氯堿裝置自動(dòng)化提升總結(jié)

馬連華

摘 要： 開始以為運(yùn)行較為穩(wěn)定，使用效果良好。但運(yùn)行中暴露出了部分儀表設(shè)備存在不合理的地方，有些關(guān)鍵設(shè)備保護(hù)基礎(chǔ)儀表自動(dòng)化薄弱，需要耗費(fèi)大量人員，有時(shí)造成原輔料浪費(fèi);有的工藝存在進(jìn)一步優(yōu)化的空間且安全連鎖存在不足。針對(duì)氯堿裝置生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的不足之處，通過(guò)優(yōu)化工藝，擴(kuò)容系統(tǒng)，增加儀表，提高自動(dòng)化水平，滿足了工藝生產(chǎn)要求，逐步完善了儀表控制。

關(guān)鍵詞： 碳酸鈉;液化;次氯酸鈉;儀表;技術(shù)改造

【中圖分類號(hào)】TO114 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.146

智能工廠的三個(gè)建設(shè)階段分別是“自動(dòng)化”、“數(shù)字化”和“智能化”，“自動(dòng)化”是夯實(shí)基礎(chǔ)，提高可靠性，落實(shí)本質(zhì)安全，提升安全管理水平。智能工廠的建設(shè)是信息化建設(shè)的長(zhǎng)期目標(biāo)，是一個(gè)任重道遠(yuǎn)、持續(xù)建設(shè)的過(guò)程，智能工廠的建設(shè)永遠(yuǎn)在路上。為提高公司的競(jìng)爭(zhēng)力，解決生產(chǎn)中不足之處，工藝不斷優(yōu)化，儀表自控不斷改進(jìn)，儀表自動(dòng)化水平不斷提高。

1 預(yù)處理器自控閥改造

一次鹽水經(jīng)過(guò)前反應(yīng)桶后經(jīng)過(guò)加壓泵進(jìn)入加壓容器，出口安裝流量計(jì)和自控閥調(diào)節(jié)流量，加壓容器液位采用液位和變頻控制。半年以后，發(fā)現(xiàn)自控閥控制流量不準(zhǔn)，造成液位波動(dòng)，停車檢查，發(fā)現(xiàn)隔膜調(diào)節(jié)閥膜片已被鹽水沖刷磨損。分析原因是，為防止鹽水對(duì)自控閥的腐蝕，采用3層隔膜閥，但由于鹽水比較臟，為保證加壓容器罐液位，自控閥開度比較小，流速大，造成沖刷嚴(yán)重。后改為鈦材質(zhì)調(diào)節(jié)蝶閥，問(wèn)題得到解決，實(shí)際運(yùn)行效果良好。

2 燒堿蒸發(fā)效體液位改造

燒堿蒸發(fā)效體在運(yùn)行過(guò)程中不能出現(xiàn)斷流情況，而堿液濃度大、溫度高、腐蝕性強(qiáng)，在真空工況下運(yùn)行。因此，效體液位的測(cè)量非常關(guān)鍵，以前采用過(guò)雙法蘭差壓變送器、磁翻柱、射頻導(dǎo)納測(cè)量液位，但運(yùn)行1年后，能液位計(jì)基本損壞，重要原因是真空、高溫、腐蝕，很難有液位計(jì)滿足此工況要求，磁翻柱液位計(jì)在長(zhǎng)時(shí)間高溫腐蝕下，存在維護(hù)量大的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)考察，改為插入式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，運(yùn)行至今，穩(wěn)定。導(dǎo)波桿采用純鎳，且可以人工加工彎曲，極大地保證了液位的連續(xù)測(cè)量。

3 次氯酸鈉生產(chǎn)控制方案

乙炔工段與液化工段距離較遠(yuǎn)，生產(chǎn)使用次氯酸鈉通過(guò)罐車運(yùn)輸，決定了次氯酸鈉生產(chǎn)為間歇性生產(chǎn)，正常生產(chǎn)由現(xiàn)場(chǎng)人員操作完成。次氯酸鈉生產(chǎn)分為配堿和次氯酸鈉反應(yīng)生成2部分。在配置堿液過(guò)程中，手動(dòng)控制操作難以達(dá)到堿液濃度，因此，增加堿液配堿裝置。次鈉生產(chǎn)將32%的液堿加水稀釋到16%左右。通過(guò)離心泵將配置的堿液打入次氯酸鈉除害塔，氯氣通過(guò)分配臺(tái)切換閥KV-1301送入，由氯氣調(diào)節(jié)閥控制流量，軟水由外界帶壓送入過(guò)流量計(jì)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量進(jìn)入除害塔。技術(shù)改造完成后液化次氯酸鈉生產(chǎn)由中控根據(jù)液位實(shí)現(xiàn)了全程控制，降低了員工的工作強(qiáng)度，提高了效率。

4 堿棧臺(tái)自動(dòng)化控制方案

改造之前，32%液堿送往碳酸鈉、一次鹽水、液化、氯氫處理工段，采用現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)送料泵，電話聯(lián)系各工段，手動(dòng)切換閥門，操作頻次高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。通過(guò)儀表自動(dòng)化改造，加裝自控閥和流量計(jì)，通過(guò)DCS編程實(shí)現(xiàn)了各個(gè)工段按時(shí)按需按量送堿。提高了工作效率。通過(guò)堿儲(chǔ)罐液位差統(tǒng)計(jì)流量，變成了由計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)流量，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作，中控計(jì)算統(tǒng)計(jì)流量，達(dá)到了理想的效果。

5 碳酸鈉生產(chǎn)控制方案

一次鹽水工段使用碳酸鈉為外買袋裝，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)配置。為降低成本，技術(shù)改造利用天然氣制氫尾氣和廢堿液連續(xù)間歇性生產(chǎn)液態(tài)碳酸鈉。通過(guò)離心泵送入離子膜一次鹽水界區(qū)。生產(chǎn)碳酸鈉裝置設(shè)備有2個(gè)并列反應(yīng)器組成，一套生產(chǎn)，另一套備用。主要生產(chǎn)原料12%廢堿液和制氫裝置尾氣。除反應(yīng)器溫度由自控閥控制外，其他原料全部由人工操作完成。正常生產(chǎn)每班切換一次操作。隨著碳酸鈉需求的增加，提高反應(yīng)溫度和壓力，反應(yīng)時(shí)間縮短。手動(dòng)操作頻次高，質(zhì)量不穩(wěn)定。針對(duì)以上問(wèn)題提出了自動(dòng)化改造，增加尾氣、堿液自控閥和流量計(jì)。DCS編程將現(xiàn)場(chǎng)操作變?yōu)镈CS自動(dòng)控制后，產(chǎn)量增加一倍外，現(xiàn)場(chǎng)操作變?yōu)楝F(xiàn)場(chǎng)巡檢。碳酸鈉生產(chǎn)配堿工藝?yán)昧A廢水、落地堿水及30%堿液配制成12%左右的堿液，配堿時(shí)先加水，再加堿。生產(chǎn)碳酸鈉時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥將12%堿液控制在設(shè)定值，然后打開尾氣自控閥，直到碳酸鈉濃度達(dá)到所需質(zhì)量指標(biāo)。完成后切換到另一臺(tái)反應(yīng)器。

6 天然氣制氫控制系統(tǒng)改造

天然氣制氫裝置為氯氣氫氣平衡生產(chǎn)增加的1套裝置，為將天然氣制氫裝置與主裝置無(wú)縫銜接，在燒堿裝置控制域中增加1套遠(yuǎn)程控制站，將制氫裝置模擬量數(shù)字量及所有控制方案植入DCS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的操作和現(xiàn)場(chǎng)控制無(wú)縫對(duì)接。

7 報(bào)警優(yōu)化

報(bào)警設(shè)計(jì)是工廠安全設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，報(bào)警管理的目的如下。

（1）升級(jí)報(bào)警管理過(guò)程，使之與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相符;

（2）減少操作員報(bào)警處理的負(fù)荷，保證操作員能夠有效處理信息;

（3）提供相關(guān)的，清晰的，易懂的報(bào)警，并能快速評(píng)估根源和有效性;

（4）建立報(bào)警持續(xù)管理框架，使其管理能力能夠持續(xù)提高。

報(bào)警管理分別從技術(shù)和操作2方面進(jìn)行優(yōu)化。

從操作方面，建立報(bào)警手冊(cè)：即識(shí)別人為產(chǎn)生的報(bào)警，針對(duì)該報(bào)警識(shí)別產(chǎn)生報(bào)警的操作，最后制定可量化的提前控制措施，在實(shí)際操作中驗(yàn)證并持續(xù)完善。從技術(shù)方面，采取自控回路優(yōu)化、延時(shí)報(bào)警設(shè)置、條件報(bào)警設(shè)置等措施。對(duì)于一些周期性工作產(chǎn)生的報(bào)警，可采取設(shè)置條件報(bào)警的方式來(lái)解決。比如某裝置的粗濾器需要定期進(jìn)行反沖，在粗濾器反沖期間，通過(guò)設(shè)置條件來(lái)自動(dòng)抑制機(jī)泵電流報(bào)警和粗濾器出口壓力低報(bào)警。

報(bào)警優(yōu)化過(guò)程只有實(shí)現(xiàn)操作數(shù)和報(bào)警數(shù)同時(shí)下降，才能證明行之有效。通過(guò)各種優(yōu)化措施，在報(bào)警數(shù)方面，從年初的11.65次/（人·h），降至年底1.81次/（人·h）;同時(shí)在操作數(shù)，從年初的23.99次/（人·h），降至年底的10.69次/（人·h）。

通過(guò)以上工藝儀表的技術(shù)改造，達(dá)到了操作集中，便于管理。充分挖掘現(xiàn)有控制系統(tǒng)，液化裝置增加了1套制氫碳酸鈉遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，制氫碳酸鈉堿站臺(tái)增加1套遠(yuǎn)程DCS控制站，整個(gè)系統(tǒng)接入電氯系統(tǒng)控制域中。改造完成后輔助小單元與主裝置完全實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫對(duì)接，工藝數(shù)據(jù)共享。在緊急停車時(shí)，采用聯(lián)鎖保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了安全的無(wú)縫連接，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了安全。提高了氯堿裝置的整體控制水平，達(dá)到了一舉多得的目的。

參考文獻(xiàn)

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