对氯压机自动控制系统的探讨

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇对氯压机自动控制系统的探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

[摘要] 离心式氯气压缩机作为氯碱化工生产中的关键设备，其整个机组对自动控制系统的要求比较高，自动控制系统的设计、选型、投运对整个机组的安全稳定运行起着极其重要的作用。该文介绍了目前在我厂运行的离心式氯气压缩机的自动控制系统，经过一年多的实践证明，这套自动控制系统是成熟、可靠、适用的。

[关键词] 氯气压缩机 自动控制系统 DCS系统 防喘振

1 引言

我公司在2006年的离子膜烧碱扩建项目中对氯气压缩系统进行了改造，将原先运行的纳氏泵改为离心式氯气压缩机。由于采用单机运行的模式，同时氯气压缩系统对整个公司的生产运行起着承上启下的作用，因此就必须保证氯压机能够长期、稳定、安全的运行。在这种情况下，对自动控制系统的检测、控制及联锁就提出了很高的要求。在整个工程的设计、施工以及一年来的运行过程中，我们对氯压机的自动控制系统进行了许多的论证、调试及改进。经过一段时间的运行，我们认为这套自动控制系统是成熟、可靠、适用的。

2 氯压机自动控制系统的总体概况

整个氯压机由主机、氯气系统、油系统和密封气系统组成。主要涉及温度、压力、流量、轴振动、轴位移等工艺参数的检测、调节以及联锁与安全保护系统。在整个自动控制系统中，除了设置必要的就地温度、压力指示外，其余的检测信号均引入烧碱装置的DCS控制系统，由DCS控制系统完成显示、记录、控制、报警、联锁功能。由于DCS控制系统的功能比较完善、可靠性高，因此就为整个控制方案的实现提供了坚实的基础。由于DCS控制系统具有非常完善的数据记录功能，能够使工艺技术人员根据记录数据对机组的运行情况进行分析，及早发现问题并采取相应的处理措施。当上下游工序出现异常时，当班人员能够及早的了解相关信息并在必要的时候实现安全联锁停车。因此在整个的氯压机自动控制系统中，除了现场仪表要有很高的可靠性外，DCS系统作为整个控制的核心也发挥了非常重要的作用。

3 根据工艺需要配备现场检测仪表

现场检测仪表是实现自动控制的基础，因此现场检测仪表必须有很高的可靠性。在氯压机自动控制系统的仪表选型、安装、调试及日常维护工作中就必须给予高度重视。

在氯压机的主机中，共有2个轴位移、4个轴振动、8个轴瓦温度等14个检测点。这14个检测点对于监测氯压机的运行情况起着非常重要的作用，能够使工艺技术人员对氯压机的运行情况进行分析，及早发现机组运行中存在的问题。在氯压机的运行过程中，必须保证轴位移在0.125mm以下，轴振动必须在0.038mm以下，轴瓦温度必须在75℃以下。当这些数值超过规定值时就说明机组运行不正常，存在安全隐患，必须采取干预措施；当数值继续增大时就必须停车处理。实践证明，在机组一年多的运行过程中，通过这些参数的监测，几次根据这些监测参数所反应的机组运行中存在的问题对氯压机的工况进行干预或及时停车，从而保障了机组的安全，同时也避免了因氯压机异常停车造成生产事故。另外通过对氯压机一至四级进出口氯气压力、温度的监测也能够对氯气工况进行分析，从而判断各级压缩及中冷器工作是否正常。其次油与密封气系统的压力、温度及差压的监测也非常重要，它对于保障机组的安全可靠运行起着极其重要的作用。

由于氯的化学性质非常活泼，所以腐蚀性很强，特别是在含有水分时，由于氯与水反应生成腐蚀性很强的盐酸（HCl）和次氯酸(HClO)，许多金属如铁碳合金、铝、不锈钢等均迅速被腐蚀。当氯中的含水量小于150ppm时（干燥氯），普通的金属结构材料才具有耐腐蚀性。因此，对于氯气压缩机及其管路来说，氯气含水量是一项重要参数，运行中应予以密切重视，其正常值应在100ppm以下，当含水量达到150ppm时就必须停车处理。在以往的氯压机中，氯气含水量往往采用人工分析的方法来监测。但是人工分析存在以下几个缺陷：一是人工分析工作量大，二是实效性差，三是分析误差大。因此为了满足氯气含水量的监测要求就必须选用在线式的分析仪表，根据Cl2特点，结合氯压机的实际情况，我们选用了LGA-4000半导体激光在线气体分析仪，它是基于半导体激光吸收光谱（DLAS）气体分析测量技术。该分析仪有以下几个特点：一是除光学视窗外的其他部件不与氯气直接接触，二是检测灵敏度高、响应速度快，三是智能化程度高、操作与维护方便。同时在中冷器的上、下水总管装有氯离子浓度监测仪。这样就可以直观地判断中冷器的工况，及早发现中冷器可能出现的穿孔问题。

4 自动控制回路

在整个氯压机的自动控制系统中，主要设置了防喘振流量调节系统、油压调节系统、密封气压力调节系统等自动控制回路。

在氯压机的运行过程中，当流量小到一定数值时就会发生喘振，喘振现象对氯压机的安全运行是十分有害的，喘振现象严重时会造成严重事故。为了避免发生喘振现象，除了工艺人员要注意操作外，防喘振流量调节系统也起着非常重要的作用。本机组采用旁路回流的方式防止发生喘振。在传统的流量调节系统中，一般是采用一台气动调节阀加旁路手动阀的方式。这种控制方式在正常生产时能够满足需要，但在机组开停车或气动阀故障时就不能满足需要。为了更好地满足工艺调节要求特别是开停车过程的需要，我们设置了两台并联的DN200气动调节阀用于实现流量调节。这两台气动调节阀一台为蝶阀，另一台为球阀，这两台调节阀根据工艺的不同控制要求配合使用。在正常生产过程中，一台阀门采用遥控方式，另一台采用自动控制方式，这样既保证了一定的回流量，同时又可随工况的波动实现自动调节。当生产负荷出现较大波动或在开停车的过程中，生产操作人员在DCS操作站上就可及时进行干预，通过对两台调节阀的配合使用达到工艺控制要求。实践证明，这套流量调节系统在一年来的生产控制中是非常可靠实用的，发挥了非常重要的作用，能够满足生产控制的需要。

5 联锁及安全保护系统

氯压机系统的联锁包括油压系统联锁与机组联锁两大部分。在油压联锁系统中，除了设置油压自动调节系统，当油压低于设定值时可自动启动辅油泵实施补偿从而避免由于单台油泵故障引起氯压机停车。同时设置了完善的联锁停车系统，以便在生产或机组出现异常的情况下实现自动联锁停车。

由于该机组的工作介质为高毒性的氯气，又对整个公司的生产起着承上启下的作用。为了保证生产的安全、环保、稳定，必须保证机组处于安全可控的运行状态。因此机组的联锁系统作为自动控制系统的最后一道防线就显得尤为重要。为了保证联锁系统的安全可靠，我们采取了以下几点措施：一是对轴位移、轴振动、轴瓦温度的每个工艺检测点均选用双支检测元件，从而保证了关键检测点的可靠性。二是在每次氯压机开车前对联锁系统作模拟试验，如发现问题就马上处理，不让联锁系统带病运行，从而保证联锁系统在关键的时候能够可靠动作。三是将整个氯压机的自动控制系统引入了DCS系统，DCS系统能够记录工艺参数实时趋势和至少一个星期的历史趋势，使生产操作人员能够及时了解机组的运行情况并对各个工艺参数的趋势进行预判，能够及早采取相应措施，从而保障整个机组的安全稳定运行。

总之，由于采用了性能可靠的现场仪表，同时整个氯压机的自动控制系统通过DCS系统来实现。因此在氯压机一年多的运行过程中，自动控制系统发挥出了实现生产过程控制、保障化工生产安全的作用，实践证明这套自动控制系统是切实可行、安全可靠的。

参考文献

[1] 王树青.工业过程控制过程[M]. 北京:化学工业出版社, 2003: 88-89