氯堿裝置儀表自動(dòng)化改造總結(jié)

陳玉銀

（新疆天業(yè)天能化工有限公司，新疆 石河子 832000）

新疆天業(yè)天能化工有限公司氯堿項(xiàng)目于2009年4月開工建設(shè)，2010年10月建成投產(chǎn)。是天業(yè)集團(tuán)集成20萬t/a，一期40萬t/a 項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上打造的循環(huán)經(jīng)濟(jì)三期項(xiàng)目。燒堿生產(chǎn)采用了具有國際先進(jìn)水平的高電流密度離子膜電解槽、節(jié)能環(huán)保的固堿濃縮裝置；PVC 生產(chǎn)采用了大型干法乙炔發(fā)生器、105 m3聚合釜和自動(dòng)密閉入料工藝。自動(dòng)控制采用了DCS 自動(dòng)控制系統(tǒng)及OPC 信息化管理系統(tǒng)等行業(yè)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)。現(xiàn)場儀表大部分選用了具有國際先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品。開車以來，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。經(jīng)過實(shí)踐摸索，找出原因并進(jìn)行了技術(shù)改造，逐步完善了儀表控制。

1 預(yù)處理器自控閥改造

一次鹽水經(jīng)過前反應(yīng)桶后經(jīng)過加壓泵進(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，效體液位的測量非常關(guān)鍵，以前采用過雙法蘭差壓變送器、磁翻柱、射頻導(dǎo)納測量液位，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)在長時(shí)間高溫腐蝕下，存在維護(hù)量大的問題。經(jīng)過考察，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)測量，如圖1。

圖1 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝

3 電解工序液位控制改為變頻泵控制

鹽水高位槽是精鹽水經(jīng)過樹脂塔后向電解槽去的1個(gè)緩沖容器，通過高位差將鹽水壓入電解槽。原設(shè)計(jì)中有2套液位控制系統(tǒng)，控制精鹽水泵供給樹脂塔的鹽水流量，運(yùn)行中存在如下問題：2開3備精鹽水泵分別控制一、二期高位槽液位，閥門開度小時(shí)，對(duì)自控閥沖刷嚴(yán)重，尚存在節(jié)能空間，高位槽的液位要求控制為70%，天能化工對(duì)高位槽的液位控制進(jìn)行技術(shù)改造。保留高位槽液位調(diào)節(jié)閥，增加2臺(tái)變頻器、2臺(tái)壓力變送器，由變頻器調(diào)節(jié)精鹽水泵的轉(zhuǎn)速（見圖2）將泵出口總管壓力控制穩(wěn)定，由各自回流調(diào)節(jié)閥控制高位槽液位。技術(shù)改造后，電動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作在50%頻率左右，即能滿足工藝要求，即使變頻器出現(xiàn)問題，備泵開啟，也能迅速保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

圖2 鹽水高位槽液位調(diào)節(jié)

4 氯氣干燥新加硫酸濃度測量儀

在氯堿生產(chǎn)過程中，需要使用濃硫酸干燥濕氯氣，硫酸的濃度直接影響干燥效果，進(jìn)而影響氯氣中的水含量，影響整個(gè)氯堿生產(chǎn)。因此，硫酸濃度分析檢驗(yàn)工作至關(guān)重要。采用人工分析硫酸濃度，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測硫酸濃度的變化趨勢。采用在線電磁式濃度測量儀能有效反映氯干燥運(yùn)行狀態(tài)，有效的控制生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，在連續(xù)生產(chǎn)中，能及時(shí)跟蹤硫酸濃度變化趨勢，及時(shí)提示更換濃硫酸液，以達(dá)到穩(wěn)定的干燥效果，見圖4。

圖3 硫酸濃度測量儀安裝位置示意圖

5 氯壓機(jī)冷卻器增加pH 計(jì)

該公司采用西門子3K 機(jī)輸送氯氣，在進(jìn)氯壓縮機(jī)入口，安裝了采用五氧化二磷氯含水濃度分析儀，能及時(shí)檢測出氯氣含水情況，但是氯壓縮采用三級(jí)壓縮，每一級(jí)壓縮后，氯氣溫度升高，采用循環(huán)水冷卻器將氯氣降溫后進(jìn)入后一級(jí)壓縮。一旦冷卻器發(fā)生泄漏，冷卻水有可能進(jìn)入氯氣總管，對(duì)設(shè)備造成致命傷害。為及時(shí)跟蹤冷卻器運(yùn)行狀況，在冷卻器回水總管安裝pH 計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻器泄漏情況，保證生產(chǎn)的安全運(yùn)行。2臺(tái)氯氣壓縮機(jī)安裝6臺(tái)在線pH計(jì)，實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)視冷卻器運(yùn)行，使用2年，運(yùn)行平穩(wěn)。

6 鹽酸吸收水和PVC 閥連鎖改造

鹽酸工段正常生產(chǎn)的氯化氫氣體經(jīng)過去PVC調(diào)節(jié)蝶閥送至合成工序，但一旦合成工序或鹽酸工序緊急，吸收水輸送不及時(shí)，造成氯化氫外排，環(huán)境污染和安全隱患。針對(duì)這一問題，新加純水緩沖罐和加壓泵，安裝調(diào)節(jié)閥和壓力變送器，保證上水壓力穩(wěn)定，吸收水調(diào)節(jié)閥根據(jù)負(fù)荷設(shè)置預(yù)開度，保證吸收水及時(shí)到位。

7 混合器溫度控制和鹽酸連鎖改造（見圖4）

圖4 混合器與乙炔氣動(dòng)閥和鹽酸連鎖邏輯改造前后示意圖

為防止混和器游離氯超標(biāo)，在合成混和器安裝2只鉭材質(zhì)熱電阻，并且和乙炔氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥連鎖，同時(shí)，將溫度送入鹽酸工序和PVC 調(diào)節(jié)蝶閥或關(guān)系連鎖，一旦溫度高于30 ℃強(qiáng)制改吸收，但運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)連鎖設(shè)置不合理。在夏季合成2#線混和器漏停車檢修時(shí)，崗位人員通知儀表工將2# 線混和器溫度計(jì)拆下，檢修吊裝混合器。檢修完畢后，恢復(fù)溫度計(jì)，但2# 線混和器溫度突然高報(bào)連鎖停車。分析原因?yàn)橹形鐧z修混和器時(shí)，封頭敞開，太陽直射，待儀表工恢復(fù)溫度計(jì)后，溫度計(jì)迅速顯示達(dá)到30 ℃造成2# 線混和器溫度高報(bào)，系統(tǒng)停車，發(fā)現(xiàn)連鎖存在不合理。

8 水堿洗工序新加酸濃度計(jì)

水堿洗工序?qū)⑥D(zhuǎn)化器送來的粗VC 經(jīng)組合塔脫酸后送入水洗塔堿洗塔脫酸。但是原設(shè)計(jì)組合塔、水洗塔下酸濃度采用化驗(yàn)取樣分析，然后再調(diào)節(jié)水的加入量，存在調(diào)節(jié)滯后，操作工不能及時(shí)掌握下酸濃度，改為在線濃度計(jì)后，實(shí)時(shí)跟蹤下酸濃度，保證及時(shí)調(diào)節(jié)。