電氣自控技術在聯(lián)堿工程的應用

欒家斌

（大連化工研究設計院，遼寧 大連 116023）

近年來，生產(chǎn)企業(yè)對聯(lián)堿裝置的配套電氣自動化控制工程提出了越來越高的要求，同時聯(lián)堿生產(chǎn)逐漸向規(guī)?；?、大型化方向發(fā)展，為電氣自動化控制在聯(lián)堿工程領域的應用提供了廣闊的發(fā)展空間。采用電氣自動化控制技術，既可以提高工作效率，又可以保證生產(chǎn)過程安全可靠。

1 變頻技術在聯(lián)堿領域的應用

所謂變頻技術就是通過改變動力設備的輸入電源頻率來改變電動機的轉速的技術。電動機轉速和輸入電源頻率的關系為n≈60f／2p，從中可知，電動機的轉速和輸入電源頻率呈近似的正比例關系，通過改變電源頻率來改變電動機的轉速，從而改變設備的運轉速度，保證進出料比例正常，達到提高工藝指標、穩(wěn)定生產(chǎn)、節(jié)能減排的目的。

1.1 水合機進料堿水比指示、調節(jié)

在重灰工段中，水合機進料堿水比例應當維持在正常設定水平，但由于人工操作失誤等原因造成的一種進料量發(fā)生變化，這就需要及時調整其它進料量。此時便可以通過在絞龍上安裝變頻器，調節(jié)絞龍的供電頻率，進而調節(jié)絞龍的轉速，以改變進料的供應量，維持正常的堿水比例。

1.2 硝旋風分離器進口溫度指示、調節(jié)

硝旋風分離器進口溫度高低直接影響到干燥器的效果，正常溫度應維持在60～65℃，此時便可以將硝旋風分離器進口溫度與風機的轉速聯(lián)鎖，自動調節(jié)風機轉速，以控制硝旋風分離器進口溫度，達到最佳的干燥效果。而調節(jié)風機轉速的直接措施就是在風機上安裝變頻器，通過變頻器改變風機的供電頻率，達到改變風機轉速的目的，從而調節(jié)硝旋風分離器進口溫度的高低。

2 自控系統(tǒng)在聯(lián)堿工程的設計應用

2.1 碳化塔取出液溫度自控系統(tǒng)

碳酸氫鈉結晶在碳化塔內析出，結晶的成長速度與溫度及過飽和度的一次方成正比。晶核生成時調高溫度（臨界點以下），可降低碳化液中的過飽和度極限，從而降低溶液的過飽和度，使碳酸氫鈉晶核生成速度不致太快，與結晶的成長速度相適應，得到顆粒較大的碳酸氫鈉結晶，因此碳化過程中取出液的溫度一般控制在38～42℃左右。

一般情況下，碳化塔取出液的溫度是通過操作調節(jié)閥控制冷卻水量從而達到溫度調節(jié)的目的。為使取出液的溫度保持在正常的范圍內，必須動態(tài)操作調節(jié)閥，溫度自控系統(tǒng)便可以解決這一難題。熱電阻測量碳化塔取出液溫度值，并將溫度信號變送至控制室計算機控制系統(tǒng)，經(jīng)運算、處理后向執(zhí)行器發(fā)出調節(jié)指令，自動操作調節(jié)閥改變冷卻水供應量，使碳化塔取出液溫度保持在設定的范圍內。

2.2 氨液分離器壓力、液位自控系統(tǒng)

2.2.1 壓力自控系統(tǒng)

氨液分離器中氨分離需在一定的溫度、壓力條件下進行，通過控制出氨液分離器的母液流量，使氨液分離器的溫度、壓力處于正常范圍內，以達到最佳的分離效果。該系統(tǒng)便可以采用壓力自控系統(tǒng)，在氨液分離器出口安裝壓力變送器，測量氨液分離器的壓力值并將壓力信號變送至中央控制系統(tǒng)，經(jīng)分析、運算后向調節(jié)閥發(fā)出調節(jié)指令，調節(jié)閥根據(jù)指令對出氨液分離器的母液流量進行動態(tài)控制，從而保證氨液分離器的溫度、壓力處于正常范圍內。如圖1。

2.2.2 液位自控系統(tǒng)

氨液分離器，是將液氨與氣氨分離，一部分將重新回到蒸發(fā)器內，繼續(xù)工作吸熱，使氣體被壓縮機吸收并進行擠壓。氨液分離器液位過高，分離空間減小，分離效果降低，帶出氨量增大；液位過低，最明顯的就是竄壓，氨收集槽壓力超標，達不到理想分離效果。氨液分離器液位自控系統(tǒng)，是在氨液分離器液氨入口處安裝調節(jié)執(zhí)行機構，在氨液分離器上安裝液位變送器進行液位信號測量并變送至中央控制系統(tǒng)，經(jīng)分析運算發(fā)出調節(jié)指令，通過調節(jié)閥進行自動動態(tài)控制，調節(jié)入氨液分離器的液氨量，從而達到氨液分離器液位的自動化控制。如圖2。

2.3 入冷析結晶器冷氨母液流量自控系統(tǒng)

對于入冷析結晶器冷氨母液流量也可以采用自動化控制系統(tǒng)，在結晶器的入口處設置電磁流量計，采集進入冷析結晶器的母液流量并變送至中央控制系統(tǒng)，由中央控制系統(tǒng)發(fā)出調節(jié)指令，自動對調節(jié)閥進行動態(tài)控制，使進入冷析結晶器冷氨母液流量保持正常水平。

3 自動報警系統(tǒng)的應用

在聯(lián)堿生產(chǎn)過程中，很多裝置及存儲設備由于人工操作失誤、設備故障等，可能會造成一定的經(jīng)濟損失，在這些裝置設備上加裝自動報警裝置，便可以及時采取應對措施，降低風險發(fā)生的可能性。

生產(chǎn)過程中，軟水儲桶內的軟水量是動態(tài)變化的，為防止軟水溢出，造成環(huán)境、經(jīng)濟損失，可以在儲桶上安裝自動預報警裝置及液位變送器，將采集到的液位信號實時送入自動預報警裝置，一旦液位值達到報警值，報警裝置便發(fā)出聲光報警，同時聯(lián)鎖安裝在進軟水儲桶管路上的調節(jié)閥，防止軟水溢出，降低生產(chǎn)風險。類似的自動化控制系統(tǒng)還可以應用在液氨蒸發(fā)外冷器、絮凝劑儲桶等設備上，對于保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性、安全性具有較大的作用。

4 結 語

隨著社會經(jīng)濟、科學技術的發(fā)展，聯(lián)堿生產(chǎn)行業(yè)間的競爭越來越激烈，生產(chǎn)過程采用自動化控制技術所具有的經(jīng)濟性和安全可靠性，對于穩(wěn)定企業(yè)生產(chǎn)，擴大生產(chǎn)規(guī)模，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，節(jié)能降耗具有重要的意義，尤其是對廠區(qū)改造有著更為重要的意義。毋庸質疑，電氣自控技術是聯(lián)堿電氣工程的發(fā)展方向，也是一種必然趨勢。