氯氫處理工序聯(lián)鎖問(wèn)題及解決方法

孫龍彬，李鵬智

(陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林 719319)

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“陜西北元”)第1期50萬(wàn)t/a聚氯乙烯、40萬(wàn)t/a燒堿裝置于2010年7月開(kāi)車(chē)投運(yùn)。為保證安全生產(chǎn)，防止異常情況生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，這套生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)工藝聯(lián)鎖較多。本文中主要介紹其中幾個(gè)涉及到氯氫處理工序的工藝聯(lián)鎖在運(yùn)行中存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施。

1 工藝簡(jiǎn)介

由電解工序來(lái)的濕氫氣進(jìn)入氫氣洗滌塔洗滌冷卻；然后一路進(jìn)入氫氣壓縮機(jī)加壓，經(jīng)過(guò)氫氣后冷卻器、氫氣水霧捕集器，送至氯化氫合成爐，另一路進(jìn)入氫氣氣柜來(lái)保證本工序氫氣壓力穩(wěn)定。來(lái)自電解的氯氣進(jìn)入一級(jí)填料干燥塔、二級(jí)填料干燥塔、泡罩塔，得到氯氣含水量不高于0.02%。干燥后的氯氣進(jìn)入氯氣壓縮機(jī)加壓至0.2 MPa左右，送至氯化氫合成爐。合格的氯氣和氫氣在合成爐內(nèi)燃燒生成氯化氫氣體。氯化氫合成爐出口分為2路：一路經(jīng)過(guò)氯化氫緩沖罐、石墨冷卻器、酸霧捕集器后送至VCM合成工序；另一路通過(guò)一級(jí)降膜吸收器、二級(jí)降膜吸收器、尾氣吸收塔，制作成高純鹽酸供用戶(hù)使用[1]。

2 運(yùn)行中存在問(wèn)題的聯(lián)鎖及改進(jìn)措施

2.1 VCM停車(chē)時(shí)氯化氫出酸聯(lián)鎖存在問(wèn)題及改進(jìn)措施

2.1.1 VCM停車(chē)時(shí)氯化氫出酸聯(lián)鎖

VCM停車(chē)時(shí)，為了保持離子膜電解系統(tǒng)的安全運(yùn)行，設(shè)置氯化氫出酸聯(lián)鎖邏輯，即氯化氫接到VCM停車(chē)信號(hào)后，合成爐供氣切換到出酸狀態(tài)(單臺(tái)合成爐出酸聯(lián)鎖可以通過(guò)旁路選擇)。

(1)開(kāi)啟一段石墨冷卻器排酸閥HV-5466A～E/2HV-5466A～E。

(2)開(kāi)啟尾氣吸收塔進(jìn)水控制閥FV-5455A～E/2FV-5455A～E(根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷面板上設(shè)定)，當(dāng)流量達(dá)到設(shè)定流量(根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷在面板上更改)時(shí)，F(xiàn)IC-5455A～E/2FIC-5455A～E投入自動(dòng)。

(3)延時(shí)5 s開(kāi)啟進(jìn)一段石墨冷卻器氯化氫氣體開(kāi)關(guān)閥HV-5452A～E/2HV-5452A～E(根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷在面板上設(shè)定)，10 s后HV-5452A～E/2HV-5452A～E設(shè)為自動(dòng)狀態(tài)，且S與聯(lián)鎖前的合成爐出口(PT-5460)壓力值相等。

2.1.2 存在問(wèn)題

當(dāng)VCM合成崗位出酸聯(lián)鎖觸發(fā)后，氯化氫合成崗位只是對(duì)應(yīng)的出酸閥門(mén)動(dòng)作，無(wú)報(bào)警燈提示消息。這就導(dǎo)致在操作人員不知情的情況下，無(wú)法第一時(shí)間判斷事故原因，須要通過(guò)和VCM合成崗位人員溝通聯(lián)系等判斷事故原因，使應(yīng)急處置變慢，很有可能引發(fā)次生事故。

2.1.3 解決方法

VCM聯(lián)鎖氯化氫合成爐出酸聯(lián)鎖增加報(bào)警。①VCM出酸聯(lián)鎖觸發(fā)后在保證原程序不變的情況下，增加VCM出酸聯(lián)鎖報(bào)警信息(報(bào)警信息欄：R1VCM TRIP為A線，R2VCM TRIP為B線)并且自動(dòng)彈出報(bào)警對(duì)話框。②單臺(tái)合成增加出酸聯(lián)鎖投退報(bào)警信息。

2.2 氯氣壓縮機(jī)或氫氣壓縮機(jī)與電解裝置的聯(lián)鎖存在問(wèn)題及改進(jìn)措施

2.2.1 氯氣壓縮機(jī)或氫氣壓縮機(jī)與電解裝置的聯(lián)鎖

當(dāng)氯氣壓縮機(jī)或氫氣壓縮機(jī)滿足下列任一條件時(shí)，聯(lián)鎖停離子膜電解整流器：①當(dāng)單條線離子膜電解槽電流負(fù)荷之和大于45 kA時(shí)，必須2臺(tái)氯氣壓縮機(jī)和2臺(tái)氫氣壓縮機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)；②當(dāng)單條線離子膜電解槽電流負(fù)荷之和大于93 kA時(shí)，必須3臺(tái)氯氣壓縮機(jī)和3臺(tái)氫氣壓縮機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.2 存在問(wèn)題

2017年1月15日，氯堿分廠電解a線聯(lián)鎖停車(chē)，停車(chē)原因?yàn)閍線的氯壓機(jī)b信號(hào)線松動(dòng)脫落，運(yùn)行信號(hào)丟失，觸發(fā)氯壓機(jī)與電解槽的聯(lián)鎖。經(jīng)排查，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為a線的氯壓機(jī)b處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

氯壓機(jī)和氫壓機(jī)本身與電解聯(lián)鎖信號(hào)為運(yùn)行氯氫壓機(jī)運(yùn)行信號(hào)，即氯氫壓機(jī)運(yùn)行信號(hào)丟失對(duì)應(yīng)電解槽停車(chē)。即這種信號(hào)丟失原因不一定是氯壓機(jī)停機(jī)，也有可能是接線松動(dòng)或接觸不良而導(dǎo)致。不要因此造成不必要的停車(chē)。

2.2.3 解決方法

氯氫壓機(jī)增加電流聯(lián)鎖信號(hào)變更。在原氯氫壓機(jī)聯(lián)鎖信號(hào)中增加氯氫壓機(jī)電流信號(hào)(聯(lián)鎖值數(shù)據(jù)來(lái)源為氯氫壓機(jī)空載60%電流值)，即氯氫壓機(jī)運(yùn)行信號(hào)和電流信號(hào)同時(shí)丟失才會(huì)觸發(fā)聯(lián)鎖，信號(hào)去離子膜電解。

2.3 氯堿分廠氫氣氣柜聯(lián)鎖存在問(wèn)題及處理措施

2.3.1 氯堿分廠氫氣氣柜聯(lián)鎖

當(dāng)氫氣氣柜高度極高達(dá)HH時(shí)(90%)，氫氣放空閥HV-5901/2HV-5901打開(kāi)；當(dāng)氣柜高度達(dá)到極低LL時(shí)(15%)，氫氣壓縮機(jī)跳停。

2.3.2 存在問(wèn)題

2013年11月1日2時(shí)9分11秒，氯堿分廠氯氫處理DCS記錄顯示氣柜液位為100%，聯(lián)鎖HV5901和PV5901氫氣放空全部打開(kāi)，導(dǎo)致氣柜液位降至0，洗滌塔與氫壓機(jī)進(jìn)口壓力降為0，而DCS人員沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致氣柜平壓運(yùn)行5 min之久，形成很大的安全隱患。

氫氣氣柜液位計(jì)只有1個(gè)遠(yuǎn)傳液位計(jì)，當(dāng)氫氣氣柜液位計(jì)故障時(shí)，直接觸發(fā)聯(lián)鎖。

2.3.3 處理措施

將氫氣氣柜液位監(jiān)控設(shè)置成3選2液位計(jì)，并要求儀表人員定期檢查。3個(gè)液位計(jì)按液位值的大小取中間值作為聯(lián)鎖觸發(fā)值。

3 結(jié)語(yǔ)

安全聯(lián)鎖裝置突出的特點(diǎn)就是聯(lián)鎖性，即在故障中保證所有相關(guān)的系統(tǒng)都會(huì)相互制約，使2種運(yùn)動(dòng)或者操控協(xié)調(diào)起來(lái)，保證多個(gè)系統(tǒng)的同步安全控制，是各種生產(chǎn)設(shè)備使用最多并安全可靠的裝置。所以只有在生產(chǎn)過(guò)程中不斷總結(jié)，不斷優(yōu)化聯(lián)鎖系統(tǒng)，保證聯(lián)鎖系統(tǒng)完好運(yùn)行，才能在關(guān)鍵時(shí)刻更好地保證整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)安全與穩(wěn)定。