氯碱装置仪表自动化改造总结

2014-11-22陈玉银

中国氯碱 2014年9期

陈玉银

（新疆天业天能化工有限公司，新疆石河子 832000）

新疆天业天能化工有限公司氯碱项目于2009年4月开工建设，2010年10月建成投产。是天业集团集成20万t/a，一期40万t/a 项目经验基础之上打造的循环经济三期项目。烧碱生产采用了具有国际先进水平的高电流密度离子膜电解槽、节能环保的固碱浓缩装置；PVC 生产采用了大型干法乙炔发生器、105 m3聚合釜和自动密闭入料工艺。自动控制采用了DCS 自动控制系统及OPC 信息化管理系统等行业内先进技术。现场仪表大部分选用了具有国际先进技术的产品。开车以来，运行较为稳定，使用效果良好。但运行中暴露出了部分仪表设备存在不合理的地方，有些关键设备保护基础仪表自动化薄弱，需要耗费大量人员，有时造成原辅料浪费；有的工艺存在进一步优化的空间且安全连锁存在不足。经过实践摸索，找出原因并进行了技术改造，逐步完善了仪表控制。

1 预处理器自控阀改造

一次盐水经过前反应桶后经过加压泵进入加压容器，出口安装流量计和自控阀调节流量，加压容器液位采用液位和变频控制。半年以后，发现自控阀控制流量不准，造成液位波动，停车检查，发现隔膜调节阀膜片已被盐水冲刷磨损。分析原因是，为防止盐水对自控阀的腐蚀，采用3层隔膜阀，但由于盐水比较脏，为保证加压容器罐液位，自控阀开度比较小，流速大，造成冲刷严重。后改为钛材质调节蝶阀，问题得到解决，实际运行效果良好。

2 烧碱蒸发效体液位改造

烧碱蒸发效体在运行过程中不能出现断流情况，而碱液浓度大、温度高、腐蚀性强，在真空工况下运行。因此，效体液位的测量非常关键，以前采用过双法兰差压变送器、磁翻柱、射频导纳测量液位，但运行1年后，能液位计基本损坏，重要原因是真空、高温、腐蚀，很难有液位计满足此工况要求，磁翻柱液位计在长时间高温腐蚀下，存在维护量大的问题。经过考察，改为插入式导波雷达液位计，运行至今，稳定。导波杆采用纯镍，且可以人工加工弯曲，极大地保证了液位的连续测量，如图1。

图1 导波雷达液位计安装

3 电解工序液位控制改为变频泵控制

盐水高位槽是精盐水经过树脂塔后向电解槽去的1个缓冲容器，通过高位差将盐水压入电解槽。原设计中有2套液位控制系统，控制精盐水泵供给树脂塔的盐水流量，运行中存在如下问题：2开3备精盐水泵分别控制一、二期高位槽液位，阀门开度小时，对自控阀冲刷严重，尚存在节能空间，高位槽的液位要求控制为70%，天能化工对高位槽的液位控制进行技术改造。保留高位槽液位调节阀，增加2台变频器、2台压力变送器，由变频器调节精盐水泵的转速（见图2）将泵出口总管压力控制稳定，由各自回流调节阀控制高位槽液位。技术改造后，电动机经常工作在50%频率左右，即能满足工艺要求，即使变频器出现问题，备泵开启，也能迅速保证生产稳定运行。

图2 盐水高位槽液位调节

4 氯气干燥新加硫酸浓度测量仪

在氯碱生产过程中，需要使用浓硫酸干燥湿氯气，硫酸的浓度直接影响干燥效果，进而影响氯气中的水含量，影响整个氯碱生产。因此，硫酸浓度分析检验工作至关重要。采用人工分析硫酸浓度，不能实时监测硫酸浓度的变化趋势。采用在线电磁式浓度测量仪能有效反映氯干燥运行状态，有效的控制生产的稳定运行，在连续生产中，能及时跟踪硫酸浓度变化趋势，及时提示更换浓硫酸液，以达到稳定的干燥效果，见图4。

图3 硫酸浓度测量仪安装位置示意图

5 氯压机冷却器增加pH 计

该公司采用西门子3K 机输送氯气，在进氯压缩机入口，安装了采用五氧化二磷氯含水浓度分析仪，能及时检测出氯气含水情况，但是氯压缩采用三级压缩，每一级压缩后，氯气温度升高，采用循环水冷却器将氯气降温后进入后一级压缩。一旦冷却器发生泄漏，冷却水有可能进入氯气总管，对设备造成致命伤害。为及时跟踪冷却器运行状况，在冷却器回水总管安装pH 计，及时发现冷却器泄漏情况，保证生产的安全运行。2台氯气压缩机安装6台在线pH计，实时跟踪监视冷却器运行，使用2年，运行平稳。

6 盐酸吸收水和PVC 阀连锁改造

盐酸工段正常生产的氯化氢气体经过去PVC调节蝶阀送至合成工序，但一旦合成工序或盐酸工序紧急，吸收水输送不及时，造成氯化氢外排，环境污染和安全隐患。针对这一问题，新加纯水缓冲罐和加压泵，安装调节阀和压力变送器，保证上水压力稳定，吸收水调节阀根据负荷设置预开度，保证吸收水及时到位。

7 混合器温度控制和盐酸连锁改造（见图4）

图4 混合器与乙炔气动阀和盐酸连锁逻辑改造前后示意图

为防止混和器游离氯超标，在合成混和器安装2只钽材质热电阻，并且和乙炔气动调节蝶阀连锁，同时，将温度送入盐酸工序和PVC 调节蝶阀或关系连锁，一旦温度高于30 ℃强制改吸收，但运行中发现连锁设置不合理。在夏季合成2#线混和器漏停车检修时，岗位人员通知仪表工将2# 线混和器温度计拆下，检修吊装混合器。检修完毕后，恢复温度计，但2# 线混和器温度突然高报连锁停车。分析原因为中午检修混和器时，封头敞开，太阳直射，待仪表工恢复温度计后，温度计迅速显示达到30 ℃造成2# 线混和器温度高报，系统停车，发现连锁存在不合理。