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天际亚洲新闻


联锁控制对安全生产的重要性

    天际亚洲是中国盐业总公司的直属企业,是以生产氯碱及其衍生产品为主的综合性化工企业,是国家重点氯碱企业之一,也是山东省百家 重点企业之一,连续多年被评为山东省、济南市优秀企业、济南市工业十强企业,拥有全资子公司济南新东化工发展有限公司,本公司主要产品有烧碱、盐酸、液 氯、次钠、氢气、聚氯乙烯树脂、消毒剂、氯化苄、邻氯苯甲醛、邻(对)氯甲苯、三氯氢硅等。
    本公司各车间各工段的生产都使用计算机集散控制系统(DCS),该系统是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的 一种新型控制技术。在生产过程中,某一参数达到规定值或某一设备启、停或开、关时,联动或闭锁对另一设备或多个设备的控制,我们称之为联锁控制,联锁控制 对生产过程的安全起到了重要的作用,本公司各车间因其生产工艺和设备的差别在联锁控制上都有其独特的地方,下面我们来具体的分析一下。
     离子膜车间
    离子膜车间是通过离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱(即氢氧化钠),并生产出氯气和氢气的工段。在生产过程中,针对电解槽这一重要设备, 我们设计了槽电压联锁,正常生产过程中,电解槽单槽电压一般在10V左右,由32个单槽组成,总电压在330V左右,年烧碱产量10万吨。根据工艺要求和 安全需要,我们用单独的控制线分别取了单槽电压和相邻两个电槽的双槽电压,在单槽电压和双槽电压同时升高的情况下,联锁停所有电槽,这样做的好处是有一个 电压变送器故障或一根槽电压测量线断掉的情况下,电解槽仍能工作,只需要控制工及时联系仪表工及时维修,生产安全两不误。氯压机也是离子膜车间比较重要的 设备,氯压机的轴承属于精密部件,我们对轴承的震动、位移、温度及进行轴承润滑的油压力等采取了监测和联锁控制,任意一个测量点(轴震动、位移采用了双点 冗余,两点同时超限才触发联锁)数据超限都会联锁停氯压机,大大降低了氯压机精密部件故障造成的损失。
     氯气车间
    氯气车间是接收离子膜车间生产出的氯气和氢气,一部分氯气通过加压和冷却成为液态氯包装出售;另一部分氯气和氢气进入石墨炉燃烧生成氯化 氢的工段。在生产氯化氢的过程中,必须严格控制氯气和氢气的配比。针对这一工况,我们设计了氯氢比联锁和氢气压力联锁,一旦氯氢比超出范围或者氢气压力低 于设定的最低压力时,DSC联锁动作,强制进炉的氯气和氢气调节阀全关,停止生产,保证安全。并且我们设置了双重联锁。第一,调节阀的模拟量输出信号 (AO)强制输出4mA使阀门关闭;第二,在调节阀选型时我们选择了气开式单作用调节阀,调节阀在失去气源的时候阀门通过弹簧的作用关闭,我们在气源进入 调节阀定位器之前安装了一个电磁阀,联锁动作时电磁阀同时动作切断进气气源,使调节阀失气关闭,处于安全状态。在这双重保护下,大大降低了仪表故障带来的 安全事故。
     双氧水车间
    双氧水车间是通过接收离子膜车间生产的氢气,利用纯水以及触媒,经过氢化、氧化等化学反应,再经过浓缩工序,生产出不同浓度双氧水的工 段。该车间是在2011年初建成,属于公司的新建项目。所以在设置联锁控制上,也是采取了以安全为主,尽量慎重的态度,尽可能的在重要设备和装置上采用联 锁控制。但即使是这样,我们还是遇到了问题。生产中使用的氢气是从离子膜工段通过管道输送到双氧水工段的氢气气柜,气柜的体积是800立方米,作用是保证 供气的稳定和离子膜紧急停车停止氢气供给时起到缓冲作用有充分时间完成正常停车流程。氢气气柜采用两台西门子的超声波物位计冗余来测量气柜高度,我们设置 了气柜高度联锁,一旦两台物位计显示的气柜高度有任意一台低于20%立即停止氢气压缩机,终止向双氧水工段供氢气,联锁停止氢化氧化工段。但是在生产过程 中两台物位计同时发生了故障,使氢气气柜降到最低点,氢气压缩机把气柜水封中的水吸入造成了气缸的损坏。事后进行事故分析得出的结论是由于氢气气柜顶部呈 圆锥形,虽然使用了一块80*80CM的钢板作为反射板来反射超声波物位计发出的信号波,但是由于气柜行程大,超声波物位计在工作中由于发出的超声波产生 的漫反射,干扰了测量,发生了上述事故。找出原因后,我们又进行了整改。第一,把两台测量高度仪表更换成了一台抗干扰能力强的雷达物位计和一台压力变送 器。第二,在气柜20%高度处两侧(防止气柜侧斜)分别增加了一只接触式行程开关,一旦气柜降低到20%触动任意一只开关,就会输出一个开关量信号联锁停 氢气压缩机。第三,在氢气压缩机进口增加了一台压力变送器,一旦压力低于设定值(-15KPa),则立即联锁停氢气压缩机。通过以上联锁控制的改进,可以 说是让气柜固若金汤了。
     PVC聚合车间
    PVC聚合车间是使用聚合釜使氯乙烯在加压、加温、助剂等的作用下,生成聚氯乙烯的工段。聚合釜作为压力容器,对安全有着极高的要求。在 聚合釜搅拌忽然停止、温度超高的情况下,聚合釜中物料会局部急剧反应使釜中压力快速升高,引发安全事故。因此我们对聚合釜压力提出了联锁控制。第一,在聚 合釜压力超过设定的压力高限时,联锁打开终止剂开关阀,快速注入终止剂,打开高压氮气开关阀通入氮气进行搅拌混合,快速终止釜中物料的反应,使压力停止升 高。并联锁打开放空阀将釜内气体放空。第二,针对可能全工段突然失去仪表空气不能打开终止剂阀和氮气阀的状况,我们又增加了釜上应急仪表空气罐的自动保压 功能(外接氮气钢瓶,并定期更换,保证钢瓶中氮气输出压力不低于0.6Mpa),一旦外部气源突然停气,DCS自动关闭应急仪表空气罐的进气阀,保证釜上 关键阀门的供气不小于二十分钟。第三,增加一个紧急操作台,紧急操作台的功能是万一在DCS失控的情况下,紧急注入紧急中止剂和手动将釜内气体放空。可以 说是做到了面面俱到。
    附:这些只是我们在生产过程中遇到的一部分比较有特点的联锁控制,在化工生产中其实处处都能用到联锁控制,联锁控制的方法多种多样,正是 这些联锁使公司的生产更具安全性和可控性,配合高安全性和高质量的控制系统(DCS),使公司的生产规模越来越大,产量越来越高,为公司的高速发展作出了 巨大的贡献。
    (顾健)


发布时间:2017-01-11





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