DE102020121530A1 - Multiple slide system and process plant - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrfachschiebersystem für eine Prozessanlage, insbesondere Ethylenanlage, mit mehreren Prozessschiebern (15, 15', 17) zum Öffnen und Verschließen von Leitungen der Prozessanlage und Stellantrieben zum Betätigen der Prozessschieber, wobei die Bewegung wenigstens eines ersten und zweiten Prozessschiebers in Abhängigkeit von wenigstens einer Prozessgröße durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung steuerbar oder regelbar ist, wobei der Stellantrieb des ersten und/oder des zweiten Prozessschiebers einen Elektromotor mit variabler und regelbarer Drehzahl umfasst. Ferner betrifft die Erfindung eine Prozessanlage.The present invention relates to a multiple slide valve system for a process plant, in particular an ethylene plant, with a number of process slide valves (15, 15', 17) for opening and closing lines of the process plant and actuators for actuating the process slide valves, with the movement of at least one first and second process slide valve being dependent can be controlled or regulated by at least one process variable by a control or regulating device, the actuating drive of the first and/or the second process slide valve comprising an electric motor with a variable and controllable speed. Furthermore, the invention relates to a process plant.
Description
Die Erfindung betrifft ein Mehrfachschiebersystem für eine Prozessanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Prozessanlage mit einem derartigen Mehrfachschiebersystem. Ein derartiges Mehrfachschiebersystem ist beispielsweise aus
Mehrfachschiebersysteme für Prozessanlagen sind bekannt, bei denen zwei Schieberventile miteinander gekoppelt sind, um Sicherheitsvorgaben im Rahmen der Prozessführung zur erfüllen. Bei
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrfachschiebersystem für eine Prozessanlage anzugeben, das mehrere Prozessschieber aufweist, die zur Einhaltung von Sicherheitsvorgaben der Prozessanlage zusammenwirken, wobei das Mehrfachschiebersysteme mit Blick auf die Standzeiten der Prozessschieber und die Flexibilität der Prozessführung verbessert ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Prozessanlage mit einem derartigen Mehrfachschiebersystem anzugeben.The invention is based on the object of specifying a multi-slide system for a process plant that has a number of process slides that interact to comply with safety specifications of the process plant, the multi-slide system being improved with regard to the service life of the process slides and the flexibility of the process control. The invention is also based on the object of specifying a process plant with such a multiple slide system.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Blick auf das Mehrfachschiebersystem durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und mit Blick auf die Prozessanlage durch den Gegenstand des Anspruchs 3 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of claim 1 with regard to the multiple slide system and by the subject matter of claim 3 with regard to the process plant.
Konkret wird die Aufgabe durch ein Mehrfachschiebersystem für eine Prozessanlage, insbesondere Ethylenanlage gelöst, die mehrere Prozessschieber zum Öffnen und Schließen von Leitungen der Prozessanlage und Stellantriebe zum Betätigen der Prozessschieber aufweist. Die Bewegung wenigstens eines ersten und zweiten Prozessschiebers ist in Abhängigkeit von wenigstens einer Prozessgröße durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung steuerbar oder regelbar. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Stellantrieb des ersten und/oder des zweiten Prozessschiebers einen Elektromotor mit variabler und regelbarer Drehzahl umfasst.Specifically, the task is solved by a multiple slide valve system for a process plant, in particular an ethylene plant, which has a number of process slide valves for opening and closing lines of the process plant and actuators for actuating the process slide valves. The movement of at least one first and second process slide can be controlled or regulated as a function of at least one process variable by a control or regulating device. The invention is characterized in that the actuator of the first and/or the second process slide includes an electric motor with a variable and controllable speed.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die im Stand der Technik auftretenden Stöße durch die wiederholten Stopps und Wiederanläufe der Elektromotoren vermieden werden. Dadurch wird der Verschleiß der beweglichen, mechanisch belasteten Bauteile verringert, sodass die Wartungszyklen verlängert werden können. Ein weiterer Vorteil des Elektromotors mit variabler und regelbarer Drehzahl ist die erhöhte Flexibilität in der Prozessführung, weil das Schließ- und Öffnungsverhalten der Prozessschieber durch Einstellen der jeweils optimalen Schließ- bzw. Öffnungsgeschwindigkeit besser an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden kann.The invention has the advantage that the shocks that occur in the prior art due to the repeated stops and restarts of the electric motors are avoided. This reduces the wear on the moving, mechanically stressed components, so that the maintenance cycles can be extended. Another advantage of the electric motor with variable and controllable speed is the increased flexibility in process control, because the closing and opening behavior of the process slides can be better adapted to the respective operating conditions by setting the optimal closing or opening speed.
Die Erfindung ist nicht auf Anlagen zur Herstellung von Ethylen eingeschränkt, sondern generell in chemischen oder petrochemischen Prozessanlagen einsetzbar, bei denen wenigstens zwei Prozessschieber miteinander kombiniert sind, um ein abgestimmtes Schließ- und Öffnungsverhalten der beiden Prozessschieber zu erreichen. Es ist dabei denkbar, dass nur einer der beiden Stellantriebe einen Elektromotor mit variabler und regelbarer Drehzahl aufweist. Der andere Stellantrieb kann durch einen Elektromotor mit konstanter Drehzahl betrieben werden. Es ist bevorzugt, dass sowohl der Stellantrieb des ersten Prozessschiebers als auch der Stellantrieb des zweiten Prozessschiebers jeweils einen Elektromotor mit variabler und regelbarer Drehzahl umfasst.The invention is not restricted to plants for the production of ethylene, but can generally be used in chemical or petrochemical process plants in which at least two process slide valves are combined with one another in order to achieve coordinated closing and opening behavior of the two process slide valves. It is conceivable that only one of the two actuators has an electric motor with a variable and controllable speed. The other actuator can be driven by a constant speed electric motor. It is preferred that both the actuator of the first process slide and the actuator of the second process slide each comprise an electric motor with a variable and controllable speed.
Die Prozessgröße, nach der die beiden Prozessschieber gesteuert bzw. geregelt werden, kann eine beliebige Prozessgröße sein, die im Rahmen der Prozessführung wichtig ist und eingestellt werden muss. Hierbei sind beispielsweise der Druck und/oder die Temperatur des jeweiligen Mediums der Prozessanlage zu nennen.The process variable according to which the two process slides are controlled or regulated can be any process variable that is important in the context of process control and must be set. Here, for example, the pressure and/or the temperature of the respective medium of the process plant should be mentioned.
Unter einem Mehrfachschiebesystem wird ein System verstanden, das zwei oder mehr Prozessschieber aufweist. Die beiden Prozessschieber wirken zusammen. Es ist auch möglich, dass mehr als zwei Prozessschieber zusammenwirken.A multiple slide system is understood to mean a system that has two or more process slides. The two process slides work together. It is also possible for more than two process slides to work together.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Unteranspruch 2 angegeben, wonach der erste Prozessschieber einen Spaltgasschieber und der zweite Prozessschieber ein Entkokungsschieber umfasst. Diese Ausführungsform ist speziell für die Ethylenherstellung geeignet.A preferred embodiment of the invention is specified in dependent claim 2, according to which the first process slide valve is a cracked gas slide valve and the second process slide valve is a decoking slide valve includes. This embodiment is particularly suitable for ethylene production.
Im Zusammenhang mit einer Prozessanlage, die ein erfindungsgemäßes Mehrfachschiebersysteme aufweist, sind der erste Prozessschieber in einer Transferleitung und der zweite Prozessschieber in einer Entkokungsleitung angeordnet, wobei die Transferleitung und die Entkokungsleitung miteinander verbunden sind.In connection with a process plant that has a multiple slide valve system according to the invention, the first process slide valve is arranged in a transfer line and the second process slide valve is arranged in a decoking line, with the transfer line and the decoking line being connected to one another.
Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie eine Prozessanlage mit einem erfindungsgemäßen Mehrfachschiebersystem ausgestaltet sein kann.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The illustrated embodiments represent examples of how a process plant can be designed with a multi-slide valve system according to the invention.
In diesen zeigen,
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1 eine schematische Darstellung einer Prozessanlage mit einem Mehrfachschiebersystem nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; -
2 einen Detailausschnitt einer Prozessanlage mit einem Mehrfachschiebersystem nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und -
3 ein Schaltzeichen eines Stellantriebs eines Prozessschiebers des Mehrfachschiebersystems nach1 und2 .
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1 a schematic representation of a process plant with a multiple slide system according to an embodiment of the invention; -
2 a detail of a process plant with a multiple slide system according to a further embodiment of the invention; and -
3 a circuit symbol of an actuator of a process slide of the multiple slide system1 and2 .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
Bei dem anhand der
Zusammengefasst geht es darum, dass beim Entkoken der Produktleitung vermieden werden muss, dass der Druck im Leitungsabschnitt vor dem Prozessschieber, der in der Produktleitung angeordnet ist, nicht unter einen kritischen Wert abfällt, um zu verhindern, dass das Produkt bzw. Gas aus der Produkthauptleitung in den Ofen zurückströmt, da parallel geschaltete Ethylen-Anlagen weiter über die Produkthauptleitung fördern. Bei diesem Beispiel ist der Druck die Prozessvariable, die von den Prozessschiebern beeinflusst wird. Die beiden Prozessschieber werden in Abhängigkeit vom Druck beim Entkoken bewegt. Andere Prozessvariablen sind alternativ oder zusätzlich möglich.In summary, when decoking the product line, it must be avoided that the pressure in the line section upstream of the process slide valve, which is arranged in the product line, does not drop below a critical value in order to prevent the product or gas from escaping the main product line flows back into the furnace, since ethylene plants connected in parallel convey further via the main product line. In this example, pressure is the process variable that is affected by the process slides. The two process slides are moved depending on the pressure during decoking. Other process variables are alternatively or additionally possible.
Die beiden Prozessschieber 15, 17 sind jeweils in der Produktleitung 11 (Transfer Line) und der Entkokungsleitung 13 angeordnet, wie in der
Im Unterschied zur Prozessanlage gemäß
Im Unterschied zu dem Stand der Technik sind die Elektromotoren 18 bei der Ethylenanlage gemäß den
Dadurch können die gewünschten Endpositionen der Prozessschieber schnell und präzise angefahren werden, ohne dass es dabei zu den im Stand der Technik bekannten Stößen auf die Schiebermechanik kommt. Die Hubbewegung kann kurz vor Erreichen der Endposition durch Verringerung der Hubgeschwindigkeit abgebremst werden, sodass die Schiebermechanik geschont wird. Dadurch wird der Verschleiß der Schiebermechanik reduziert, sodass die Wartungszyklen verlängert werden können. Durch die Elektromotoren mit variabler und regelbarer Drehzahl kann überdies die Hubgeschwindigkeit der Prozessschieber optimal an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden.As a result, the desired end positions of the process slides can be approached quickly and precisely without the impacts on the slide mechanism, which are known in the prior art, occurring. The lifting movement can be slowed down shortly before reaching the end position by reducing the lifting speed, so that the slide mechanism is protected. This reduces the wear on the slide mechanism, so that the maintenance cycles can be extended. Thanks to the electric motors with variable and controllable speeds, the lifting speed of the process slides can also be optimally adapted to the respective operating conditions.
Die Erfindung bzw. die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eignen sich besonders gut zur Steuerung von Doppelplattenschieber, sind aber nicht auf derartige Schieber eingeschränkt. Doppelplattenschieber als solche sind bekannt.The invention and the exemplary embodiments described above are particularly suitable for controlling double-plate slides, but are not restricted to such slides. Double disc slide as such are known.
Die Erfindung bzw. die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele können auch in Anlagen zum Einsatz kommen, bei denen der Medienfluss von einer auf die andere Rohrleitung umgestellt wird. Dabei kommen zwei bzw. drei Prozessschieber, beispielsweise Doppelplattenschieber zum Einsatz, die grundsätzlich zur Absperrung dienen und von drehzahlgeregelten Elektromotoren angetrieben werden. Ein derartiger Anwendungsbereich sind beispielsweise Steam Cracker. Auch dabei handelt es sich um Mehrfachschiebersysteme, bei denen wenigstens zwei Prozessschieber zusammenwirken.The invention or the exemplary embodiments according to the invention described above can also be used in systems in which the media flow is switched from one pipeline to the other. Two or three process slides, for example double plate slides, are used, which are used for shut-off and are driven by speed-controlled electric motors. Such an area of application is, for example, steam crackers. These are also multiple slide systems in which at least two process slides work together.
Im Zusammenhang mit derartigen Prozessanlagen hat die Erfindung bzw. haben die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele den Vorteil, dass die Prozessschieber bei unkritischen Prozessverhältnissen mit erhöhter Geschwindigkeit verstellt werden können, um die Umstellzeit zu verkürzen. Bei kritischen Prozessverhältnissen, beispielsweise bei kritischem Prozessdruck kann die Hubgeschwindigkeit der Prozessschieber durch die drehzahlgeregelten Elektromotoren verringert werden. Dies führt zu einer erhöhten Sicherheit, da der Eingriff des Mehrfachschiebersystems bzw. der Schieberarmatur in den Prozess verlangsamt wird. Damit haben der Bediener oder das Kontrollsystem mehr Zeit, um auf Änderungen im Verfahren reagieren zu können.In connection with such process systems, the invention or the exemplary embodiments according to the invention have the advantage that the process slides can be adjusted at increased speed in non-critical process conditions in order to shorten the changeover time. In critical process conditions, for example when the process pressure is critical, the speed of the process slide can be reduced by the speed-controlled electric motors. This leads to increased safety, since the intervention of the multiple slide system or the slide fitting in the process is slowed down. This gives the operator or the control system more time to react to changes in the process.
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- DE 102012104216 A1 [0001, 0002, 0015]DE 102012104216 A1 [0001, 0002, 0015]
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