燒堿自動(dòng)化改造總結(jié)

劉彩紅

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司隸屬于唐山三友集團(tuán)，一期裝置于2004年建立并開工建設(shè)2005年投產(chǎn)。二期裝置于2006年設(shè)計(jì)安裝，2007年開車達(dá)產(chǎn)。在近六年的生產(chǎn)運(yùn)行管理和項(xiàng)目擴(kuò)建設(shè)計(jì)中，在自動(dòng)化控制方面，一直進(jìn)行著不懈的改造。

1 壓縮機(jī)停機(jī)連鎖設(shè)置更改

氯氣、氫氣壓縮機(jī)是連接氯氣、氫氣處理單元與電解單元的關(guān)鍵設(shè)備，在流程中均設(shè)計(jì)了連鎖程序，并且是雙向連鎖，即電解單元全停，連鎖氫氣、氯氣壓縮機(jī)停車；氫氣或氯氣壓縮機(jī)停車，連鎖電解單元全停，以保證電解離子膜的安全。

該公司一期系統(tǒng)氯氣、氫氣壓縮機(jī)采用的是液環(huán)泵，均設(shè)置3臺(tái)，運(yùn)行中開2備1。連鎖程序設(shè)計(jì)采用3臺(tái)機(jī)組1個(gè)連鎖點(diǎn)，即3臺(tái)壓縮機(jī)全部停車，連鎖條件成立，電解停車。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，此種連鎖設(shè)計(jì)存在如下缺陷：裝置處于滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)一臺(tái)機(jī)組因機(jī)組機(jī)械故障或誤操作停車，電解單元不會(huì)立即停車，但此時(shí)系統(tǒng)壓力無法控制，最終因膜壓差超出控制值連鎖，極容易因大壓差傷害離子膜，造成生產(chǎn)安全事故。

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，權(quán)衡連鎖改動(dòng)前后的弊端，對(duì)壓縮機(jī)的連鎖程序進(jìn)行更改，為每臺(tái)機(jī)組設(shè)置系統(tǒng)連鎖關(guān)系，由原來“與”的關(guān)系變成“或”的關(guān)系。改動(dòng)前后的連鎖邏輯圖如圖1。

連鎖改動(dòng)后，雖有可能增加停車幾率，但是避免了因機(jī)組突然停車造成離子膜承受大壓差的問題，保護(hù)了氯堿生產(chǎn)的核心部件離子膜，保證了生產(chǎn)安全。

2 合成爐增加切斷閥改造及其連鎖設(shè)置

為保證氯乙烯生產(chǎn)的安全，合成爐始終以過氫條件運(yùn)行，在穩(wěn)定燃燒時(shí)，是安全的。當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)停車后，合成爐應(yīng)確保原料氫氣、氯氣全部切斷，并迅速置換，一旦出現(xiàn)氫氣或氯氣經(jīng)合成爐未切斷的管路互串問題，會(huì)發(fā)生爆炸事故。該公司曾發(fā)生一起這樣的事故，因停車后合成爐氯氣閥門沒有及時(shí)關(guān)閉，合成爐送出的未反應(yīng)的過剩氫氣經(jīng)合成爐氯氣管道，反流到氯氫處理的干燥塔，在開車過程中，干燥塔發(fā)生破裂。

事故后，立即對(duì)此問題進(jìn)行研究，決定在每臺(tái)爐的進(jìn)爐氫氣、氯氣管道上增加切斷閥。并設(shè)置如下連鎖關(guān)系如圖2所示。（1）電解單元停車，每臺(tái)合成爐氯氣、氫氣切斷閥連鎖關(guān)閉，即為正常運(yùn)行時(shí)，切斷閥連鎖投入狀態(tài)下，電解槽全停則所有合成爐氯氣、氫氣切斷閥關(guān)閉，如“系統(tǒng)停車連鎖關(guān)系圖”所示；（2）為避免切斷閥因故障非人為意愿關(guān)閉而造成事故，特殊設(shè)置了如下連鎖，即合成爐正常運(yùn)行時(shí)，若DCS系統(tǒng)收到氯氣或氫氣切斷閥關(guān)閉的反饋信號(hào)，且對(duì)應(yīng)的流量突然降低至小于100 m3/h，此時(shí)另一個(gè)切斷閥也連鎖關(guān)閉，相當(dāng)于自動(dòng)滅爐，如“單臺(tái)合成爐連鎖關(guān)系圖”所示，在連鎖投入的狀態(tài)下，運(yùn)行中合成爐氫氣切斷閥故障關(guān)閉，氫氣流量消失，氯氣閥也連鎖關(guān)閉以滅爐保證安全。

3 涉氯設(shè)備應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)儀表

氯氣液化器是液氯生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，大多采用管殼式換熱器設(shè)計(jì)。一般，氯氣走管程，冷卻水走殼程。由于氯氣與水接觸，會(huì)溶于水形成既有強(qiáng)氧化性又有強(qiáng)酸性的腐蝕溶液，造成設(shè)備管道的快速腐蝕，發(fā)生生產(chǎn)事故。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成不可估量的可怕后果。所以，涉氯設(shè)備發(fā)生內(nèi)漏時(shí)，應(yīng)早發(fā)現(xiàn)，早處理，使用在線監(jiān)測(cè)儀表是做到早發(fā)現(xiàn)的一個(gè)重要手段。

該公司開車初期，發(fā)生過一次液化器泄漏，由于發(fā)現(xiàn)晚，對(duì)系統(tǒng)影響較大，險(xiǎn)些造成大的事故。為了避免事故再次發(fā)生，在每臺(tái)液化器循環(huán)回水增加氧化還原電位（ORP）監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握液化器的運(yùn)行情況。由于氯氣具有較強(qiáng)的氧化性，當(dāng)氯氣泄漏進(jìn)入循環(huán)水中時(shí)，在線ORP計(jì)的反應(yīng)十分靈敏，即使是微量泄漏，也可以檢測(cè)出來，以便及時(shí)進(jìn)行事故處理，將泄漏液化器切除出系統(tǒng)。改造后儀表安裝位置如圖3所示。

4 電氣系統(tǒng)增加防晃電裝置

現(xiàn)在設(shè)計(jì)的氯堿企業(yè)一般都配置雙路電源用于穩(wěn)定生產(chǎn)，并且配備應(yīng)急電源以保證停電時(shí)間較長的情況下廢氣吸收裝置的運(yùn)行。

雙路電源的設(shè)計(jì)可以保證系統(tǒng)停車下的安全裝置的運(yùn)行，但是其中一路電源失電時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備就會(huì)停止運(yùn)行，只有人為切換供電裝置，才能再次開啟設(shè)備。另外一種特殊情況是，在用的一路電源因某種原因突然出現(xiàn)閃動(dòng)，并非徹底失電，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備仍然會(huì)發(fā)生停機(jī)，造成生產(chǎn)系統(tǒng)停車，該公司即因此問題多次造成全線停車的事故。

針對(duì)這一問題，對(duì)于重要的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備增加防晃電裝置，采用NSFC4跌壓延時(shí)系列產(chǎn)品，電壓下降到額定電壓的40%，延時(shí)0.5 s，解決晃電難題。其原理為，晃電對(duì)于系統(tǒng)的影響取決于電源電壓的下降速率和持續(xù)時(shí)間，系統(tǒng)大，電容作用將延緩電壓下降和上升速率，當(dāng)電壓下降到電源接觸器的釋放電壓及持續(xù)時(shí)間超過釋放時(shí)間時(shí)，接觸器立即脫扣。如果電源出現(xiàn)突然閃動(dòng)，轉(zhuǎn)速不會(huì)出現(xiàn)明顯下降，晃電消失，電源系統(tǒng)恢復(fù)正常后，電機(jī)恢復(fù)原有運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)語

企業(yè)的發(fā)展，首先是自動(dòng)化的發(fā)展程度，自動(dòng)化程度越高，安全系數(shù)越高，穩(wěn)定性越好。自動(dòng)化還可有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本。

燒堿自動(dòng)化系統(tǒng)需根據(jù)具體的工藝流程進(jìn)行不斷完善、改進(jìn)，使生產(chǎn)系統(tǒng)中各崗位間的相互聯(lián)系更加緊湊，通過一些串級(jí)、連鎖設(shè)置使系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定。