烧碱自动化改造总结

2012-08-16刘彩红

中国氯碱 2012年8期

关键词：氯气电解连锁

刘彩红

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山 063305）

唐山三友氯碱有限责任公司隶属于唐山三友集团，一期装置于2004年建立并开工建设2005年投产。二期装置于2006年设计安装，2007年开车达产。在近六年的生产运行管理和项目扩建设计中，在自动化控制方面，一直进行着不懈的改造。

1 压缩机停机连锁设置更改

氯气、氢气压缩机是连接氯气、氢气处理单元与电解单元的关键设备，在流程中均设计了连锁程序，并且是双向连锁，即电解单元全停，连锁氢气、氯气压缩机停车；氢气或氯气压缩机停车，连锁电解单元全停，以保证电解离子膜的安全。

该公司一期系统氯气、氢气压缩机采用的是液环泵，均设置3台，运行中开2备1。连锁程序设计采用3台机组1个连锁点，即3台压缩机全部停车，连锁条件成立，电解停车。在运行中发现，此种连锁设计存在如下缺陷：装置处于满负荷运行时，出现一台机组因机组机械故障或误操作停车，电解单元不会立即停车，但此时系统压力无法控制，最终因膜压差超出控制值连锁，极容易因大压差伤害离子膜，造成生产安全事故。

结合生产实际情况，权衡连锁改动前后的弊端，对压缩机的连锁程序进行更改，为每台机组设置系统连锁关系，由原来“与”的关系变成“或”的关系。改动前后的连锁逻辑图如图1。

连锁改动后，虽有可能增加停车几率，但是避免了因机组突然停车造成离子膜承受大压差的问题，保护了氯碱生产的核心部件离子膜，保证了生产安全。

2 合成炉增加切断阀改造及其连锁设置

为保证氯乙烯生产的安全，合成炉始终以过氢条件运行，在稳定燃烧时，是安全的。当发生系统停车后，合成炉应确保原料氢气、氯气全部切断，并迅速置换，一旦出现氢气或氯气经合成炉未切断的管路互串问题，会发生爆炸事故。该公司曾发生一起这样的事故，因停车后合成炉氯气阀门没有及时关闭，合成炉送出的未反应的过剩氢气经合成炉氯气管道，反流到氯氢处理的干燥塔，在开车过程中，干燥塔发生破裂。

事故后，立即对此问题进行研究，决定在每台炉的进炉氢气、氯气管道上增加切断阀。并设置如下连锁关系如图2所示。（1）电解单元停车，每台合成炉氯气、氢气切断阀连锁关闭，即为正常运行时，切断阀连锁投入状态下，电解槽全停则所有合成炉氯气、氢气切断阀关闭，如“系统停车连锁关系图”所示；（2）为避免切断阀因故障非人为意愿关闭而造成事故，特殊设置了如下连锁，即合成炉正常运行时，若DCS系统收到氯气或氢气切断阀关闭的反馈信号，且对应的流量突然降低至小于100 m3/h，此时另一个切断阀也连锁关闭，相当于自动灭炉，如“单台合成炉连锁关系图”所示，在连锁投入的状态下，运行中合成炉氢气切断阀故障关闭，氢气流量消失，氯气阀也连锁关闭以灭炉保证安全。

3 涉氯设备应用在线监测仪表

氯气液化器是液氯生产的主要设备之一，大多采用管壳式换热器设计。一般，氯气走管程，冷却水走壳程。由于氯气与水接触，会溶于水形成既有强氧化性又有强酸性的腐蚀溶液，造成设备管道的快速腐蚀，发生生产事故。严重时，会造成不可估量的可怕后果。所以，涉氯设备发生内漏时，应早发现，早处理，使用在线监测仪表是做到早发现的一个重要手段。

该公司开车初期，发生过一次液化器泄漏，由于发现晚，对系统影响较大，险些造成大的事故。为了避免事故再次发生，在每台液化器循环回水增加氧化还原电位（ORP）监测，随时掌握液化器的运行情况。由于氯气具有较强的氧化性，当氯气泄漏进入循环水中时，在线ORP计的反应十分灵敏，即使是微量泄漏，也可以检测出来，以便及时进行事故处理，将泄漏液化器切除出系统。改造后仪表安装位置如图3所示。

4 电气系统增加防晃电装置

现在设计的氯碱企业一般都配置双路电源用于稳定生产，并且配备应急电源以保证停电时间较长的情况下废气吸收装置的运行。

双路电源的设计可以保证系统停车下的安全装置的运行，但是其中一路电源失电时，转动设备就会停止运行，只有人为切换供电装置，才能再次开启设备。另外一种特殊情况是，在用的一路电源因某种原因突然出现闪动，并非彻底失电，转动设备仍然会发生停机，造成生产系统停车，该公司即因此问题多次造成全线停车的事故。

针对这一问题，对于重要的转动设备增加防晃电装置，采用NSFC4跌压延时系列产品，电压下降到额定电压的40%，延时0.5 s，解决晃电难题。其原理为，晃电对于系统的影响取决于电源电压的下降速率和持续时间，系统大，电容作用将延缓电压下降和上升速率，当电压下降到电源接触器的释放电压及持续时间超过释放时间时，接触器立即脱扣。如果电源出现突然闪动，转速不会出现明显下降，晃电消失，电源系统恢复正常后，电机恢复原有运行状态。