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真空夾套磁翻板液位計(jì)在氯氣液化工藝中的應(yīng)用
內(nèi)蒙古蘭太鈉業(yè)有限公司( 以下簡(jiǎn)稱“公司”)利用低溫低壓法進(jìn)行氯氣的液化。目前,保障螺桿氟冷液化機(jī)組安全運(yùn)行的保護(hù)連鎖只有油溫高溫停機(jī)保護(hù)、排氣壓力高壓停機(jī)保護(hù)。保障螺桿氟冷液化機(jī)組高效運(yùn)行的方法有: 人工適時(shí)調(diào)節(jié)冷凍溫度或液氯尾氣閥以提高液化效率; 人工適時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組內(nèi)制冷劑的循環(huán)量來(lái)控制機(jī)組的制冷量; 人工適時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)水閥控制油溫,人工適時(shí)調(diào)節(jié)油位。因此,為了加強(qiáng)氯氣安全生產(chǎn)管理,歸檔重要設(shè)備參數(shù),盡量降低操作員對(duì)設(shè)備的誤操作,氯氣液化工藝的自動(dòng)化改造勢(shì)在必行。
1 需要實(shí)現(xiàn)的控制功能統(tǒng)計(jì)
公司各專業(yè)人員積*參與,與*三方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查和充分溝通后,確定了以下九項(xiàng)需要實(shí)現(xiàn)的控制功能。這些功能主要是冷凍機(jī)油溫自動(dòng)控制功能、設(shè)備停機(jī)后自動(dòng)回收制冷劑功能、冷凍機(jī)自動(dòng)加載與卸載控制功能、冷凍機(jī)重要參數(shù)顯示、預(yù)報(bào)警、報(bào)警功能、遠(yuǎn)程開停機(jī)功能、重要數(shù)據(jù)歸檔功能、根據(jù)壓縮機(jī)吸氣壓力自動(dòng)控制儲(chǔ)氟罐往蒸發(fā)器供液功能、增加高壓儲(chǔ)氟罐液位信號(hào)遠(yuǎn)程功能。要實(shí)現(xiàn)上述功能需增加一臺(tái) PLC 機(jī)柜,將油溫、油壓等模擬量信號(hào)進(jìn)行采集,機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)控制柜上加裝觸摸屏用于現(xiàn)場(chǎng)控制與參數(shù)顯示,監(jiān)控室加裝上位機(jī)安裝冷凍機(jī)機(jī)組組態(tài)程序,將原手動(dòng)調(diào)節(jié)閥更換為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁閥等工作。
2 功能控制描述
2.1 冷凍機(jī)油溫自動(dòng)控制功能
將原油冷凝器循環(huán)水進(jìn)口閥門更換為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,在機(jī)頭部位加裝溫度探頭 T3。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行后通過(guò)油溫 T3 對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行閉環(huán)控制,使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠隨著油溫的變化自動(dòng)調(diào)整開關(guān)度。此功能達(dá)到后可代替人工調(diào)節(jié)循環(huán)水閥。閉環(huán)控制性能如下: (1) 可選擇自動(dòng)與手動(dòng)控制; (2) 自動(dòng)控制設(shè)定控制目標(biāo)值; (3) 設(shè)定自動(dòng)控制目標(biāo)正反作用; (4)設(shè)定自動(dòng)控制目標(biāo)限制*小/*大開度值; (5) 手動(dòng)控制根據(jù)要求選擇閥門開度對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié); (6) 自動(dòng)調(diào)節(jié)閥現(xiàn)場(chǎng)可以用手輪調(diào)節(jié),安裝在進(jìn)口管手動(dòng)閥的出口端。
2.2 冷凍機(jī)吸氣壓力與電子膨脹閥自動(dòng)控制功能
及設(shè)備停機(jī)后自動(dòng)回收制冷劑功能
在儲(chǔ)氟罐往蒸發(fā)器供氟利昂的主管道上加裝旁通冷媒球閥,主管道上加裝電子膨脹閥,與壓縮機(jī)吸氣壓力實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí),旁通冷媒球閥保持常閉狀態(tài),電子膨脹閥隨著吸氣壓力的變化調(diào)節(jié)開關(guān)度,自動(dòng)控制儲(chǔ)氟罐往蒸發(fā)器供液量的大小,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)自動(dòng)調(diào)節(jié)。此功能達(dá)到后可代替人工調(diào)節(jié)機(jī)組內(nèi)制冷劑的循環(huán)量,詳情如下: (1) 可選擇自動(dòng)與手動(dòng)控制; (2) 自動(dòng)控制設(shè)定控制目標(biāo)值; (3) 設(shè)定自動(dòng)控制目標(biāo)正反作用; (4) 設(shè)定自動(dòng)控制目標(biāo)限制*小/*大開度值; (5) 手動(dòng)控制根據(jù)要求選擇閥門開度對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié); (6) 電子膨脹閥與現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)閥并聯(lián)安裝。在設(shè)備停機(jī)時(shí)可在遠(yuǎn)程端或就地端選擇制冷劑回收,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)特定程序?qū)鋬鰴C(jī)進(jìn)行制冷劑回收程序,當(dāng)回收成功后冷凍機(jī)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行停機(jī)。
2.3 冷凍機(jī)自動(dòng)加載與卸載控制功能
將原能量調(diào)節(jié)閥( 四通換向閥) 上的手動(dòng)閥更換為電磁閥,根據(jù)壓縮機(jī)吸氣溫度 T2 對(duì)能量調(diào)節(jié)電磁閥進(jìn)行自動(dòng)能量調(diào)節(jié),可在現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏或后臺(tái)上位機(jī)上選擇自動(dòng)加卸載或手動(dòng)加卸載。此功能達(dá)到后可代替人工調(diào)節(jié)機(jī)組加卸載。
2.4 冷凍機(jī)重要參數(shù)顯示、預(yù)報(bào)警、報(bào)警功能
由于冷凍機(jī)排氣溫度、儲(chǔ)氟器液位、冷凍機(jī)排氣壓力、冷凍機(jī)吸氣溫度、冷凍機(jī)吸氣壓力、冷凍機(jī)油溫溫度、冷凍機(jī)油壓壓差、冷卻循環(huán)水溫度等參數(shù)已接入 DCS,可通過(guò)更換一進(jìn)二出信號(hào)隔離柵或新裝探頭等措施,上傳至 PLC 模塊內(nèi)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),通過(guò)光纖上傳至上位機(jī)。組態(tài)內(nèi)容包含冷卻循環(huán)水壓力報(bào)警提示、報(bào)警停機(jī)。參數(shù)自動(dòng)記錄、參數(shù)自動(dòng)報(bào)表等功能。在控制柜內(nèi)加裝電流互感器,將信號(hào)上傳,實(shí)現(xiàn)冷凍機(jī)電流遠(yuǎn)程顯示,編程內(nèi)增加排氣壓力高報(bào)警停車功能。
2.5 遠(yuǎn)程開停機(jī)功能
實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程停機(jī)功能,在崗位操作臺(tái)上加裝急停按鈕( 硬件連接控制) ,以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。
2.6 將儲(chǔ)氟器液位顯示實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程顯示功能
將儲(chǔ)氟器原玻璃管液位計(jì)更換為真空夾套磁翻板液位計(jì),真空夾套磁翻板液位計(jì)可用于各種塔、罐、槽、球型容器和鍋爐等設(shè)備的介質(zhì)液位檢測(cè)。該系列的液位計(jì)可以做到高密封,防泄漏和適用于高溫、高壓、耐腐蝕的場(chǎng)合。它彌補(bǔ)了玻璃板(管)液位計(jì)指示清晰度差、易破裂等缺陷,且全過(guò)程測(cè)量無(wú)盲區(qū),顯示清晰、測(cè)量范圍大。將 4 mA ~ 20 mA 信 號(hào) 接 入 PLC 模 擬 量 模 塊AE08,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氟罐液位的遠(yuǎn)程顯示功能,代替人工現(xiàn)場(chǎng)巡檢工作。
2.7 所有工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能
冷凍機(jī)原有的保護(hù)不拆除,實(shí)現(xiàn)硬件與軟件雙重保護(hù)??刂乒癫捎?UPS 供電,確保在全廠停電的狀態(tài)下,電動(dòng)閥可關(guān)閉。
3 改造實(shí)施
從施工方案的編制評(píng)審、儀表控制線路的布設(shè)、儀表閥的安裝調(diào)試、系統(tǒng)編程到系統(tǒng)的接線調(diào)試,歷經(jīng)緊張的一個(gè)月時(shí)間,完成了改造工程的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。主要畫面提供: 生產(chǎn)控制---冷凍機(jī)操作參數(shù)顯示,數(shù)據(jù)查詢---歷史數(shù)據(jù)曲線,操作說(shuō)明---重要操作說(shuō)明資料,系統(tǒng)設(shè)置---權(quán)限分配和時(shí)鐘設(shè)置,輸入輸出檢查---檢查 CPU 的工作情況、模擬量斷線、短路自我檢查,參數(shù)設(shè)置---模擬量量程、模擬量修正、報(bào)警參數(shù)設(shè)置、維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間設(shè)置,曲線查詢---模擬量每時(shí)每刻的監(jiān)控曲線,便于查詢系統(tǒng)性能,故障查詢---傳感器斷( 短) 路、設(shè)備故障、溫度壓力預(yù)報(bào)警或報(bào)警、維護(hù)保養(yǎng),操作權(quán)限分配---操作員、維修員、工程師、主管,以及打印系統(tǒng)參數(shù)及畫面。
4 結(jié)束語(yǔ)
在前期的改造實(shí)施和調(diào)試后,經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的試運(yùn)行和跟蹤驗(yàn)證,氯氣液化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,各項(xiàng)工藝指標(biāo)均優(yōu)于改造前。通過(guò)氯氣液化工藝的自動(dòng)化改造,克服了改造前存在的人工調(diào)節(jié)頻繁、液化機(jī)組運(yùn)行效率低、運(yùn)行維護(hù)成本高等缺點(diǎn),為企業(yè)的減員增效和安全生產(chǎn)奠定了工藝基礎(chǔ)。