乙炔冷卻塔PLC自控聯(lián)鎖系統(tǒng)改造

王志祥，陳春林

(1.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816099；2.新鄉(xiāng)市錦源化工有限公司，河南 新鄉(xiāng) 353000)

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司(以下簡(jiǎn)稱青海鹽湖化工)10萬(wàn)t/a聚氯乙烯樹(shù)脂生產(chǎn)原料乙炔來(lái)源以天然氣法為主，電石法為輔。電石法乙炔裝置主要由破碎工序、發(fā)生工序、清凈工序、壓濾工序和集控PLC工序組成。乙炔冷卻塔位于發(fā)生工序，設(shè)置在水環(huán)壓縮機(jī)前，其主要作用是對(duì)發(fā)生器生產(chǎn)的粗乙炔進(jìn)行冷卻降溫。乙炔通過(guò)冷卻塔時(shí)，被冷卻水直接噴淋來(lái)降低溫度，并使其中大部分水冷凝下來(lái)，防止氣柜及管道積水；冷卻塔還可降低水環(huán)壓縮機(jī)溫度，有效提高水環(huán)壓縮機(jī)送氣能力，此外也有利于提高清凈塔的清凈效果。該冷卻工藝存在以下不足：①冷卻效果不好，②冷卻塔水泵控制不便。為此，青海鹽湖化工對(duì)發(fā)生工序冷卻塔自控系統(tǒng)進(jìn)行了工藝改造。

1 改造過(guò)程

1.1 原乙炔冷卻系統(tǒng)控制工藝

原乙炔冷卻系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。

清凈工序來(lái)自清凈塔的廢次氯酸鈉經(jīng)循環(huán)泵從冷卻塔噴頭噴淋進(jìn)入冷卻塔內(nèi)。來(lái)自發(fā)生工序的粗乙炔從冷卻塔底部進(jìn)入，與廢次氯酸鈉逆流接觸，粗乙炔經(jīng)冷卻后從塔頂流出，一部分進(jìn)入水環(huán)式壓縮機(jī)進(jìn)行加壓，另一部分進(jìn)入乙炔氣柜儲(chǔ)存。冷卻塔液位由PLC液位監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)液位達(dá)到1 200 mm時(shí)，集控人員通知操作人員到現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)冷卻塔水泵，現(xiàn)場(chǎng)操作人員啟動(dòng)水泵后告知集控人員密切觀察冷卻塔液位，待PLC液位監(jiān)控系統(tǒng)顯示冷卻塔液位降至約400 mm時(shí)，由集控人員告知現(xiàn)場(chǎng)操作人員停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，操作很煩瑣。

進(jìn)入冷卻塔的廢次氯酸鈉是由清凈塔次氯酸鈉循環(huán)泵打入的，廢次氯酸鈉一部分用于清凈塔自身循環(huán)，另一部分經(jīng)閥門手動(dòng)控制打入冷卻塔內(nèi)，所以進(jìn)入冷卻塔內(nèi)的冷卻液噴淋量小，不能及時(shí)移走乙炔攜帶的熱量。乙炔溫度高導(dǎo)致水環(huán)式壓縮機(jī)溫度持續(xù)上升，壓縮機(jī)出口壓力低，系統(tǒng)壓力波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至影響氯乙烯的合成轉(zhuǎn)化。

1.2 PLC自控聯(lián)鎖系統(tǒng)改造

PLC自控聯(lián)鎖系統(tǒng)改造是在原有工藝的基礎(chǔ)上，根據(jù)冷卻塔液位，并借助計(jì)算機(jī)編程方法對(duì)冷卻塔水泵設(shè)置自動(dòng)啟停功能。冷卻塔液位計(jì)安裝了液位高報(bào)警和液位低報(bào)警裝置并連接PLC機(jī)柜，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置的參數(shù)來(lái)控制冷卻塔水泵自動(dòng)啟動(dòng)和停止。當(dāng)冷卻塔液位達(dá)到高報(bào)警參數(shù)值時(shí)，自動(dòng)啟泵程序激活，向PLC機(jī)柜發(fā)出指令，冷卻塔水泵遠(yuǎn)程自動(dòng)啟動(dòng)；當(dāng)冷卻塔液位降至設(shè)置的低報(bào)警參數(shù)值時(shí)，自動(dòng)停泵程序激活，向PLC機(jī)柜發(fā)出指令，冷卻塔水泵遠(yuǎn)程自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 工藝管線改造

改造前，冷卻塔內(nèi)的冷卻積液通過(guò)冷卻塔水泵一次性抽到濃縮池，排出的廢水不再作為冷卻液進(jìn)入冷卻塔內(nèi)循環(huán)利用；改造后冷卻塔水泵抽出的廢水一部分重新進(jìn)入冷卻塔內(nèi)進(jìn)行自身循環(huán)，另一部分由閥門手動(dòng)控制排到濃縮池，經(jīng)自然冷卻后進(jìn)入發(fā)生工序作為發(fā)生器生產(chǎn)用水。改造后乙炔冷卻系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖2。

2 改造效果

2.1 改造后工藝指標(biāo)

改造后冷卻塔工藝指標(biāo)如下：①冷卻塔出口溫度為30～40 ℃，②冷卻塔液位為液位計(jì)1/2處，③冷卻塔液位高報(bào)警為1 200 mm，④冷卻塔液位低報(bào)警為400 mm。

圖2 改造后乙炔冷卻系統(tǒng)工藝流程圖Fig.2 Improved process flow diagram of acetylene cooling

2.2 改造后運(yùn)行效果

冷卻塔PLC自控系統(tǒng)改造后，在操作上更加智能化，原冷卻塔抽水需要2人操作完成；改造后，則完全由電腦自動(dòng)控制操作，大大節(jié)省了人力資源。

工藝管線改造后，冷卻液實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用，并增大了冷卻塔內(nèi)冷卻液的噴淋量，能更有效地除去乙炔中的冷凝水，降低乙炔溫度。 乙炔溫度降低后，水環(huán)式壓縮機(jī)性能明顯提升，不再出現(xiàn)壓縮機(jī)溫度上升、壓縮機(jī)出口壓力低、系統(tǒng)壓力波動(dòng)等問(wèn)題；同時(shí)解決了因乙炔溫度高，乙炔管道積冷凝水而導(dǎo)致的氣柜忽高忽低的現(xiàn)象，后續(xù)其他設(shè)備的液位也更加穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

青海鹽湖化工對(duì)發(fā)生工序冷卻塔PLC自控系統(tǒng)和工藝管線進(jìn)行改造后，清凈工序運(yùn)行更穩(wěn)定，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了停車次數(shù)，提高了乙炔產(chǎn)量。