艾默生智能无线技术在催化剂转炉温度监测中的应用

关键字：催化剂  转炉温度  智能无线技术

1.   中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司及催化剂厂

中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司是集炼油、化工和化肥生产为一体的的大型石化企业，是中国西部地区最大的石化企业。公司拥有原油一次加工能力1050万吨/ 年。并具备相配套的二次加工能力，能生产汽油、柴油、煤油、润滑油、催化剂、合成橡胶等400 余种石化产品，是我国生产石化产品品种比较齐全的企业之一。

中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司催化剂厂建厂于1964年，位于黄河之滨、古丝绸之路重镇——甘肃省兰州市。是我国专门从事石油裂化催化剂工业开发生产的基地，是国内三大催化裂化催化剂生产基地之一，被誉为“石油裂化催化剂的摇篮”。主流产品年生产能力达到50000 吨，是中国石油目前唯一的催化裂化催化剂生产基地。

2.   催化剂转炉的温度监测

催化剂转炉是催化剂生产过程中的关键设备。兰州石化分公司催化剂厂的催化剂转炉的长度为30米，运行温度1000摄氏度，转速为 4~5 转/分钟，控制系统采用的是和利时的PLC ，每台设备有 4 个温度测点。在催化剂的生产过程中要随时对温度进行监测，以保证转炉的正常运转和全装置的安全平稳运行，同时转炉的温度直接影响到产品的质量和生产过程中的能耗，因此准确、可靠的测量转炉的温度十分重要。传统上催化剂转炉的温度监测采用滑环测温的方式来测量温度，如图1 所示。

图1  催化剂转炉的滑环测温

催化剂转炉的滑环式测温属于直接测量，利用热电偶测量转炉的温度。采用滑环测温时，热电偶的两端分别连接在两个滑环上，每个滑环分别与一个碳刷联接，碳刷固定在一根连杆上，通过导线与温度变送器连接。同时滑环测温的缺点也十分明显，主要有： 

1 、由于滑环失圆和转炉的振动，碳刷会高频率地跳跃，导致信号传导不连续，造成信号丢失。 

2 、滑环所在的环境温度很高，会造成滑环绣蚀，同时粉尘会在碳刷和滑环之间造成绝缘阻隔，导致信号失真。 

3、热电偶测量为毫伏信号，易受到干扰，影响测量精度。

4、由于滑环的机械结构，导致维护量较大，维护费用高。

由于滑环测温存在上述的缺点，无法及时、准确、可靠的测量温度，而温度的失真会影响产品的质量并增加装置的能耗。随着催化剂厂对产品质量和能耗的要求日益提高，在不对转炉进行大规模改造的前提下，寻求一种能够准确可靠的测量催化剂转炉的新方法成为一种切实的需求。

3.   艾默生智能无线技术解决方案

为了能够及时准确地测量催化剂转炉的温度，提高产品的质量稳定性和降低能耗，兰州石化催化剂厂对包括滑环测温、红外线成像、无线测温等方案进行了对比，综合各个方案的特点，最后选取了艾默生公司的智能无线技术作为解决方案，对催化剂转炉的测温系统进行了改造，取得了很好的成果。该方案使用无线温度变送器648 直接与热电偶连接，安装在炉体上，无线温度变送器648 将采集到的信号无线传输到无线智能网关1420，网关1420由EtherNet  连接，以OPC协议与和利时PLC 系统通讯。现场安装图如图2 所示。

图2  艾默生智能无线测温方案安装示意图