有关氯压机自动控制系统的探讨

（新疆天业集团天能化工公司，石河子市，832000） 张 静

1 3K氯气压缩机特点及工艺流程

以3K氯气压缩机为例对其自动控制系统进行分析，这种压缩机主要对叶轮高速旋转过程中所产生的离心力进行利用，使其对氯气做功，进而产生静压能及动能。在实现电能到动能转化的过程中，变速箱的转速将获得提升，而氯气经过一级压缩之后温度将会升高并进入到一级冷却器，在经过冷却之后则进入到二级叶轮入口，然后经过压缩之后则进到冷却器以及其他的后续工序中。一般来说，3K氯气压缩机主要的构成包括变速箱、腔体、电机、中厚冷却器以及润滑油站，在这整个系统中存在着很多联锁保护，主要的作用是排气流量、排气温度、吸气/排气压力、进口导叶阀、机组自身回流阀等，确保压力控制以及机组的运行稳定。

要想做好氯压机自动控制系统的研究，必须要熟悉其工艺流程，对于3K氯气压缩机来说，主要的流程为：首先，由电解所得到的高温湿氯气会进入到氯气洗涤塔的下部，然后和由塔上部喷淋而来的氯水接触，使其盐雾及水气得以去除。在氯水洗涤之后，湿氯气将会从氯气洗涤塔顶导出，进而在钛冷却器中和冷冻水进行热交换，使其温度得到有效地降低。完成以上流程之后，湿氯气还将进入到过滤器中将其水雾滤除，之后将进入填料塔和稀酸进行接触，使其得到进一步的干燥。经过二段填料塔顶部的氯气将会进到泡罩塔下部和其中的硫酸接触，最终使其完全干燥。经过干燥之后的氯气将会经过酸雾捕集器进入到氯压机。

2 自动化系统在氯压机中的应用

2.1 氯压机自动控制系统概况

对于氯压机来说，主要的系统包括氯气系统、主机、润滑系统以及密封系统，主要涉及的参数包括压力、温度、流量、轴位移以及轴振动等，功能主要是对这些参数进行检测、调节以及进行安全保护。基于此，在氯压机自动控制系统中，除了要对温度、压力指示进行设置之外，还要将其与信号引入到烧碱装置DCS 控制系统，并由其完成系统的记录、显示、报警、控制以及联锁等功能。之所以这么做是因为DCS控制系统除了功能较为完善之外，还具有比较高的可靠性，可以为控制方案的完成提供非常好的基础。另外，DCS控制系统的数据记录功能是比较完善的，可以帮助工艺技术人员依据相关的记录数据实现对于机组运行情况的分析，进而可以在更早的时间内发现问题并采取相关的措施，因此还要确保现场仪表的可靠性。

2.2 以工艺需要进行检测仪表的配置

对于自动控制系统来说，现场检测仪表属于基础，务必要确保其可靠性，因此，对于氯压机自动控制系统的选型、安装、调试以及日常维护等工作，必须要给予充分的重视。一般来看，氯压机主机主要包括了2个轴位移检测点、4个轴振动检测点以及8个轴瓦温度检测点，在氯压机运行的过程中，这14个检测点发挥着非常重要的作用，是分析氯压机运行状况并尽快发现其运行中存在问题的关键。具体工作中，轴位移要控制在0.125mm以下，而轴振动则处于0.038mm以下，至于轴瓦温度则应控制在75℃以下。如果这些数据出现了异常则意味着机组的运行存在着不正常，或者存在一定的安全隐患，务必要采取一些相关的干预措施。

在机组运行的过程中，通过监测数据对氯压机的工况进行干预确实起到了不错的效果，保障了机组的安全。此外，对氯压机一至四级进出口的氯气温度及压力进行检测也可以帮助我们分析氯气的工况，进而对各级压缩以及中冷器是否正常工作进行判断。当然，针对密封系统以及润滑油的温度、压力、压差监测对于确保机组正常运行也是非常重要的。

氯本身具有非常活泼化学性质，因此其具有很强的腐蚀性，尤其在其含水的时候，其会生成盐酸及次氯酸，很容易造成铝、铁碳合金、不锈钢等金属的腐蚀。一般来看，其含水量低于150ppm时才比较安全。基于这方面的考虑，氯气含水量对于氯气压缩机或者管路来说属于非常重要的参数，在运行的过程中要对其做好控制工作，使其值处于100ppm以下，一旦含水量大于150ppm，则必须进行停车处理。在传统的工作中，人工分析是最主要的监测方法，但是这一方法除了导致人工分析工作量比较大之外，还存在着实效性差、分析误差大的弊端，为确保符合氯气含水量监测要求则必须采取在线式的分析仪表，在这个过程中，除了要考虑氯本身的特点之外，还要结合氯压机实际的情况，这里较为推荐的是LGA-4000半导体激光在线气体分析仪，这一分析仪主要是利用了半导体激光吸收光谱气体分析测量技术。具有以下几个方面的优点：除光学视窗之外，其他部件将不会和氯气存在直接的接触；检测响应速度比较快，而且灵敏度非常高；具有非常高的智能化程度，便于进行操作及维护。此外还要在中冷器的上水管及下水管中设置氯离子浓度监测仪，通过这一措施我们可以对中冷器的工况进行直观的判断，以便尽快的找出中冷器中存在的问题。

2.3 自动控制回路

在氯气压缩机自动控制系统中，主要进行了油压调节系统、防喘振流量调节系统以及密封气压力调节系统等的设置。在整个系统运行的时候，如果流量低于某一数值则会出现喘振，这会对氯压机的安全运行造成非常大的危害，严重时会导致事故发生。为防止出现喘振问题，除了要在人工操作方面给予足够重视之外，还要做好防喘振流量调节系统的配置。举例来说，主要使用一台气动调节阀配合旁路手动阀的方法，此种方式虽然在一般情况下可以满足生产需要，但是针对机组停车以及气动阀故障的情况则难以发挥出相应的作用。基于这一考虑，应采取一些其他的措施，比如进行两台并联的DN200气动调节阀的设置，这对于流量调节有着很好的效果，这两台气动调节阀一台为球阀，另一台为蝶阀，具体的工作中可以根据具体的工艺要求对其进行配合使用：正常工作中，一台使用自动控制方式，而另一台则使用遥控方式，这就不但确保了回流量的正常，还可以根据具体的工况进行自动调节。

另外，在生产负荷波动较大或者开停车的时候，可在DCS操作站上进行干预。通过实践来看，这种流量调节系统的可靠性和实用性是非常高的，完全符合生产控制的需求。

2.4 联锁和安全保护系统

对于氯气压缩机系统联锁来说，主要又可以分为油压系统联锁以及机组联锁这两部分。其中，油压联锁系统除进行油压自动调节系统的配置之外，如果油压小于设定值则还要启动辅油泵进行补偿从，以防止因单台油泵故障所导致的氯压机停车。此外，通过进行连锁停车系统的设置，可以在机组异常的时候完成自动联锁停车。

对于机组来说，其工作介质属于毒性很高的氯气，在公司的生产中发挥了承上启下的作用，因此为保证生产的环保稳定、安全，务必要确保机组的运行状况安全可控。在这种背景下，联锁系统的重要性尤为凸显。具体来说，为保证联锁系统的可靠和安全，可以采取以下措施：首先，对于轴位移、轴振动以及轴瓦温度的检测点，要使用双支检测元件，这对于确保关键检测点的可靠性有很强的促进作用。其次，在氯压机每次开车之前要对联锁系统进行模拟试验，一旦遇到问题则应及时采取措施，避免联锁系统带病运行。第三，把氯压机自动控制系统引入DCS系统，并通过DCS系统对工艺参数的实时趋势和历史趋势进行记录，进而使生产操作人员可以对机组运行情况等有充分的了解，最终确保机组运行的稳定和安全。

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