PVC生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化改造小結(jié)

馬致昌，吉建紅，劉 堂

（天辰化工有限公司，新疆 石河子 832000）

PVC生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化改造小結(jié)

馬致昌，吉建紅，劉 堂

（天辰化工有限公司，新疆 石河子 832000）

介紹了從生產(chǎn)、安全2方面對(duì)PVC系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造，通過(guò)不斷完善精餾的排水系統(tǒng)、軟水槽的自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)、固堿干燥器的自動(dòng)排堿操作、聚合涂壁水的自動(dòng)回收裝置等系統(tǒng)的自動(dòng)化操作，提高了現(xiàn)場(chǎng)的勞動(dòng)效率，減少崗位人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。

生產(chǎn)；安全；自動(dòng)化；改造

自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，是工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，隨著化工生產(chǎn)裝置規(guī)模的擴(kuò)大及在高產(chǎn)值方面的進(jìn)展，生產(chǎn)安全、可靠的重要性越來(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)。因此，只限于報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)措施是不夠的。要依靠控制理論的進(jìn)展和計(jì)算機(jī)的運(yùn)算分析能力，更進(jìn)一步地研究、推廣應(yīng)用故障檢測(cè)與診斷及不正常情況的監(jiān)測(cè)與剖析，使安全控制上一個(gè)新臺(tái)階。天辰化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱天辰化工)一直重視生產(chǎn)中自動(dòng)化的控制，在天辰化工籌建初期就引進(jìn)DCS集中控制的理念并得以實(shí)施，隨著用工成本的日益高漲，自動(dòng)化控制在節(jié)約成本減少操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度方面的優(yōu)勢(shì)亦越發(fā)明顯，但天辰化工生產(chǎn)中的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題在當(dāng)時(shí)籌建時(shí)考慮的并不完善，尤其是精餾系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)幾年的改造，天辰化工自動(dòng)化控制上了一個(gè)新臺(tái)階，現(xiàn)就后期一些自動(dòng)化項(xiàng)目的改造做一小節(jié)。

1 生產(chǎn)自動(dòng)化的改造

1.1 精餾排水自動(dòng)化改造

精餾系統(tǒng)是對(duì)氯乙烯單體進(jìn)行精制的一個(gè)單元，而在精制系統(tǒng)單體排水是一個(gè)非常關(guān)鍵的操作，這是因?yàn)槁纫蚁怏w在精餾系統(tǒng)經(jīng)過(guò)冷凝后變成液體，單體在分水槽等其他設(shè)備靜置時(shí)由于密度差的關(guān)系，水會(huì)靜置在下層通過(guò)相關(guān)管道排除，達(dá)到單體進(jìn)一步脫水的目的。該公司精餾系統(tǒng)目前需要排水的設(shè)備有：精餾分水槽、精餾油水分離器、單體冷卻器。目前的排水方式是每小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)各設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)排污，排污水后水至集水罐后，對(duì)水中的單體進(jìn)行回收后再由操作人員對(duì)集水罐中的水進(jìn)行排水處理。此種操作方法不僅現(xiàn)場(chǎng)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且不容易判斷是否已經(jīng)將各設(shè)備中的水排污，容易將單體排至集水罐，不僅造成集水罐回收時(shí)間延長(zhǎng)，回收變困難，而且容易造成排污管線凍塞。

針對(duì)以上情況天辰化工對(duì)系統(tǒng)排水進(jìn)行自動(dòng)化改造。改造流程圖見圖1。

圖1 精餾排污自動(dòng)化改造流程圖

操作步驟如下。

(1)分水槽KV5256開啟排水時(shí)，當(dāng)集水槽壓力PIT5210壓力到30 kPa(可根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)節(jié))時(shí)，KV5256關(guān)閉；間隔1 h(可根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)節(jié))后，冷卻器KV5258開啟，當(dāng)集水槽壓力PIT5210壓力到30 kPa時(shí)，KV5256B關(guān)閉。間隔1 h(可根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)節(jié))后KV5257開啟，當(dāng)集水槽壓力PIT5210到30 kPa時(shí)KV5257關(guān)閉。

(2)集水槽液位LIT5264到0.7m、壓力PIT5210＜15 kPa時(shí)，集水槽排污KV5256G開啟排水，當(dāng)液位LIT5264到0.1 m時(shí)，KV5256G關(guān)閉。

(3)當(dāng)集水槽排污 KV5256G開啟排水時(shí)，KV5258、KV5257、KV5256禁止開啟。

(4)當(dāng)集水槽液位LIT5264達(dá)到0.7 m高線時(shí)KV5258、KV5257、KV5256禁止開啟，待集水槽排空時(shí)在排水。

(5)當(dāng)KV5258、KV5257、KV5256開啟排污超過(guò)2 min未關(guān)閉時(shí)向中控發(fā)報(bào)警，中控檢查集水槽液位及壓力變化，正常取消報(bào)警；如液位、壓力無(wú)變化及時(shí)聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)檢查排水管線是否有凍堵并疏通。

1.2 精餾尾氣增加氣動(dòng)閥的自動(dòng)化改造

精餾尾氣的控制一直是精餾系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn),天辰化工一、二期精餾尾氣一、二級(jí)共用1臺(tái)氣動(dòng)閥DN200，在使用過(guò)程中需現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)一、二級(jí)尾氣現(xiàn)場(chǎng)手閥進(jìn)行調(diào)整，中控對(duì)精餾單臺(tái)尾氣溫度難以控制，現(xiàn)場(chǎng)人員操作難度較大，操作相對(duì)頻繁，加大了現(xiàn)場(chǎng)操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，由于對(duì)尾氣現(xiàn)場(chǎng)閥門頻繁的調(diào)整，閥門經(jīng)常損壞，造成成本上升。在尾氣化冰時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)工藝管線的限制，造成二級(jí)尾氣化冰時(shí)，需將尾氣并聯(lián)，放空量較大，增大了尾氣吸附的負(fù)荷。改造前尾氣流程圖見圖2。

圖2 精餾尾氣改造前工藝流程圖

針對(duì)以上情況精餾尾氣增加了8臺(tái)尾氣冷凝器-35℃鹽水調(diào)節(jié)氣動(dòng)閥 (除4#尾氣為DN50規(guī)格外，其余均為DN80規(guī)格)，增加了1條DN50二級(jí)尾氣冷凝器化冰管線，增加了1條DN50尾氣鹽水放空管線。改造后尾氣流程圖見圖3。

圖3 改造后精餾尾氣工藝流程圖

尾氣使用時(shí)為一二級(jí)串聯(lián)，正常生產(chǎn)時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)操作人員協(xié)同中控進(jìn)行尾氣冷凝器的斷并操作，中控根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)?，F(xiàn)場(chǎng)在一、二期尾氣鹽水上水各增加2臺(tái)氣動(dòng)閥(一級(jí)加DN80調(diào)節(jié)閥4臺(tái)，二級(jí)加DN80調(diào)節(jié)閥2臺(tái)，DN50調(diào)節(jié)閥2臺(tái))，現(xiàn)場(chǎng)人員切換尾氣時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)手閥全開，中控人員通過(guò)氣動(dòng)閥控制精餾尾氣出口溫度。

在一級(jí)尾氣進(jìn)口抽DN50的管線連接至二級(jí)尾氣進(jìn)口閥閥后，在化冰時(shí)，將化冰管線閥門打開，引入少量高溫氣體對(duì)二級(jí)尾氣進(jìn)行化冰，減少二級(jí)尾氣化冰時(shí)間，保證備用尾氣正常使用，確保系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

技改完成后，實(shí)現(xiàn)了精餾尾氣單臺(tái)控制，減少了現(xiàn)場(chǎng)的操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了閥門的更換頻次，節(jié)約了成本，減少了化冰時(shí)間，降低了尾氣放空量，提高了尾氣冷凝器的利用率，使生產(chǎn)系統(tǒng)更平穩(wěn)高效運(yùn)行。項(xiàng)目目前運(yùn)行穩(wěn)定，各尾氣的溫度控制比較穩(wěn)定，尾氣切換化冰的時(shí)間延長(zhǎng)，達(dá)到了節(jié)約成本及自動(dòng)化的目的

1.3 固堿干燥器排堿回收的自動(dòng)化改造

固堿干燥器是對(duì)精單體進(jìn)行最后一道除水的工序，固堿干燥系統(tǒng)是利用固堿的吸濕性，通過(guò)物理吸收的方式將單體中含有的水分吸附，同時(shí)利用濃堿的自重比單體重的性質(zhì)，將匯聚在固件干燥器底部的濃堿排入集堿槽，來(lái)實(shí)現(xiàn)除去精單體中含有的大部分水分的目的。但堿液由干燥器底部排入集堿槽的操作為手動(dòng)，每小時(shí)需對(duì)固堿干燥器進(jìn)行排堿，耗時(shí)耗力且現(xiàn)場(chǎng)員工個(gè)人操作經(jīng)驗(yàn)的不同，操作時(shí)存在排堿不徹底或排堿時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成管線凍堵現(xiàn)象，針對(duì)以上現(xiàn)象對(duì)排堿管線增加氣動(dòng)閥控制是非常必要的，其工藝流程圖見圖4。

圖4 固堿干燥器排污自動(dòng)化改造

新增固堿干燥器A/B共用排堿氣動(dòng)閥KV6230A，新增固堿干燥器C/D共用排堿氣動(dòng)閥KV6230B，集堿槽增加排污氣動(dòng)閥KV6230；新增固堿干燥器KV6230A開啟排堿時(shí)，當(dāng)集堿槽壓力PIT6236壓力到60 kPa(可根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)節(jié))時(shí)，KV6230A關(guān)閉；間隔1 h(間隔時(shí)間可根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)節(jié))后，新增固堿干燥器KV6230B開啟排堿時(shí)，當(dāng)集堿槽壓力PIT6236壓力到60 kPa(可根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)節(jié))時(shí)，KV6230B關(guān)閉。當(dāng)集堿槽液位LIT6236到0.6 m、壓力PIT6236＜20 kPa時(shí)，集水槽排污KV6230開啟排堿，當(dāng)液位LIT6230到0.1 m時(shí)，KV6230關(guān)閉。

1.4 精餾蒸發(fā)冷補(bǔ)水的自動(dòng)化改造

精餾系統(tǒng)蒸發(fā)式冷凝器由于環(huán)境溫度和系統(tǒng)負(fù)荷的影響，需要及時(shí)調(diào)整軟水補(bǔ)給量，此項(xiàng)操作均為人為操作，且操作平臺(tái)位于一期精餾系統(tǒng)三樓，不利于崗位操作。將現(xiàn)有蒸發(fā)冷水槽增加溢流管線，保證蒸發(fā)冷水槽內(nèi)的水能夠始終滿足循環(huán)量。多余的補(bǔ)水溢流至補(bǔ)水罐，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水的目的。

2 安全自動(dòng)化的改造

2.1 現(xiàn)場(chǎng)排污增加反饋裝置

天辰化工現(xiàn)場(chǎng)所有排污點(diǎn)中有52個(gè)點(diǎn)是可燃?xì)怏w或液體排污，這些排污點(diǎn)有些通過(guò)加裝氣動(dòng)閥裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)排污并能在DCS畫面實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，但大部分排污是操作人員現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作的。為安全起見在執(zhí)行排污操作時(shí)必須是2名操作人員同時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)，一人排污一人監(jiān)護(hù)。在排污過(guò)程中，如果操作人員責(zé)任心不強(qiáng)，排污完成后未能將排污閥關(guān)死，操作人員一旦離開排污現(xiàn)場(chǎng)會(huì)造成大量可燃?xì)怏w或液體的泄露，甚至造成安全事故。為防止上述情況的發(fā)生天辰化工在每個(gè)重點(diǎn)排污閥門上都安裝了一種帶反饋信號(hào)的報(bào)警裝置，此種裝置是在現(xiàn)場(chǎng)人員操作閥門排污時(shí)，可以將閥門的開關(guān)信號(hào)傳送至監(jiān)控電腦上，增加排污反饋信號(hào)后有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)便于中控操作人員能夠及時(shí)的監(jiān)測(cè)到排污情況，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)操作后未能將排污閥門關(guān)死的情況中控人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)給予提醒。

(2)便于對(duì)于排污頻次以及操作記錄的檢查，如果一旦發(fā)生事故可以通過(guò)中控電腦記錄曲線查找事故原因。

(3)現(xiàn)場(chǎng)排污時(shí)只需要一人，中控人員作為監(jiān)護(hù)人員即刻完成排污操作，從而達(dá)到人員配置的最優(yōu)化。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)區(qū)域增加監(jiān)控裝置

天辰化工目前有188個(gè)攝像頭，對(duì)全廠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)都能得到回復(fù)，2016年考慮到合成、聚合現(xiàn)場(chǎng)的特殊性又對(duì)以上2個(gè)工段重點(diǎn)的排污以及單體泵的啟停處增加了12臺(tái)監(jiān)控器，實(shí)現(xiàn)中控室與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)雙向監(jiān)控。對(duì)于以上區(qū)域，中控人員可以隨時(shí)切換監(jiān)控畫面，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，正真做到安全、生產(chǎn)無(wú)死角。

3 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)自動(dòng)化作為現(xiàn)代先進(jìn)工業(yè)科學(xué)的核心技術(shù)，是工業(yè)現(xiàn)代化的物質(zhì)基石和重要標(biāo)志。不斷的去研究和使用工業(yè)自動(dòng)化改造和工業(yè)化的發(fā)展有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義，天辰化工一直致力于提高生產(chǎn)自動(dòng)化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約人力成本。近年來(lái)公司投入大量資金進(jìn)行自動(dòng)化改造，效果顯著。不但從根本上節(jié)約成本，而且真正做到安全生產(chǎn)。

Summary of automation reconstruction of PVC production system

MA Zhi-chang，JI Jian-hong，LIU Tang
（Tianchen Chemical Co.,Ltd.,Shihezi 832000，China）

This paper introduces the PVC system for automated transformation from producation and safety，through continuous improvement of distillation of the drainage system，automatic replenishment system of soft water，solid alkali dryer automatic alkali discharge operation，polymerization wall coated water automatic recovery device and system automation，improve the site labor efficiency，reduce the labor intensity of staff positions，ensuring the safe and reliable operation of the system.

：production；safety；automation；transformation

TP272

：B

：1009-1785(2016)10-0032-03

2016-08-12