工艺与设备
2018·09
138
Chenmical Intermediate
当代化工研究
BASF 脉冲阀在神华榆林高压管式
聚乙烯装置的应用
＊于向海
(神华榆林能源化工有限公司  陕西  719000)
摘要：高压脉冲阀作为高压聚乙烯装置的核心设备，其由脉冲控制器RPR+控制，主要用于控制二次机出口及反应器内压力，同时通过脉
冲KICK引起周期性开大脉冲阀，瞬间产生压降，达到冲刷反应器管道，防止反应器内聚合物积聚、减少反应器黏壁的目的。另外，在装置联锁触发时，脉冲阀控制器会立即通过压力设定点的实现顺控降压，以保证反应器内压力，本文主要介绍BASF高压脉冲阀在神华榆林化工的应用情况，并对其生产应用发生的问题的防范对策进行论述。关键词：BASF脉冲阀；神华榆林；高压聚乙烯
中图分类号：T      文献标识码：A
Application of BASF Pulse Valve in High Pressure Tubular Polyethylene
Device in Yulin, Shenhua
Yu Xianghai
(Shenhua Yulin Energy and Chemical CO., LTD., Shaanxi, 719000)
Abstract ：As the core equipment of the high pressure polyethylene device, the high pressure pulse valve is controlled by the pulse controller
RPR+ and is mainly used to control the pressure at the outlet of the secondary machine and the pressure in the reactor. At the same time, the pulse KICK causes the periodic opening of the pulse valv
e to generate pressure drop instantaneously, thus achieving the purpose of flushing the reactor pipeline, preventing polymer accumulation in the reactor and reducing the reactor wall sticking. In addition, when the device is interlocked and triggered, the pulse valve controller will immediately realize sequential control and depressurization through the pressure set point, so as to ensure the pressure in the reactor. This article mainly introduces the application of BASF high pressure pulse valve in Shenhua Yulin chemical industry, and discusses the preventive measures for the problems that occur during its production and application.
Key words ：BASF pulse valve ；Shenhua Yulin ；high pressure polyethylene
本论文以神华榆林能源化工公司的30万吨高压聚乙烯装置为对象，主要谈论BASF高压脉冲阀在其装置内的应用，以及应用过程中出现的问题和解决方案。
1.神华榆林高压聚乙烯装置简介
神华榆林高压聚乙烯装置采用的是巴塞尔公司LUPOTECH T®管式工艺。主要包括压缩单元，聚合单元，调整剂单元，引发剂配置单元，高压，低压循环单元，挤出和造粒单元，风送包装单元组成。其中压缩单元主要有两台关键机组，分别称为增压／一次机，二次机。增压机主要用来压缩经减压后的低循气体，一次机主要用来压缩原料乙烯，一次机出口压力30MPa左右，与高压循环气汇合进人二次压缩机
压缩，压缩至250-300MPa之间，经预热器预热后温度达到150-180℃进入反应器。引发剂过氧化物分四点注入脉冲式反应器的不同区域。最后熔融状态的聚乙烯通过高低压分离器进入挤压机进行水下造粒，然后经过风送系统脱气12H处理，送至包装库房。2.BASF脉冲阀在神华榆林LDPE装置的应用由于高压聚乙烯装置反应压力高、温度高、联锁点多的工艺特殊性，其重点区域的阀门大部分采用国外进口，特别是涉及到装置内的液压阀，共计27台，其中德国BASF液压阀共计12台，在这些液压阀中，最为重要的就是脉冲阀，脉冲阀通过周期性KICK作用，可以周期性的产生压降，以便冲刷反应器的壁上的聚合物，加强系统换热能力，降低反应器粘壁问题，提高产量。(1)BASF 脉冲阀系统构成
脉冲阀主要用来控制反应压力，鉴于BASF脉冲阀功能的特殊性，其不仅是单一的液压阀，而是由一整套的系统组
成。
图１ 脉冲阀控制系统结构图
脉冲阀控制系统的主要组成部分见图1，分别是脉冲阀数据记录站、数据记录仪、主控制器、辅助控制
器、DCS系统、ESD系统、反应器压力反馈、现场脉冲阀等。脉冲阀数据记录站选用戴尔公司的工业机，机内装有脉冲阀数据记录监控软件，与数据记录仪之间通过以太网通讯
获得数据，可以实现数据的历史趋势的查看、时间段内数据比对等，记录数据同时兼具生产过程监控功能。数据记录仪是BASF配套的数据记录设备，与主控制器之间通过专用电缆获得数据，记录仪采用24VDC的电源供电，温度范围是10-40℃，其在主控制器上一共获取7个模拟量数据，分别由数据记录仪的7个通道进行记录，每通道的采样率最大可达1000s/sec。
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主控制器带有按键及显示面板，由于每次开工时，工艺操作人员需要对其进行操作，故将主控制器安装在中央控制室LDPE装置辅助操作台旁。其与DCS系统、ESD系统、辅助控制器之间的信号通过1200m
直拉电缆连接，控制器设有模拟量输入卡、模拟量输出卡、数字量输入卡、数字量输出卡各2块。控制器用到了9个AI点、5个AO点、12个DI点、7个DO 点。
辅助控制器位于现场机柜间内，其与主控制器间有两个信号往来，信号通过直拉电缆连接，两个信号分别是：主控制器输出的伺服阀驱动、辅助控制器反馈给主控制器的位置反馈信号。辅助控制器在接收到主控制器伺服阀驱动信号后，通过自身转换放大的作用，将此信号转换成±60mA电流信号驱动现场脉冲阀。
DCS/ESD系统除了与主控制器有信号往来外，还同时接收现场反应器压力反馈。ESD系统接收现场脉冲阀门全开、全关信号反馈，同时控制现场脉冲阀液压电磁阀，在装置发生联锁停车时，迅速切断液压油供油，确保阀门处于安全关闭状态。
装置在正常运行时，脉冲阀动作过程如图2所示，Interval  between kicks为两个脉冲间隔时间、Pressure drop为脉冲降压时间、Pressure rise为脉冲升压时间、Kick duration 为脉冲持续时间、Kick level为脉冲深度。以上参数根据生
产需要均可以通过DCS进行调整。
图2 脉冲阀动作过程图
(2)DCS 系统对BASF 脉冲阀控制过程
装置开车时，操作人员由DCS系统调节参数通过脉冲阀控制升压，那么DCS对脉冲阀的控制过程尤为重要，如图3所
示。
图3 脉冲阀DCS控制画面
①DCS画面阀开、阀关功能（*3）
A.阀开、阀关面板可使用：当AUTO/MAN选择为MAN模式时（*2）且二次机没有运行ON/OFF（*1）必
须为ON，则画面中阀开、阀关功能可以使用。
B.阀开、阀关面板隐藏：当AUTO/MAN选择为ATUO模式时或者二次机运行时，面板隐藏，不可操作。
②DCS MAN切换到DCS AUTO模式（*2）
A.操作员手动切换MAN切换到AUTO模式：阀开、阀关面板隐藏、DCS压力设定点跟踪脉冲阀控制器压力设定点。
B.DCS MAN自动切换到DCS AUTO模式：DCS ON/OFF必须打到DCS ON上，且当二次机运行时，DCS MAN自动切换到DCS AUTO模式，同时，阀开、阀关面板隐藏、DCS压力设定点跟踪脉冲阀控制器压力设定点。
C.DCS OFF切换到DCS ON模式（*1）：DCS面板处于DCS AUTO模式，此功能可用。在DCS OFF切换到DCS ON模式之前， DCS压力设定点跟踪脉冲阀控制器压力设定点。
D.DCS改变压力设定点（*4）：只能通过画面“+/-”按钮改变压力设定，按钮分为+1，+2，+5Mpa/-1，-2，-5 Mpa。DCS改变脉冲阀控制器压力设定点前提条件：AUTO/MAN 选择为ATUO模式时且ON/OFF切换到DCS ON模式、无任何联 锁触发、DCS压力设定点与脉冲阀控制器压力设定点低于15Mpa。
(3)装置联锁触发时BASF 脉冲阀动作过程
①SP3A触发，DCS相关（脉冲阀）动作
A.在SP3A触发激活脉冲阀降压程序期间，DCS压力设定点跟踪脉冲阀控制器压力设定点。
B.在SP3A触发期间，画面压力调节按钮不可用，同时，脉冲阀控制器启动自动降压程序，最终将压力降至200Mpa以下，当接收到降压程序完成后，画面压力调节按钮激活可以使用，Kick ON自动切换Kick OFF。
②SP3B触发，DCS相关（脉冲阀）动作
A.在SP3B触发激活脉冲阀降压程序期间，DCS压力设定点跟踪脉冲阀控制器压力设定点。
B.在SP3B触发期间，画面压力调节按钮不可用，同时，脉冲阀控制器启动自动降压程序，最终将压力降至30Mpa以下，当接收到降压程序完成后，画面压力调节激活可以使用，Kick ON自动切换Kick OFF，DCS ON自动切换DCS OFF。
C.EP1/2触发，DCS相关（脉冲阀）动作：DCS压力设定点跟踪脉冲阀控制器压力设定点，AUTO切换到MAN模式，ESD 系统直接切断两个液压电磁阀，导致脉冲阀全关，DCS ON自动切换DCS OFF。
3.BASF脉冲阀在应用期间出现的问题及防护措施
BASF脉冲阀在神华榆林LDPE装置应用时，共发生过1次异常而导致装置停车，而这次停车都不是因为脉冲阀自身原因而导致的，存在特殊的外在因素的干扰。
(1)雷击导致BASF 脉冲阀控制器故障
由于主控制器安装在中央控制室内，其控制信号通过1200m直拉电缆连接，由于主电缆过长，即使安全接地做得再好也存在雷击的风险，2016年9月23日，就发生雷击导致反应器脉冲阀控制器死机，同时造成RPR+控制器2块AI卡被击坏，导致装置全线停车。
(2)脉冲阀现场应用的防护策略
由于雷击导致脉冲阀控制器死机，2016年10月8日，经过BASF技术服务人员现场反复确认，其接地情况良好，接地采用等电位连接法，地极的接地电阻都低于4Ω。但是脉冲阀系统未配置其他防雷设施，针对脉冲阀控制器的响应时间
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在100ms之内，模拟量信号为无源信号的要求，通过参数比对，在满足控制要求的前提下起隔离作用，最后确认对于脉冲控制器信号增加MTL防雷栅隔离，结合其系统自身稳定接地、合理分流、良好屏蔽，形成完整的防雷保护设施。目前经过2年雷雨季节的考验，证明可以有效的防止雷击。
4.结束语
经过生产运行证明，BASF脉冲阀系统运行稳定，装置开工至今已运行两年半的时间，均未出现由于脉冲阀系统自身故障而导致的停车问题。证明这套BASF脉冲阀系统是可靠的，对高压管式聚乙烯装置的安全稳定运行提供了可靠的保障。
•【参考文献】
[1]张宏峰，史秀丽.减少高压聚乙烯装置反应分解、降低系统污染的对策[J].中国化工贸易,2013(9).
[2]徐坤，张西良，李萍萍.管式法乙烯高压聚合过程的模拟研究[J].工业学报,2011(05):37.
[3]刁志刚，孙云龙.高压聚乙烯装置反应器黏壁的影响因素及应对措施[J].中国机械工程,2001,12(9).
•【作者简介】
于向海（1990-），男，神华榆林能源化工有限公司；研究方向：化工仪表维护。
锂电池项目的工艺分析与技术要点
＊来秋茹1  熊小丽2
（1.贵州梅岭电源有限公司  贵州  563000
2.中国人民解放军驻061基地军事代表室  贵州  563000）
摘要：国内锂电池行业近几年随着新能源话题的逐渐火热而获得了迅猛发展，本文在介绍锂电池基本概念与发展概况的基础上对锂电池
项目的生产链结构以及工艺过程进行了详细分析，并指出了工艺过程中存在的一些技术难点，对其进行了研究，提出了针对的解决对策。关键词：锂电池；工艺技术
中图分类号：T      文献标识码：A
Technical Analysis and Key Points of Lithium Battery Project
Lai Qiuru 1, Xiong Xiaoli 2
(1.Guizhou Meiling Power Supply CO., LTD., Guizhou, 563000
(2.Military Representative Office at Base 061 of the Chinese People's Liberation Army, Guizhou, 563000)
Abstract ：In recent years, with the increasing popularity of new energy topics, the domestic lithium battery industry has achieved rapid
development. Based on the introduction of the basic concepts and development of lithium batteries, this paper makes a detailed analysis of the production chain structure and technological process of lithium battery projects, points out some technical difficulties existing in the technological process, makes a study on them, and puts forward corresponding countermeasures.
Key words ：lithium battery ；process and technology
reactor pressure中文1.锂电池行业现状
(1)锂电池的基本概念
锂电池（Lithium Battery）常见的有锂一次、二次电池两种，锂一次电池（primary lithium battery）也属于高能化学原电池的其中一种类别，最大的特征是使用金属锂作为负极材料，并且电解质成分一般为固体或者有机溶剂类型的盐类，大部分锂一次电池的正极活性物采用的是金属氧化物，也有部分是采用的液体氧化剂；锂二次电池又常包括三种不同类型，即金属锂二次电池、锂离子电池和锂聚合物电池三种不同的类别。由于环境污染与金属材料限制等原因，可多次重复使用的锂二次电池的研究虽然起步较锂一次
电池而言要晚一些，但却实现了后来者居上。锂电池的较小体积以及优秀性能使得锂电池市场越来越大。近几年来国内锂电池行业产量一直呈现上升趋势，发展状况良好。
(2)锂电池的应用领域
锂电池作为绿环保电池首选，制造工艺技术不断提高，生产成本缓步减小，近几年来广泛应用于交通动力电源、电力储能电源、移动通信电源、新能源储能动力电源、航天军工电源等重要领域，在交通动力电源领域主要包括电动自行车、电动摩托电动汽车、电动大巴等，在电力储能电源领域主要涉及到大型太阳能、风能电力储能系统、电网调峰电源等，在移动通信领域主要应用范围包括户外一体化锂
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