电电流活动的相应指示。量程可选;经认证可用在危险区域静电压型静电电流仪的特点:测量有压容器缺点:需要外接电源115V(AC),230V的静电电流活动,探头可以永久安装在容器内;电(AC),24V(DC)(可选)。子部件可作为一个标准4~20mA输出的二线制2.2静电压型电流仪变送器,无需外供电;设备安装接口可有多种选择;静电压型电流仪的电路原理如图1所示。出于安全考虑,探头内为双电极设计;缺点:现场没有显示。另外,潮湿会影响高值电阻并减少绝缘自动短路开关±3kV体表面的电阻,所以一定要用干燥的氮气吹扫电子R>400G9过载E转换器「mF420mA输出部件。控制器3静电电流仪设计中的注意事项3 MQ2由于静电电流仪的探头是插入反应器内,选型24v)电中需要注意探头必须符合反应器的温度、压力等操作工况,同时还要能承受反应器内聚合物块料偶尔-9.75-9.75mVI mF对探头的撞击。探头多为圆柱形设计,探头外径应符合反应器法兰接口内径的要求,并在设计中要注图1静电压型静电电流仪的电路原理意查看反应器的制造图纸,并将反应器法兰开口尺图1中,高值电阻器和1.3M的电阻器组成为寸、反应器壁厚等信息提供给制造商,以确保安装E-转换器提供毫伏级信号的分压器。具体的分压连接准确无误。静电电流仪探头的安装位置通常计算公式为1.3×105/(4×101+1.3×10)=在气相反应器的分布板上方,因为反应器分布板的1/307693,即每307693mV(大约308V)的静电结块比较危险,如果分布板上存在结块,该快速增压会引起E-1转换器1mV的输入信号,E-I转换大,会造成反应器停车并需要清理流化床。探头安器0的输入信号对应12mA的输出,那么对于每装后深入反应器内壁的凸出长度一般在12.79.75mV的输入变化其输出的变化可达到8mA,38.1mm之间,长度在安装后不宜伸出反应内壁相当于3kV。12mA是带电零点,允许双极的静太长,一般不大于38.1mm。态电压测量。当静电压为3kV时,正的静电压把静电流型静电电流仪为本质安全设计,必须确输出信号线性地增加到20mA,同样的,在-3kV保IS安全栅有接地连接,没有接地安全栅静电电时,负的静电压把输出信号线性地减少到4mA。流仪无法工作,其输出板上4~20mA输出仅设计要改变探头的操作范围,只需改变1.3Mn的为信号端子,在该点不能施加任何电压。当选择直阻值并且重新校准即可。比如-2~2kV的满量流电源供电时禁止把交流电源接入任何带有直流程范围E-1转换器的输入电压为-10~10mV,电源选项的静电电流仪中输出电流为4~20mA,相应的阻值为2Mg。而静电压型静电电流仪须用干燥的氮气吹扫电标准的满量程范围为-3~3kV,E-I转换器的输子部件,因此需要另外附带一个吹扫装置,并带有入电压为-9.75~9.75mV,输出电流为4~压力低报警开关,信号接入仪表系统在控制室进行20mA,相应的阻值为1.3Mg报警。在断开吹扫装置的任何部分电路之前,均须对于高压下电阻有一关键因素不能忽略,当电使探头的电极与带压反应器的壳体短路,以防止高压级别大于4kV时,电阻器会有一个负压系数,电压堆积而损坏探头即当应用的电压增高时,电阻会减小,会引起非线4静电电流仪应用中的数据分析性的近乎满量程读数。国内某大型石化企业的聚乙烯装置,采用进口尽管上面讨论的都是被测的静电电压,实际上专利工艺,反应器上安装了专利配套的静电压型产也产生了电流。例如,当读数为2kV时,通过电品,量程范围为-3~3kV。装置运行中反应器基阻的电流为5nA,根据欧姆定律,容器中的带电物本平稳正常,静电电流仪的指示值基本上保持在质将会在探头的顶端产生2kV电压下的5nA电10~10V,没有太大波动。在2012年7月,由于流。为了将该电流传递给探头顶部或从探头顶部切换回收压滤沿右拖王净,氧气进入传输该电流,容器中的物质可能需要承载比2kV反应系统引中国煤化工指示值最大更高的电压。然而,流动的电流和相应的电压读时超过了1k,x.J人如停车。历史数,直接与容器内物质的电荷成正比,读数即为容数据曲线如图2所示石油化工自动化第49卷2.0会产生各种原因导致的结块,正确运用静电电流仪,可及时发现结块征兆,从而采取相应的措施将结块控制在较小的范围内。在正常操作中,应加强图0.0⊥从人减对操作工的培训使操作工对各种原因引起的结块有充分的认识,采取相应的预防措施,使聚烯烃的生产保持安全平稳的运行状态,减少反应器停车,为企业创造最大的利润。时间/min参考文献图2静电电流仪的电压波动曲线[1]张西国.气相流化床聚乙烯反应系统运行连续性探索[石油化工,2001,30(07):545-549在2013年5月,开车前三乙机铝滴定时产生[2]于恒修,王芳,王靖岱等气相聚合流化床内静电与结片现了静电,所幸静电的量不是太大,经及时处理后恢象的研究进展[J石油化工,2007,36(02):205-209复正常。历史数据如图3所示。3]石志俭气相流化床反应器内静电研究进展[]合成树脂及塑料,2010,27(04):74-78.[4]孔德帅郭庆杰.流化床内静电的产生与控制[化工进展,2008,27(09):1353-13565]胜喜梅李贵生胜兆泉聚乙烯装置静电原因分析及预防J]河南化工,20007);36-3[6]蔡祥军.气相法聚乙烯反应器中静电风险的防范[浙江化工,2010,41(04):27-30[7]王洪涛.气相法聚乙烯反应器结块原因及预防措施[].合成树脂及塑料,2005,22(02):52-551020308]王芳,王靖岱阳永荣动态粉体静电测量技术的研究进展时间/d冂]化工自动化及仪表2008,35(05):1-6.图3静电电流仪的电压波动曲线[9]张子成流化床反应器的静电与结片的消除方法[.炼与化工,2007,18(02):24-26.5结束语[10]王芳.气固流化床分布的理论及实验研究[D]杭州:浙江气相聚烯烃反应器流化床虽然在生产中经常大学,2008(上接第53页)中,难免有设备重起、系统升级、设备故障、软件重D.成都:电子科技大学,2001:24-28起等因素,在系统重新运行后,开发的软件系统应[2]厉苏州,刘飞基于PCDE和OPC服务器的监控系统设该具备自动识别及自动连接恢复的功能保障数据计与应用[J工业控制计算机,2006,19(06):46-47通信的顺利[3]周磊,刘大成周传福等OPC规范下数据访问服务器的设计与实现].微计算机信息,2007,23(31):270-2724)系统故障的报警要素。作为工业化应用的[41林跃OP℃数据服务器开发工具的研究与实现自动化软件系统,应达到工业级标准在通信不能建立时仪表,2001,22(09):7-8,13.应自动报警,并向DCS的报警系统提供数据,提醒5]宋人杰王晓东李蕾,等一种优化的DCS通信接口方案操作人员通知系统维护人员进行维护,保障系统的]电力系统自动化,2005,29(19):88-92正常运行L6]江浩徐治皋,高正平,等火电厂实时系统数据通道的设计4结束语与实现[].电力系统自动化,2002(01):62-647]日本OP℃协会.OC应用程序人门[M].郑立,译.北京以VB编程的方式借助通用高效的数据开放OPC基金会中国分会,2001技术,在工业自动化应用中实现不同自动化系统之[8邹云涛,吴重光OPC技术初探及国内应用现状[门石油化间的数据通信,为现场工程师提供了一种灵活有效工自动化,2003,39(06):1-5的解决方案是处理不同系统间数据兼容的新思[9]阳宪惠,邸丽清,冯大为OP℃技术及其对工控系统开放性路。随着该方法在工业现场的成功应用,必将为更的影响[.工业控制计算机,2001,14(09):53-5多的用户及技术服务提供极大的便利同时也将创0]庞彦斌龚飞O的开发要点「仪器仪表学报2001(增中国煤化工造更大的经济效益。[]夏涛邝奇CNMHG居中心的设计与参考文献:实现[J].化工自动化及仪表,2012,39(08):1047-[1]王伟东OPC技术在开放式 SCADA系统中的研究与应用1050,1054