聚合釜自動涂壁控制方案

閆建寧（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

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聚合釜自動涂壁控制方案

閆建寧
（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

摘要：介紹了聚合釜自動涂壁系統(tǒng)改造的控制方案，主要包括工藝改造方案和DCS控制方案。

關鍵詞：糊樹脂；聚合釜；自動控制；涂壁；DCS

唐山三友氯堿有限責任公司糊樹脂是公司擴建項目，生產線使用48 m3聚合釜，采用微懸浮法生產，該生產方法的粘釜物清理會延長聚合釜的輔助時間，增加人工勞動強度，降低設備的利用率，此外，粘釜還影響到聚合釜自動控制的實施。因此，采用涂釜劑涂壁的辦法來減少粘釜物。

1　現(xiàn)狀

該公司聚合釜涂壁系統(tǒng)主要是采用人工方式。在聚合釜加料之前，通過蒸汽把涂釜液霧化，使涂釜液均勻的粘附于聚合釜內壁和內部部件上，在正常情況下把粘壁降到最低程度。現(xiàn)場環(huán)境惡劣，需要操作人員頻繁地手動開、關相應的閥門，勞動強度較大，容易出現(xiàn)操作失誤。而且，人工涂壁噴槍的長度有限，涂壁效果也不理想。為了降低風險和勞動強度，并提高設備利用率，對現(xiàn)有的涂壁系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)聚合釜自動化涂壁，把各種風險降到最低。

2　改造方案

該公司共有糊樹脂生產線3條，本次只改造1條線。該線共有4臺聚合釜，分別以A、B、C、D來區(qū)分。為了實現(xiàn)聚合釜自動涂壁，在現(xiàn)有DCS系統(tǒng)橫河CENTUM CS3000的基礎上增加部分I/O卡件［1］。同時，對現(xiàn)有的工藝進行改造，增加部分氣動調節(jié)閥、氣動切斷閥、流量計、電動噴淋閥、壓力和液位變送器等。改造后的工藝流程見圖1。圖中以聚合釜D（其他聚合釜與D釜并聯(lián)）為例，只標出改造新增加的自動化設備。后面的敘述均以聚合釜D為例。

2.1涂壁工藝

在聚合釜開始加料前，需將涂釜液均勻涂在聚合釜內壁和內部部件上，使粘壁降到最低。在完成聚合釜的膠料出料、清釜操作之后，即可進行涂壁工作。為了盡量減少釜內存在的殘余樹脂保證涂壁效果，在涂壁前先用水沖洗。沖洗水經純水泵加壓后，通過電動噴淋閥沖洗聚合釜。在沖洗噴淋工作完畢后，關閉電動噴淋閥、停純水泵、巡檢工現(xiàn)場放水，并確認釜已排凈，然后聚合釜即可涂壁。為了保證良好的涂壁效果，涂壁時應注意涂釜液的用量和所用的蒸汽量。在涂壁工作完畢以后，需再次進行水沖洗。涂壁沖洗完成后，應將聚合釜上所有的閥門關閉，只留下釜底閥門開著，以便將釜中的廢水排出。當釜中的殘液排干凈后，關閉釜底閥，即可進行聚合加料。

2.2現(xiàn)場改造

根據原有工藝狀況對現(xiàn)場進行改造，增加部分自動化設備［2，3］，見圖1。

圖1　改造后工藝流程圖

（1）沖洗水系統(tǒng)增加自動化設備：沖洗水流量計3FT-21001-3、沖洗水壓力變送器3PT-2116、沖洗水壓力調節(jié)調節(jié)閥3PCV-2116、沖洗水泵3P-0205C及出口壓力表3PI-2116、沖洗水切斷閥3HV-22010-3D等；

（2）涂釜劑系統(tǒng)增加自動化設備：涂釜劑罐液位計3LT-0210A、涂釜劑流量計3FT-21001-4及調節(jié)閥3FCV-21001-4、涂釜劑總管切斷閥3HV-22010、涂釜劑進釜切斷閥3HV-22010-1D、涂釜劑泵3P-0210A及出口壓力表3PI-2236等；

（3）涂釜蒸汽系統(tǒng)增加自動化設備：蒸汽流量計3FT-25020及調節(jié)閥3FCV-25020、涂釜蒸汽切斷閥3HV-22010-2D等；

（4）聚合釜釜頂加裝電動噴淋閥門3HV-22010-4D和3HV-22010-5D，用于加入涂釜液、蒸汽、沖洗水等。

以上儀表和電氣設備的檢測和控制信號全部進DCS，同時利用部分原有儀表，由DCS程序控制來實現(xiàn)自動涂壁。

2.3自動控制方案

在原有工藝和DCS基礎上改造，有常規(guī)單回路控制和順序控制。

改造共有3個單回路控制系統(tǒng)：由3PT-2116 和3PCV-2116組成的沖洗水壓力控制系統(tǒng)；由3FT-21001-4和3FCV-21001-4組成的涂釜液流量控制系統(tǒng)；由3FT-25020和3FCV-25020組成的蒸汽流量控制系統(tǒng)。在聚合釜的涂壁過程中，需要注意蒸汽的流量和涂釜液的流量，蒸汽流量太小，對涂釜液的霧化效果不好，造成涂壁效果不好；涂釜液流量過小，造成聚合釜內壁涂壁不充分，影響防粘釜效果。

其他自動化設備采用順序控制，分為空釜檢測、涂壁前沖洗、涂壁、涂壁后沖洗4部分，按順序執(zhí)行。

（1）空釜檢測

a.檢測并確認聚合釜溫度（原有儀表，以下簡稱原表）小于設定值，且壓力（原表）小于設定值，同時，釜攪拌電流（原表）低于設定值。上述條件滿足，則程序繼續(xù)運行；否則程序停止，給出報警提示，直至條件滿足；

b.檢測涂釜液液位3LT-0210A不低于設定值，否則報警并提示操作人員處理；

c.檢測純水罐液位（原表）不低于設定值，否則報警并提示操作人員處理；

d.檢測蒸汽壓力（原表）不低于設定值，否則報警并提示操作人員處理。

（2）涂壁前沖洗

空釜檢測通過后，進行涂壁前沖洗操作：

a.DCS打開聚合釜軸封水調節(jié)閥（原表）至設定值，打開聚合釜軸封水切斷3USV22001-3D（原表）；延時后檢測聚合釜機封水流量（原表），流量不低于設定值則程序繼續(xù)運行；否則，程序暫停，給出報警提示；

b.DCS檢測涂壁前沖洗次數不小于1次，則運行涂壁前沖洗程序；

c.涂壁前沖洗程序：打開電動噴淋閥3HV22010-4D和3HV22010-5D，啟動沖洗水泵3P-0205C，打開沖洗水切斷閥3HV22010-3D；開3PCV-2116至設定值，延時后檢測壓力并自動調節(jié)，壓力低于設定值報警提示。沖洗水量3FT-21001-3累積值達到設定值后關閉3HV22010-3D。

在達到要求沖洗次數前DCS不斷重復上述沖洗操作，沖洗完成后停3P-0205C，關閉3PCV-2116。

（3）涂壁

確定涂壁前沖洗完成，則進行聚合釜涂壁程序。

a.涂釜液流量計3FT-21001-4累積量清零；

b.DCS檢測釜溫低于設定值，否則報警提示；

c.聚合釜通冷卻水（含上夾套）：冷卻水溫度調節(jié)閥3TCV-22005（原表）開至初始閥位，打開冷卻水進釜切斷閥3USV-22001-2D（原表）以及冷卻水進上夾套切斷閥3HV-22001D（原表），將聚合釜冷熱回水切換三通閥3TSV-2209（原表）打至冷水側；

d.通蒸汽：開蒸氣總管流量調節(jié)閥3FCV-25020到設定開度，打開聚合釜蒸汽切斷閥3HV22010-2D，通過電動噴淋閥3HV22010-4D和3HV22010-5D通蒸汽。檢測蒸汽流量3FT-25020，若低于設定值，系統(tǒng)報警提示。延時后開始通入涂釜液；

e.通涂釜液：啟動3P-0210A，開3FCV-22001-4至設定開度，打開涂釜劑總管切斷閥3HV-22010和涂釜劑進釜切斷閥3HV-22010-1D。延時后，3FCV-22010-4自動調節(jié)；再次延時后，檢測涂釜液流量3FT-22001-4，若低于設定值報警提示；

f.涂釜液流量累積量達到設定值，則關閉3HV22010-1D和3HV-22010，停3P-0210A，關閉3FCV-22010-4；

g.進行涂壁后蒸汽延時：延時后，關閉3HV22010-2D，關閉3FCV-25020；

h.停夾套冷水：關閉3USV-22001-2D和3HV-22001D，關閉3TCV-22005。

（4）涂壁后沖洗

a.檢查設定沖洗次數≥1次，則運行此程序，按次數執(zhí)行；

b.涂壁沖洗程序：啟動3P-0205C，打開3HV-22010-3D；開3PCV-2116至設定值，延時后檢測壓力并自動調節(jié)，如果壓力未達到設定值，給出報警提示。沖洗水量3FT-22001-3累積量達到設定值后關閉3HV22010-3D，關閉3HV-22010-4D和3HV-22010-5D。

c.沖洗完成后停3P-0205C，關3PCV-2116。

d.關閉聚合釜軸封水閥3PCV-22001-3D、3USV-22001-3D。

3　結語

項目改造完成后實現(xiàn)了聚合釜自動化涂壁，不需要生產操作人員過多地干預涂壁過程，降低了誤操作的可能性和工人的勞動強度。涂壁效果較好，減少了聚合釜涂壁時間，提高了設備利用率，把各種風險降到了最低。經過一段時間運行，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、自動化程度較高，公司決定對未改造的A線和B線進行聚合釜自動涂壁改造，全部實現(xiàn)自動化涂壁。

參考文獻：

［1］陸德民.石油化工自動控制手冊.第三版.北京：化學工業(yè)出版社，2013.（5）：532-535.

［2］翁維勤，孫洪程.過程控制系統(tǒng)及工程.第二版.北京：化學工業(yè)出版社，2002.7：12-18.

［3］王永紅.過程檢測儀表.北京：化學工業(yè)出版社，1999.9：109-110.

Automatic control scheme of coating the inner wall of polymerizer

YAN Jian-ning
（Tangshan Sanyou chlor alkali Co.，Ltd.，Tangshan 063305，China）

Abstract：This paper briefly introduces the automatic control scheme of coating the inner wall of polymerizer. It includes the process improvement program，and the DCS control scheme.

Key words：polyvinyl chloride paste resin；polymerizer；automatic control；coating the inner wall of polymerizer；DCS

中圖分類號：TP272

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）04-0034-03

收稿日期：2016-01-05