烧碱系统自动化控制优化

金恩宇,王浩,谭树秀

青岛海湾化学有限公司     山东省青岛市 266000

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国化工行业发展的步伐。当前，为了确保离子膜烧碱生产系统生产过程的安全稳定，配套设置了废氯气处理系统，即次氯酸钠生产系统，用于处理离子膜烧碱生产系统开、停车阶段电解工序、氯氢处理工序、氯化氢合成工序、液氯工序等处产生的废氯气、氯气透平机中间腔处废氯气以及事故氯气等。废氯气处理的原理为含氯废气在串联的一级废氯气吸收塔和二级废氯气吸收塔中与碱液逆流接触发生化学反应，生成次氯酸钠，尾气排放至大气中。本文主要对烧碱系统自动化控制优化做论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。具体详情如下。

关键词：烧碱系统；自动化；控制优化

引言

随着工业集成化、网络化、信息化的发展，将多种系统通过通讯协议集中在一起监控成为现实。

1生产调度系统的开发背景

中国的经济发展已经进入工业智能化时期，随着生产技术的不断深化、生产规模的持续扩大以及市场竞争的不断加剧，企业现代化管理也愈加复杂。近年来，三友氯碱公司在自动化方面投入加大，单体、聚氯乙烯等生产系统原有的DCS工程师站均已配套更新，导致原有采集输入生产调度网中的数据无法显示、大量新投用的技改项目的控制参数也未实现在生产调度网中的更新。为了打造一套精简高效的生产调度体系，将电石、单体、烧碱和聚氯乙烯树脂等各生产板块的关键数据整合，构建一套全流程的生产调度网，实现原料、化工生产、电力负荷、产品储运等核心数据的掌控。公司技术人员通过开发全新的计算程式，将化工生产的投料、运行过程、产品出口等信息重新组网，整合各生产系统关键运行参数，精简生产关键控制点。通过调度网数据实现重大危险源数据、消耗点、关键参数点和计量点及所有物料产销平衡的全流程监管，及时发现单点的异常信息，降低事故发生率。

2烧碱系统自动化控制优化

2.1关键参数实时监控报警及工艺连锁管控

近年来，中国乃至世界范围内的众多工业事故都与报警管理不当有关，报警管理一直是化工行业关注的焦点。报警值设置不合理、响应不及时、响应方式不正确、频繁报警对操作人员造成干扰等，均会导致企业发生不必要的生产损失，使装置的安全性降低甚至导致事故发生。因此，严格按照化工企业报警的管理要求，确保报警系统在正确的时间用正确的方法为操作人员提供正确的信息，为化工企业避免、减小、防止系统的紊乱提供帮助，从而减少财产损失和环境污染，杜绝生产安全事故的发生。为加强工艺报警管理，减少人为失误，避免工艺事故的发生，公司遵循《化工企业报警管理实施指南》，对生产工艺中的报警实施全周期管理，包括报警理念、报警识别、详细设计、实施、运行、监控和评级、变更管理、审核等一系列管理活动。健全预报系统，梳理现有报警系统及精度，密切关注自动化、信息化技术的最新发展方向，提出新增预报系统计划，引入智能调度网络系统，实现关键技术指标异常的预判，提前进行谋划，减少人为因素对生产线的干扰，提升管理水平，保障生产系统安全运行。通过关键参数监控模块对全厂物料关键参数进行工艺控制指标的高低限设置，可以在调度网上实现对工艺关键参数点的报警提示功能，同时可以通过跟踪各项关键指标历史趋势的查询来掌握不同阶段指标及生产系统的运行情况，以便技术人员及时做出指标调整，并对异常数据做出准确及时的判断，采取有效处理措施。生产调度网联锁保护系统用于监视生产系统或单元装置的操作，在生产过程超出安全操作范围、机械设备故障、系统自身故障或能源中断时，能自动产生一系列预先定义的动作，使操作人员和工艺装置处于安全状态。保护系统包括生产过程中保证生产装置安全运行、防止事故发生、避免设备故障损坏的连锁保护系统；生产装置中实现设备正常启停、安全运转的连锁系统。通过调度系统聚氯乙烯联锁项目的监控，做到实时监控生产运行状况，异常情况早发现、早处理，减少非计划停工，避免重大设备故障及人身伤亡事故的发生，为聚氯乙烯生产运行提供有力保障。

2.2次氯酸钠外排操作优化

设置次氯酸钠外排自动程序启动投入/解除按钮，当自动程序投入使用时，碱液循环罐排次氯酸钠时选择对应按钮，当液位高于设定值SV3，且循环碱液进口切断阀、出口切断阀均关闭，则次氯酸钠外排切断阀打开；当碱液循环罐液位低于设定值SV4时，次氯酸钠泵停泵，同时次氯酸钠外排切断阀关闭，次氯酸钠外排操作结束。

2.3脱氯塔真空度自动化控制优化

在原有脱氯塔工艺流程的基础之上，增加DN50的自动调节阀，和原有的自动调节阀并联，同时与脱氯塔真空度形成控制回路，控制脱氯塔的真空度，保留了原有DN25的手动阀作为旁路，进行辅助调节。根据脱氯塔真空度的变化趋势，结合DCS自动控制技术，适当调整自动调节阀的PID参数。两个自动调节阀投入脱氯塔生产系统使用后，调节及时、准确，脱氯塔真空度稳定，脱氯效果良好。

2.4冷却塔优化方案

（1）上塔水量不均的优化。通过在各塔回水管增设流量计和电动调节阀，调节上塔水量，确保各个冷却塔水量分配均匀。（2）气水比不合理的优化。通过计算，合理的气水比为0.485，通过调节叶片角度增加风量后气水比最大值仅为0.41（现有电机能力上限）。解决风量增加瓶颈需将电机由110kW更换为160kW，同时增设变频器，通过变频调速方式保证匹配的气水比，达到节能的同时也避免调节叶片安装角的工作量及带来的系列问题。（3）风机的优化。更换老化锈蚀严重、有裂纹的风机，解决存在的安全隐患。对风机进行定期保养维护。（4）填料问题优化。更换新填料，提高冷却塔换热性能及能力。（5）收水器问题优化。对配水系统、收水系统进行整体更换，保证均匀配水，较少漂水损失。

2.5溴化锂机组的优化方案

（1）控制原理。在溴化锂机组侧增加内循环泵，提高用水单元温差、降低运行流量。优化后管程流速提高，循环水回水温度升高，换热效率得到改善。（2）公用工程冷冻站溴化锂机组为循环水系统中用水量最大的子系统，与凉水塔距离最近。当冬季循环量较小时最易产生沉积阻塞，机组设计要求循环水供水温度高于28℃为宜，这导致管程流速与系统流量、供回水温差之间的矛盾。增加系统内循环装置，可最大限度解决此矛盾，同时在溴化锂机组系统内循环也可最大限度利用扬程降低原理，减少循环水输送能耗。

结语

氯碱行业离子膜烧碱生产系统的从业人员从生产工艺流程入手，一方面不断地进行精准化操作分析，寻找生产控制过程中存在的薄弱环节并进行优化；一方面持续关注最新检测仪器、仪表的发展动态，积极引进并用于生产过程中工艺指标的检测、控制。两方面积极配合，逐步提升生产工艺控制的自动化水平，消除生产过程中存在的安全、环保隐患。

参考文献

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