用于清焦取样器的冗余动力源装置及其操作方法

摘要

本发明公开了一种用于清焦取样器的冗余动力源装置及其操作方法，其中该装置包括：仪表风系统、第一控制阀、第二控制阀、第一汽缸、第二汽缸和开关阀，还包括：蓄能器，设置在第二汽缸的供气管线上，并与仪表风系统相连接进行充气备用。本发明为清焦取样提供冗余动力，避免由于动力源不可用而造成球阀将清焦杆夹断或卡死状态使球阀无法关闭等问题。

说明书

技术领域

本发明涉及石化领域，具体而言，涉及一种用于清焦取样器的冗余动力源装置及其操作方法。

背景技术

作为石化产业中的龙头，乙烯生产能力往往被视作衡量国家经济发展水平的重要指标之一。要建好一套乙烯装置，首先要建好乙烯的心脏——裂解炉，因此裂解炉是乙烯装置的重要设备，其裂解率直接影响乙烯装置的水平和效益。其主要工艺是采用热裂解技术产生乙烯和丙烯，原料(烃)和蒸汽的混合物在裂解炉中发生裂解反应，形成富含乙烯和其他烯烃的复杂混合物，最终目标是提高合格乙烯和丙烯产品的收率。合格乙烯和丙烯的收率可以通过控制炉管的温度方法进行间接控制，也可以通过设置在裂解流出物管线上的气相色谱对裂解物成分进行在线分析来监控裂解深度。如果裂解深度没有较好的进行监控，或者裂解不完全，不仅浪费了原料而且增加了后续分离装置的负担；或者裂解过度，同样无法得到较高的乙烯收率而且浪费了大量的燃料。目前，后者的监控效果更加直观和准确，因此在国内外乙烯装置中广泛应用。

上述可见，在线分析对裂解流出物组分分析的重要性。然而，乙烯裂解炉中催化结焦、自由基引发结焦以及沉积结焦等造成气相色谱采样点堵塞而无法得到新鲜的裂解物。对此问题，我们采用专用的裂解物清焦取样装置进行采样。

图1a为相关技术中清焦取样装置(清焦杆位于低位)示意图；图1b为相关技术中清焦取样装置(清焦杆位于高位)示意图；在图1a、图1b中，10为工艺管线，A为工艺采样点，11为开关球阀，12为法兰，13为清焦杆，14为第二控制阀，15为第一控制阀，16为仪表风系统的仪表风入口，17为第一汽缸，18为第二汽缸，箭头S代表工艺介质去往气相色谱，C1为清焦命令信号，C2为上提清焦杆信号。

首先，在工艺管线上开设取样点A，并在其上加装一个开关球阀11，然后将清焦取样装置安装在开关球阀11上面。当裂解炉正常工作时，开关球阀11是打开的，此时的清焦杆13是可以动作的。当需要清焦时，给第一控制阀15一个“清焦命令信号C1”，此刻，第一控制阀15开通气路，驱动上面的第一汽缸17，使清焦杆13由高位状态(图1b)运动到低位状态(图1a)，同时将沉积在取样口A处的结焦物捅到工艺管线10中；延迟几秒后，控制系统自动给第二控制阀14一个“上提清焦杆信号C2”，此刻，第二控制阀14开通气路，驱动下面的第二汽缸18，使清焦杆13由低位状态(图1a)运动到高位状态(图1b)，从而完成整个清焦动作。整个清焦动作起到清除结焦物为气相色谱顺利取样的目的。

当裂解炉处于除焦状态时或裂解炉处于故障状态等紧急状况时，需要及时将开关球阀11关闭，阻止清焦气进入采样管线10，以免把色谱仪污染。这就需要在关闭开关球阀11时将清焦杆13提升到高位状态。然而为清焦杆13动作提供动力的仪表风无法保证每时每刻都处于正常状态。若当清焦杆13处于低位状态，并且要求清焦杆13上提时，恰好仪表风故障，无法为第二汽缸18提供动力，则此刻清焦杆13将无法上提到安全位置即高位状态，其结果就是开关阀11或者将清焦杆13夹断而关闭，或者开关球阀11将清焦杆13夹住而无法完全关闭，导致工艺介质流入采样管线进入气相色谱。不论那种结果，小则造成取样装置、开关球阀甚至气相色谱等设备的损坏(经济损失百万元以上)，大则出现裂解物外泄，造成污染，甚至引发爆炸，造成人身伤亡等安全事故，损失将是巨大的。即使这是一个“不起眼”的小小控制点，即使这是一个非常小的概率事件。但其损失巨大，后果不堪设想。

发明内容

本发明提供一种用于清焦取样器的冗余动力源装置及其操作方法，用以为清焦取样提供冗余动力，避免由于动力源不可用而造成球阀将清焦杆夹断或卡死状态使球阀无法关闭等问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于清焦取样器的冗余动力源装置，其包括：仪表风系统、第一控制阀、第二控制阀、第一汽缸、第二汽缸和开关阀，还包括：

蓄能器，设置在第二汽缸的供气管线上，并与仪表风系统相连接进行充气备用。

较佳的，上述冗余动力源装置还包括：控制器，分别与仪表风系统和蓄能器电连接，当仪表风系统出现故障时，控制蓄能器上的控制阀打开为第二汽缸提供动力。

较佳的，蓄能器为仪表空气储罐。

较佳的，第一控制阀和第二控制阀分别为电磁阀。

为达到上述目的，本发明还提供了一种上述冗余动力源装置的操作方法，其包括以下步骤：

在仪表风系统为清焦取样器提供动力的同时，控制仪表风系统对蓄能器充气；

检测仪表风系统的状态，当仪表风系统出现故障时，打开蓄能器的开关为第二汽缸提供动力。

较佳的，蓄能器为仪表空气储罐。

在上述实施例中，通过设备上加装一个蓄能器，从而为清焦取样装置的第二汽缸提供了冗余动力源，在气源故障状态时，避免了由于动力源不可用而有可能造成球阀将清焦杆夹断或卡死状态使球阀无法关闭等问题。因此，该技术创新无论从保护设备安全(清焦取样装置、开关球阀、气相色谱等)，还是减小污染物外泄可能性、降低爆炸危险源等级，以及小投入大作用的经济效果上看，都发挥了巨大作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为相关技术中清焦取样装置(清焦杆位于低位)示意图；

图1b为相关技术中清焦取样装置(清焦杆位于高位)示意图；

图2a为本发明一实施例的用于清焦取样器的冗余动力源装置结构示意图(清焦杆位于低位)；

图2b为本发明一实施例的用于清焦取样器的冗余动力源装置结构示意图(清焦杆位于高位)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2a为本发明一实施例的用于清焦取样器的冗余动力源装置结构示意图(清焦杆位于低位)；图2b为本发明一实施例的用于清焦取样器的冗余动力源装置结构示意图(清焦杆位于高位)。在图2a、图2b中，10为工艺管线，A为工艺采样点，11为开关球阀，12为法兰，13为清焦杆，14为第二控制阀，15为第一控制阀，16为仪表风系统的仪表风入口，17为第一汽缸，18为第二汽缸，19为蓄能器，箭头S代表工艺介质去往气相色谱，C1为清焦命令信号，C2为上提清焦杆信号。

蓄能器19，设置在第二汽缸18的供气管线上，并与仪表风系统相连接进行充气备用。

正常情况下，仪表风系统为清焦取样装置提供动力之外，也为蓄能器19充气，并保证一定的压力；当仪表风系统出现故障时，可以由蓄能器19为第二汽缸18提供动力(冗余动力)，以使清焦杆13可以提升到高位状态。

例如，上述冗余动力源装置还包括：控制器(图中未示出)，分别与仪表风系统和蓄能器19电连接，当仪表风系统出现故障时，控制蓄能器19上的控制阀打开为第二汽缸18提供动力。

例如，蓄能器为仪表空气储罐。

根据本发明一较佳实施例的冗余动力源装置的操作方法，该方法包括以下步骤：

在仪表风系统为清焦取样器提供动力的同时，控制仪表风系统对蓄能器19充气；

检测仪表风系统的状态，当仪表风系统出现故障时，打开蓄能器19的开关为第二汽缸18提供动力。

正常情况下，仪表风系统为清焦取样装置提供动力之外，也为蓄能器19充气，并保证一定的压力；当仪表风系统出现故障时，可以由蓄能器19为第二汽缸18提供动力(冗余动力)，以使清焦杆13可以提升到高位状态。

例如，蓄能器为仪表空气储罐。

在上述实施例中，通过设备上加装一个蓄能器，从而为清焦取样装置的第二汽缸提供了冗余动力源，在气源故障状态时，避免了由于动力源不可用而有可能造成球阀将清焦杆夹断或卡死状态使球阀无法关闭等问题。因此，该技术创新无论从保护设备安全(清焦取样装置、开关球阀、气相色谱等)，还是减小污染物外泄可能性、降低爆炸危险源等级，以及小投入大作用的经济效果上看，都发挥了巨大作用。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。