DCS控制系統(tǒng)在氯壓機上的應(yīng)用

谷棟梁

摘 要：社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，推動著我國化工產(chǎn)業(yè)的不斷進步。無論是工廠規(guī)模還是化工產(chǎn)品的種類、功能都與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比有較大的提升，再加之以國家自動化發(fā)展水平的不斷提高，推動著化工生產(chǎn)向著更為自動化的方向發(fā)展，給化工企業(yè)帶來新的機遇，在提高生產(chǎn)效率的同時，解放大量人力，降低能源消耗，優(yōu)化資源配置，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。在自動化的基礎(chǔ)上，我國又推行了DCS控制系統(tǒng)并將其應(yīng)用在氯壓機上，從而實現(xiàn)更為有效的控制。本文就DCS控制系統(tǒng)進行分析，不斷探究其在氯堿化工生產(chǎn)中的作用并針對相應(yīng)的問題提出具體的解決方法。

關(guān)鍵詞：DCS控制系統(tǒng);氯壓機;重要性;調(diào)試探討

DCS系統(tǒng)又可以稱為集散控制系統(tǒng)，它是一種新型的儀表控制系統(tǒng)，主要是由計算機連接起來的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，再通過與自動化技術(shù)、通訊技術(shù)、顯示技術(shù)等其他技術(shù)結(jié)合起來，改善自動化儀表的設(shè)置，不斷提高儀表的性能，促近其向著更為系統(tǒng)、多樣的方向發(fā)展。將DCS系統(tǒng)與我國的氯堿化工行業(yè)聯(lián)系起來，對氯壓機做好儀表的檢測和監(jiān)控工作，能夠有效幫助氯壓機實現(xiàn)平穩(wěn)有效運行，促進氯堿化工行業(yè)的不斷發(fā)展。

1 零極距電解槽氯氣壓力控制的重要性

到目前為止，我國的氯堿化工行業(yè)所利用的氯壓機主要是離心式氯壓機，其中流量控制是氯壓機工作的關(guān)鍵。一般情況下，我們需要將零極距電解槽氯氣的壓力控制在200mmH2O左右，這樣才不至于讓氯氣壓力出現(xiàn)大幅度波動，對此在氯壓機調(diào)節(jié)的過程中，應(yīng)當保持氯壓機的電解槽氯氣產(chǎn)出量等于其出口輸送量[1]。為了能夠更好的實現(xiàn)這一效果，企業(yè)引進了國外先進的氯壓機（3K氯壓機），這類氯壓機能夠充分利用葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，作用于氯氣，使其產(chǎn)生動能和靜壓能，在這一過程中，可以起到壓縮氯氣的目的，氯氣經(jīng)過壓縮后溫度急劇提高，接著再用冷卻器對其進行冷卻，才能進行后續(xù)的步驟的操作。此外，3K氯壓機的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠?qū)β葰獾牧髁空{(diào)節(jié)以及防喘振產(chǎn)生作用，從而穩(wěn)定氯氣總管的壓力。氯壓機的壓力調(diào)節(jié)不同于零極距電解槽，它主要是利用接近大氣壓控制手段。3K氯壓機對調(diào)節(jié)壓力有很好的作用，它能突破NCZ電解槽無法控制壓力的弊端。但是，在使用過程中應(yīng)當控制其流量，對3K氯壓機總管壓力的設(shè)置應(yīng)當控制在最接近大氣壓的范圍之內(nèi)，從而確保零極距電解槽的彈性陰極網(wǎng)不會由于壓差過大，造成損傷[2]。此外，由于電解負荷與氯壓機出口壓力時常會有波動，該波動會影響總管的壓力，對此應(yīng)當保持電解槽氯氣產(chǎn)出量與壓縮機輸送量的平衡。

2 氯氣壓縮機喘振解決方法

2.1 喘振形成特征

3K氯壓機針對喘振有著很好的解決辦法，主要是利用可導(dǎo)葉閥和機組回流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而使得零極距電解槽氯氣壓力近似大氣壓，氯壓機在實際工作過程中，如果入口葉輪氣體流量比最小流量小時，系統(tǒng)管網(wǎng)中的氣體就會倒流進壓縮機內(nèi);而當系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)的壓力小于出口壓力時就會使壓縮機排出氣體，這樣排出的氣體會形成氣流，在系統(tǒng)中形成震蕩，進而導(dǎo)致外圍管線形成大幅度、有周期的振動，這種振動現(xiàn)象就是喘振，且具有較大的危害性[3]。

2.2 氯氣壓縮機控制系統(tǒng)操作

無論是哪一種氯壓機都不可避免的會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，尤其是離心式壓縮機，喘振現(xiàn)象更是明顯。對此，我們應(yīng)當對入口導(dǎo)流葉片進行調(diào)整，需要按照一定的操作要求。在出現(xiàn)這種現(xiàn)象是我們應(yīng)當加大氯壓機的入口流量或者降低出口壓力，從而能夠很好的降低喘振發(fā)生的時間，幫助氯壓機實現(xiàn)更為安全、穩(wěn)定的運行[4]。當前國內(nèi)的氯壓機都不能很好地解決喘振問題，而德國的3K氯壓機利用了較為先進的機組回流調(diào)節(jié)系統(tǒng)并對入口導(dǎo)流葉片進行一定程度的優(yōu)化，使其在發(fā)生喘振問題時，能夠自動調(diào)節(jié)氯氣流量，及時加大回流量，進而達到減緩喘振現(xiàn)象的目的。

在氯氣系統(tǒng)進行運行的過程中，值得工作人員注意的是應(yīng)當提前啟動壓縮機，只有這樣才能夠避免氯氣系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)喘振這一情況。在壓縮機運行過程中，不能始終在低流量低負荷情況下進行運轉(zhuǎn)，工作人員應(yīng)當根據(jù)運行的具體情況，加大機組回流閥位的調(diào)節(jié)，盡可能地確保回流的氯氣能夠從壓縮機的入口流進。通過觀察我們發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)葉閥中有一個臨界閥位，如果超過一定的數(shù)值，那么葉片就會出現(xiàn)反向翻轉(zhuǎn)，在此過程中，閥門會自動關(guān)閉，這也是控制壓力與閥位之間的關(guān)系。值得注意的是，回流閥只能打開，不能根據(jù)情況進行調(diào)節(jié)，在壓縮機進行啟動之前，閥位會始終保持全開。而如何對防喘振調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)也是壓縮機控制的重要組成部分。通過調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)在三K壓縮機進行運行的過程中，用于出口壓力的控制系統(tǒng)主要采用以下兩種方式，第一，鹽酸合成爐，第二，系統(tǒng)出現(xiàn)故障后氯氣去除害裝置的運行。為了使得氯壓機工作過程中出口壓力始終保持穩(wěn)定，工作人員應(yīng)當將去鹽酸系統(tǒng)以及去除害系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥根據(jù)具體運行情況進行設(shè)置，使得這兩個系統(tǒng)變成自動手動運行模式，除此之外，這兩個系統(tǒng)應(yīng)當互為自鎖，這樣一來，能夠從根本上保證氯氣壓縮機在運行過程中的出口壓力始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

3 氯壓機調(diào)試探討

3.1 氯壓機控制系統(tǒng)

在對氯壓機進行調(diào)試的過程中，我們需要首先調(diào)試其控制系統(tǒng)。對氯壓機入口壓力和可導(dǎo)葉閥閥位之間的關(guān)系進行探究，可以得出以下關(guān)系，如下表所示。

3.2 可導(dǎo)葉閥程序控制

在對氯壓機調(diào)試過程中，對可導(dǎo)葉閥的程序控制十分重要。3K氯壓機的開機需要遵循以下條件：ZT216A.MV小于5%，HCV217A.MV大于95%，而在本地控制的過程中需要在現(xiàn)場按下“LCPIGVopen”才能讓閥位增加，每按一下增加5%，而“LCPIGVclose”會讓閥位減少，每按一下減少5%，對此，需要根據(jù)具體的功能進行針對性的程序設(shè)計[5]。

3.3 對氯壓機的改進效果

一般來說，DCS控制系統(tǒng)主要是對氯壓機進行控制，程序員在CBF軟件中編寫完程序之后，可以傳到DCS系統(tǒng)中進行對氯壓機的控制。在測量過程中，信號通過二次表直接進入DCS系統(tǒng)，接著通過連接控制器，在DCS系統(tǒng)中做好報警、控制等內(nèi)容。由于我國當前DCS系統(tǒng)較為完善，在氯壓機的應(yīng)用中能夠很好的幫助其進行數(shù)據(jù)的記錄工作，這給工作人員帶來了很大的便利，能夠在氯壓機出現(xiàn)異常時及時獲取相關(guān)數(shù)據(jù)并采取針對性的措施解決。此外，從信息表中還可以查詢到相關(guān)的參數(shù)、操作記錄、報警內(nèi)容等，便于更好的對氯壓機進行控制。

4 結(jié)束語

綜上所述，DCS控制系統(tǒng)在氯堿化工行業(yè)的氯壓機應(yīng)用過程中作用較為明顯，它能夠控制氯壓機的壓力流量，很好地解決氯壓機喘振問題，幫助氯壓機維持穩(wěn)定運行。但是，DCS控制系統(tǒng)在運行過程中還存在一定的局限性，需要工作人員不斷進行改進，對該系統(tǒng)做好監(jiān)控措施，從各方面出發(fā)維持其平穩(wěn)運行。此外，DCS控制系統(tǒng)解放了大量的人力、物力，維修起來也較為方便，降低了大量能耗，能夠有效提高氯堿化工行業(yè)的工作效率，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]李春麗，楊玉潔，李瑞遠.DCS控制系統(tǒng)在氯壓機上的應(yīng)用[J].鹽科學(xué)與化工，2018，47（4）：50-52.

[2]張佳雪.淺談DCS控制系統(tǒng)的預(yù)防性維護措施[J].化工管理，2019（30）：190-191.

[3]李春艷.DCS控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計通訊，2019，45（10）：199-199+254.

[4]段煉.探討DCS化工廠一體化智能控制系統(tǒng)[J].中小企業(yè)管理與科技，2019（20）：176-177.

[5]王春林.氯堿化工生產(chǎn)工藝及設(shè)備的安全管理[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（30）：2945.