有關(guān)氯壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的探討

（新疆天業(yè)集團(tuán)天能化工公司，石河子市，832000） 張 靜

1 3K氯氣壓縮機(jī)特點(diǎn)及工藝流程

以3K氯氣壓縮機(jī)為例對(duì)其自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，這種壓縮機(jī)主要對(duì)葉輪高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的離心力進(jìn)行利用，使其對(duì)氯氣做功，進(jìn)而產(chǎn)生靜壓能及動(dòng)能。在實(shí)現(xiàn)電能到動(dòng)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，變速箱的轉(zhuǎn)速將獲得提升，而氯氣經(jīng)過(guò)一級(jí)壓縮之后溫度將會(huì)升高并進(jìn)入到一級(jí)冷卻器，在經(jīng)過(guò)冷卻之后則進(jìn)入到二級(jí)葉輪入口，然后經(jīng)過(guò)壓縮之后則進(jìn)到冷卻器以及其他的后續(xù)工序中。一般來(lái)說(shuō)，3K氯氣壓縮機(jī)主要的構(gòu)成包括變速箱、腔體、電機(jī)、中厚冷卻器以及潤(rùn)滑油站，在這整個(gè)系統(tǒng)中存在著很多聯(lián)鎖保護(hù)，主要的作用是排氣流量、排氣溫度、吸氣/排氣壓力、進(jìn)口導(dǎo)葉閥、機(jī)組自身回流閥等，確保壓力控制以及機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定。

要想做好氯壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，必須要熟悉其工藝流程，對(duì)于3K氯氣壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，主要的流程為：首先，由電解所得到的高溫濕氯氣會(huì)進(jìn)入到氯氣洗滌塔的下部，然后和由塔上部噴淋而來(lái)的氯水接觸，使其鹽霧及水氣得以去除。在氯水洗滌之后，濕氯氣將會(huì)從氯氣洗滌塔頂導(dǎo)出，進(jìn)而在鈦冷卻器中和冷凍水進(jìn)行熱交換，使其溫度得到有效地降低。完成以上流程之后，濕氯氣還將進(jìn)入到過(guò)濾器中將其水霧濾除，之后將進(jìn)入填料塔和稀酸進(jìn)行接觸，使其得到進(jìn)一步的干燥。經(jīng)過(guò)二段填料塔頂部的氯氣將會(huì)進(jìn)到泡罩塔下部和其中的硫酸接觸，最終使其完全干燥。經(jīng)過(guò)干燥之后的氯氣將會(huì)經(jīng)過(guò)酸霧捕集器進(jìn)入到氯壓機(jī)。

2 自動(dòng)化系統(tǒng)在氯壓機(jī)中的應(yīng)用

2.1 氯壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)概況

對(duì)于氯壓機(jī)來(lái)說(shuō)，主要的系統(tǒng)包括氯氣系統(tǒng)、主機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)以及密封系統(tǒng)，主要涉及的參數(shù)包括壓力、溫度、流量、軸位移以及軸振動(dòng)等，功能主要是對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)節(jié)以及進(jìn)行安全保護(hù)。基于此，在氯壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，除了要對(duì)溫度、壓力指示進(jìn)行設(shè)置之外，還要將其與信號(hào)引入到燒堿裝置DCS 控制系統(tǒng)，并由其完成系統(tǒng)的記錄、顯示、報(bào)警、控制以及聯(lián)鎖等功能。之所以這么做是因?yàn)镈CS控制系統(tǒng)除了功能較為完善之外，還具有比較高的可靠性，可以為控制方案的完成提供非常好的基礎(chǔ)。另外，DCS控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能是比較完善的，可以幫助工藝技術(shù)人員依據(jù)相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)組運(yùn)行情況的分析，進(jìn)而可以在更早的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相關(guān)的措施，因此還要確保現(xiàn)場(chǎng)儀表的可靠性。

2.2 以工藝需要進(jìn)行檢測(cè)儀表的配置

對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表屬于基礎(chǔ)，務(wù)必要確保其可靠性，因此，對(duì)于氯壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的選型、安裝、調(diào)試以及日常維護(hù)等工作，必須要給予充分的重視。一般來(lái)看，氯壓機(jī)主機(jī)主要包括了2個(gè)軸位移檢測(cè)點(diǎn)、4個(gè)軸振動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)以及8個(gè)軸瓦溫度檢測(cè)點(diǎn)，在氯壓機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，這14個(gè)檢測(cè)點(diǎn)發(fā)揮著非常重要的作用，是分析氯壓機(jī)運(yùn)行狀況并盡快發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行中存在問(wèn)題的關(guān)鍵。具體工作中，軸位移要控制在0.125mm以下，而軸振動(dòng)則處于0.038mm以下，至于軸瓦溫度則應(yīng)控制在75℃以下。如果這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常則意味著機(jī)組的運(yùn)行存在著不正常，或者存在一定的安全隱患，務(wù)必要采取一些相關(guān)的干預(yù)措施。

在機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)氯壓機(jī)的工況進(jìn)行干預(yù)確實(shí)起到了不錯(cuò)的效果，保障了機(jī)組的安全。此外，對(duì)氯壓機(jī)一至四級(jí)進(jìn)出口的氯氣溫度及壓力進(jìn)行檢測(cè)也可以幫助我們分析氯氣的工況，進(jìn)而對(duì)各級(jí)壓縮以及中冷器是否正常工作進(jìn)行判斷。當(dāng)然，針對(duì)密封系統(tǒng)以及潤(rùn)滑油的溫度、壓力、壓差監(jiān)測(cè)對(duì)于確保機(jī)組正常運(yùn)行也是非常重要的。

氯本身具有非常活潑化學(xué)性質(zhì)，因此其具有很強(qiáng)的腐蝕性，尤其在其含水的時(shí)候，其會(huì)生成鹽酸及次氯酸，很容易造成鋁、鐵碳合金、不銹鋼等金屬的腐蝕。一般來(lái)看，其含水量低于150ppm時(shí)才比較安全。基于這方面的考慮，氯氣含水量對(duì)于氯氣壓縮機(jī)或者管路來(lái)說(shuō)屬于非常重要的參數(shù)，在運(yùn)行的過(guò)程中要對(duì)其做好控制工作，使其值處于100ppm以下，一旦含水量大于150ppm，則必須進(jìn)行停車處理。在傳統(tǒng)的工作中，人工分析是最主要的監(jiān)測(cè)方法，但是這一方法除了導(dǎo)致人工分析工作量比較大之外，還存在著實(shí)效性差、分析誤差大的弊端，為確保符合氯氣含水量監(jiān)測(cè)要求則必須采取在線式的分析儀表，在這個(gè)過(guò)程中，除了要考慮氯本身的特點(diǎn)之外，還要結(jié)合氯壓機(jī)實(shí)際的情況，這里較為推薦的是LGA-4000半導(dǎo)體激光在線氣體分析儀，這一分析儀主要是利用了半導(dǎo)體激光吸收光譜氣體分析測(cè)量技術(shù)。具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：除光學(xué)視窗之外，其他部件將不會(huì)和氯氣存在直接的接觸；檢測(cè)響應(yīng)速度比較快，而且靈敏度非常高；具有非常高的智能化程度，便于進(jìn)行操作及維護(hù)。此外還要在中冷器的上水管及下水管中設(shè)置氯離子濃度監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)這一措施我們可以對(duì)中冷器的工況進(jìn)行直觀的判斷，以便盡快的找出中冷器中存在的問(wèn)題。

2.3 自動(dòng)控制回路

在氯氣壓縮機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，主要進(jìn)行了油壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、防喘振流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及密封氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)等的設(shè)置。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，如果流量低于某一數(shù)值則會(huì)出現(xiàn)喘振，這會(huì)對(duì)氯壓機(jī)的安全運(yùn)行造成非常大的危害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。為防止出現(xiàn)喘振問(wèn)題，除了要在人工操作方面給予足夠重視之外，還要做好防喘振流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的配置。舉例來(lái)說(shuō)，主要使用一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配合旁路手動(dòng)閥的方法，此種方式雖然在一般情況下可以滿足生產(chǎn)需要，但是針對(duì)機(jī)組停車以及氣動(dòng)閥故障的情況則難以發(fā)揮出相應(yīng)的作用。基于這一考慮，應(yīng)采取一些其他的措施，比如進(jìn)行兩臺(tái)并聯(lián)的DN200氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)置，這對(duì)于流量調(diào)節(jié)有著很好的效果，這兩臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥一臺(tái)為球閥，另一臺(tái)為蝶閥，具體的工作中可以根據(jù)具體的工藝要求對(duì)其進(jìn)行配合使用：正常工作中，一臺(tái)使用自動(dòng)控制方式，而另一臺(tái)則使用遙控方式，這就不但確保了回流量的正常，還可以根據(jù)具體的工況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

另外，在生產(chǎn)負(fù)荷波動(dòng)較大或者開(kāi)停車的時(shí)候，可在DCS操作站上進(jìn)行干預(yù)。通過(guò)實(shí)踐來(lái)看，這種流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性是非常高的，完全符合生產(chǎn)控制的需求。

2.4 聯(lián)鎖和安全保護(hù)系統(tǒng)

對(duì)于氯氣壓縮機(jī)系統(tǒng)聯(lián)鎖來(lái)說(shuō)，主要又可以分為油壓系統(tǒng)聯(lián)鎖以及機(jī)組聯(lián)鎖這兩部分。其中，油壓聯(lián)鎖系統(tǒng)除進(jìn)行油壓自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的配置之外，如果油壓小于設(shè)定值則還要啟動(dòng)輔油泵進(jìn)行補(bǔ)償從，以防止因單臺(tái)油泵故障所導(dǎo)致的氯壓機(jī)停車。此外，通過(guò)進(jìn)行連鎖停車系統(tǒng)的設(shè)置，可以在機(jī)組異常的時(shí)候完成自動(dòng)聯(lián)鎖停車。

對(duì)于機(jī)組來(lái)說(shuō)，其工作介質(zhì)屬于毒性很高的氯氣，在公司的生產(chǎn)中發(fā)揮了承上啟下的作用，因此為保證生產(chǎn)的環(huán)保穩(wěn)定、安全，務(wù)必要確保機(jī)組的運(yùn)行狀況安全可控。在這種背景下，聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要性尤為凸顯。具體來(lái)說(shuō)，為保證聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠和安全，可以采取以下措施：首先，對(duì)于軸位移、軸振動(dòng)以及軸瓦溫度的檢測(cè)點(diǎn)，要使用雙支檢測(cè)元件，這對(duì)于確保關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)的可靠性有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。其次，在氯壓機(jī)每次開(kāi)車之前要對(duì)聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，一旦遇到問(wèn)題則應(yīng)及時(shí)采取措施，避免聯(lián)鎖系統(tǒng)帶病運(yùn)行。第三，把氯壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)引入DCS系統(tǒng)，并通過(guò)DCS系統(tǒng)對(duì)工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)進(jìn)行記錄，進(jìn)而使生產(chǎn)操作人員可以對(duì)機(jī)組運(yùn)行情況等有充分的了解，最終確保機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。

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