燒堿自動化改造總結

劉彩紅

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯堿有限責任公司隸屬于唐山三友集團，一期裝置于2004年建立并開工建設2005年投產。二期裝置于2006年設計安裝，2007年開車達產。在近六年的生產運行管理和項目擴建設計中，在自動化控制方面，一直進行著不懈的改造。

1 壓縮機停機連鎖設置更改

氯氣、氫氣壓縮機是連接氯氣、氫氣處理單元與電解單元的關鍵設備，在流程中均設計了連鎖程序，并且是雙向連鎖，即電解單元全停，連鎖氫氣、氯氣壓縮機停車；氫氣或氯氣壓縮機停車，連鎖電解單元全停，以保證電解離子膜的安全。

該公司一期系統氯氣、氫氣壓縮機采用的是液環泵，均設置3臺，運行中開2備1。連鎖程序設計采用3臺機組1個連鎖點，即3臺壓縮機全部停車，連鎖條件成立，電解停車。在運行中發現，此種連鎖設計存在如下缺陷：裝置處于滿負荷運行時，出現一臺機組因機組機械故障或誤操作停車，電解單元不會立即停車，但此時系統壓力無法控制，最終因膜壓差超出控制值連鎖，極容易因大壓差傷害離子膜，造成生產安全事故。

結合生產實際情況，權衡連鎖改動前后的弊端，對壓縮機的連鎖程序進行更改，為每臺機組設置系統連鎖關系，由原來“與”的關系變成“或”的關系。改動前后的連鎖邏輯圖如圖1。

連鎖改動后，雖有可能增加停車幾率，但是避免了因機組突然停車造成離子膜承受大壓差的問題，保護了氯堿生產的核心部件離子膜，保證了生產安全。

2 合成爐增加切斷閥改造及其連鎖設置

為保證氯乙烯生產的安全，合成爐始終以過氫條件運行，在穩定燃燒時，是安全的。當發生系統停車后，合成爐應確保原料氫氣、氯氣全部切斷，并迅速置換，一旦出現氫氣或氯氣經合成爐未切斷的管路互串問題，會發生爆炸事故。該公司曾發生一起這樣的事故，因停車后合成爐氯氣閥門沒有及時關閉，合成爐送出的未反應的過剩氫氣經合成爐氯氣管道，反流到氯氫處理的干燥塔，在開車過程中，干燥塔發生破裂。

事故后，立即對此問題進行研究，決定在每臺爐的進爐氫氣、氯氣管道上增加切斷閥。并設置如下連鎖關系如圖2所示。（1）電解單元停車，每臺合成爐氯氣、氫氣切斷閥連鎖關閉，即為正常運行時，切斷閥連鎖投入狀態下，電解槽全停則所有合成爐氯氣、氫氣切斷閥關閉，如“系統停車連鎖關系圖”所示；（2）為避免切斷閥因故障非人為意愿關閉而造成事故，特殊設置了如下連鎖，即合成爐正常運行時，若DCS系統收到氯氣或氫氣切斷閥關閉的反饋信號，且對應的流量突然降低至小于100 m3/h，此時另一個切斷閥也連鎖關閉，相當于自動滅爐，如“單臺合成爐連鎖關系圖”所示，在連鎖投入的狀態下，運行中合成爐氫氣切斷閥故障關閉，氫氣流量消失，氯氣閥也連鎖關閉以滅爐保證安全。

3 涉氯設備應用在線監測儀表

氯氣液化器是液氯生產的主要設備之一，大多采用管殼式換熱器設計。一般，氯氣走管程，冷卻水走殼程。由于氯氣與水接觸，會溶于水形成既有強氧化性又有強酸性的腐蝕溶液，造成設備管道的快速腐蝕，發生生產事故。嚴重時，會造成不可估量的可怕后果。所以，涉氯設備發生內漏時，應早發現，早處理，使用在線監測儀表是做到早發現的一個重要手段。

該公司開車初期，發生過一次液化器泄漏，由于發現晚，對系統影響較大，險些造成大的事故。為了避免事故再次發生，在每臺液化器循環回水增加氧化還原電位（ORP）監測，隨時掌握液化器的運行情況。由于氯氣具有較強的氧化性，當氯氣泄漏進入循環水中時，在線ORP計的反應十分靈敏，即使是微量泄漏，也可以檢測出來，以便及時進行事故處理，將泄漏液化器切除出系統。改造后儀表安裝位置如圖3所示。

4 電氣系統增加防晃電裝置

現在設計的氯堿企業一般都配置雙路電源用于穩定生產，并且配備應急電源以保證停電時間較長的情況下廢氣吸收裝置的運行。

雙路電源的設計可以保證系統停車下的安全裝置的運行，但是其中一路電源失電時，轉動設備就會停止運行，只有人為切換供電裝置，才能再次開啟設備。另外一種特殊情況是，在用的一路電源因某種原因突然出現閃動，并非徹底失電，轉動設備仍然會發生停機，造成生產系統停車，該公司即因此問題多次造成全線停車的事故。

針對這一問題，對于重要的轉動設備增加防晃電裝置，采用NSFC4跌壓延時系列產品，電壓下降到額定電壓的40%，延時0.5 s，解決晃電難題。其原理為，晃電對于系統的影響取決于電源電壓的下降速率和持續時間，系統大，電容作用將延緩電壓下降和上升速率，當電壓下降到電源接觸器的釋放電壓及持續時間超過釋放時間時，接觸器立即脫扣。如果電源出現突然閃動，轉速不會出現明顯下降，晃電消失，電源系統恢復正常后，電機恢復原有運行狀態。

5 結語

企業的發展，首先是自動化的發展程度，自動化程度越高，安全系數越高，穩定性越好。自動化還可有效降低勞動強度，降低生產成本。

燒堿自動化系統需根據具體的工藝流程進行不斷完善、改進，使生產系統中各崗位間的相互聯系更加緊湊，通過一些串級、連鎖設置使系統更加安全穩定。