1. 中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司及催化劑廠(chǎng)
中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司是集煉油、化工和化肥生產(chǎn)為一體的的大型石化企業(yè)，是中國西部地區最大的石化企業(yè)。公司擁有原油一次加工能力1050萬(wàn)噸/年。并具備相配套的二次加工能力，能生產(chǎn)汽油、柴油、煤油、潤滑油、催化劑、合成橡膠等400余種石化產(chǎn)品，是我國生產(chǎn)石化產(chǎn)品品種比較齊全的企業(yè)之一。
中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司催化劑廠(chǎng)建廠(chǎng)于1964年，位于黃河之濱、古絲綢之路重鎮——甘肅省蘭州市。是我國專(zhuān)門(mén)從事石油裂化催化劑工業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的基地，是國內三大催化裂化催化劑生產(chǎn)基地之一，被譽(yù)為“石油裂化催化劑的搖籃”。主流產(chǎn)品年生產(chǎn)能力達到50000噸，是中國石油目前唯一的催化裂化催化劑生產(chǎn)基地。
2. 催化劑轉爐的溫度監測
催化劑轉爐是催化劑生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵設備。蘭州石化分公司催化劑廠(chǎng)的催化劑轉爐的長(cháng)度為30米，運行溫度1000攝氏度，轉速為4~5轉/分鐘，控制系統采用的是和利時(shí)的PLC，每臺設備有4個(gè)溫度測點(diǎn)。在催化劑的生產(chǎn)過(guò)程中要隨時(shí)對溫度進(jìn)行監測，以保證轉爐的正常運轉和全裝置的安全平穩運行，同時(shí)轉爐的溫度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，因此準確、可靠的測量轉爐的溫度十分重要。傳統上催化劑轉爐的溫度監測采用滑環(huán)測溫的方式來(lái)測量溫度，如圖1所示。
催化劑轉爐的滑環(huán)式測溫屬于直接測量，利用熱電偶測量轉爐的溫度。采用滑環(huán)測溫時(shí)，熱電偶的兩端分別連接在兩個(gè)滑環(huán)上，每個(gè)滑環(huán)分別與一個(gè)碳刷聯(lián)接，碳刷固定在一根連桿上，通過(guò)導線(xiàn)與溫度變送器連接。同時(shí)滑環(huán)測溫的缺點(diǎn)也十分明顯，主要有：
1、由于滑環(huán)失圓和轉爐的振動(dòng)，碳刷會(huì )高頻率地跳躍，導致信號傳導不連續，造成信號丟失。
2、滑環(huán)所在的環(huán)境溫度很高，會(huì )造成滑環(huán)繡蝕，同時(shí)粉塵會(huì )在碳刷和滑環(huán)之間造成絕緣阻隔，導致信號失真。
3、熱電偶測量為毫伏信號，易受到干擾，影響測量精度。
4、由于滑環(huán)的機械結構，導致維護量較大，維護費用高。
由于滑環(huán)測溫存在上述的缺點(diǎn)，無(wú)法及時(shí)、準確、可靠的測量溫度，而溫度的失真會(huì )影響產(chǎn)品的質(zhì)量并增加裝置的能耗。隨著(zhù)催化劑廠(chǎng)對產(chǎn)品質(zhì)量和能耗的要求日益提高，在不對轉爐進(jìn)行大規模改造的前提下，尋求一種能夠準確可靠的測量催化劑轉爐的新方法成為一種切實(shí)的需求。
3.艾默生智能無(wú)線(xiàn)技術(shù)解決方案
為了能夠及時(shí)準確地測量催化劑轉爐的溫度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩定性和降低能耗，蘭州石化催化劑廠(chǎng)對包括滑環(huán)測溫、紅外線(xiàn)成像、無(wú)線(xiàn)測溫等方案進(jìn)行了對比，綜合各個(gè)方案的特點(diǎn)，最后選取了艾默生公司的智能無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為解決方案，對催化劑轉爐的測溫系統進(jìn)行了改造，取得了很好的成果。該方案使用無(wú)線(xiàn)溫度變送器648直接與熱電偶連接，安裝在爐體上，無(wú)線(xiàn)溫度變送器648將采集到的信號無(wú)線(xiàn)傳輸到無(wú)線(xiàn)智能網(wǎng)關(guān)1420，網(wǎng)關(guān)1420由EtherNet 連接，以OPC協(xié)議與和利時(shí)PLC系統通訊?，F場(chǎng)安裝圖如圖2所示。
3.1艾默生智能無(wú)線(xiàn)方案的優(yōu)勢
艾默生智能無(wú)線(xiàn)方案的優(yōu)勢
1、采用與有線(xiàn)變送器相同的檢測元件，保證工藝數據來(lái)源可靠。
2、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)主動(dòng)搜索并自動(dòng)調整無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )以適應無(wú)線(xiàn)設備的增加或減少，同時(shí)網(wǎng)關(guān)可管理并選擇數據傳輸的路徑，采用時(shí)間同步技術(shù)，以此保證數據傳輸實(shí)時(shí)可靠。
3、上位機組態(tài)方便，無(wú)專(zhuān)用軟件，IE瀏覽器組態(tài)界面友好，人機交互性強，支持多種通訊協(xié)議。
4、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )安裝方便，從安裝無(wú)線(xiàn)儀表到讀取數據只用3個(gè)小時(shí)。
5、無(wú)需敷設電纜和橋架，節省安裝成本。
6、無(wú)線(xiàn)設備具有自診斷功能，可以同時(shí)檢測電池電量和環(huán)境溫度。
3.1.艾默生智能無(wú)線(xiàn)系統的架構和主要設備特點(diǎn)
3.1.1. 系統架構
無(wú)線(xiàn)控制系統一般由各類(lèi)工況監測無(wú)線(xiàn)變送器、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)、裝有IE瀏覽器的PC機組成。其結構如下圖所示：
3.1.2. 艾默生智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)1420的功能和特點(diǎn)
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)在無(wú)線(xiàn)控制系統中起到中間轉換的作用，它是連接現場(chǎng)設備和控制系統的橋梁，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )管理、數據管理和設備管理的三大功能。首先網(wǎng)關(guān)要管理其轄區內的無(wú)線(xiàn)設備，根據其位置分布自動(dòng)建立通訊網(wǎng)絡(luò )，保證各個(gè)被檢測的工藝參數準確可靠的傳輸到網(wǎng)關(guān)，一旦網(wǎng)絡(luò )建立，即利用標準接口和支持相應的通訊協(xié)議將收集到的工藝數據和設備狀態(tài)數據送入控制系統內，以實(shí)現對現場(chǎng)設備及工藝數據的監控。網(wǎng)關(guān)和上位機通信時(shí)，支持ModubusRS-485、ModbusTCP/IP及EtherNet OPC的通訊協(xié)議，與DCS、PLC或SCADA系統無(wú)縫連接；
下圖為艾默生智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)1420的外觀(guān)照片：
3.1.3. 無(wú)線(xiàn)溫度變送器
智能無(wú)線(xiàn)溫度變送器Rosemount648，其主要性能和特點(diǎn)與有線(xiàn)儀表相同，只是其信號輸出采用支持WirelessHART協(xié)議的無(wú)線(xiàn)輸出，采用智能電源模塊供電。下圖為Rosemount智能無(wú)線(xiàn)溫度變送器648的外觀(guān)照片：
4. 應用體會(huì )
催化劑轉爐作為催化劑生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵設備，其溫度監測非常重要，無(wú)線(xiàn)儀表相對于傳統的滑環(huán)式溫度測量方式，安裝簡(jiǎn)單，調試方便，數據傳輸穩定，參數準確，解決了從滑環(huán)連線(xiàn)易損壞的問(wèn)題。和使用有線(xiàn)儀表相比，維護的工作量大大降低。無(wú)線(xiàn)溫度變送器648和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)的抗干擾能力強，即使在振動(dòng)噪音較大，溫度很高的環(huán)境中，運行穩定，傳輸的數據準確可靠。使用智能無(wú)線(xiàn)設備，解決了轉爐溫度監測的難題，為企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗提供了有效的技術(shù)支持。
關(guān)于艾默生
總部位于美國圣路易斯市的 Emerson （紐約證券交易所股票代碼: EMR）是一家全球領(lǐng)先的公司，該公司將技術(shù)與工程相結合，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )能源、過(guò)程管理、工業(yè)自動(dòng)化、環(huán)境優(yōu)化技術(shù)及工具和儲存業(yè)務(wù)為工業(yè)、商業(yè)及消費者市場(chǎng)客戶(hù)提供創(chuàng )新性的解決方案。公司 2010 財年的銷(xiāo)售額達 210 億美元。如欲了解進(jìn)一步信息，歡迎訪(fǎng)問(wèn)www.Emerson.com （全球）、www.Emerson.com.cn（中國）。
關(guān)于艾默生過(guò)程管理
