電氣自控技術(shù)在聯(lián)堿工程的應(yīng)用

欒家斌

（大連化工研究設(shè)計(jì)院，遼寧 大連 116023）

近年來，生產(chǎn)企業(yè)對聯(lián)堿裝置的配套電氣自動化控制工程提出了越來越高的要求，同時聯(lián)堿生產(chǎn)逐漸向規(guī)模化、大型化方向發(fā)展，為電氣自動化控制在聯(lián)堿工程領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。采用電氣自動化控制技術(shù)，既可以提高工作效率，又可以保證生產(chǎn)過程安全可靠。

1 變頻技術(shù)在聯(lián)堿領(lǐng)域的應(yīng)用

所謂變頻技術(shù)就是通過改變動力設(shè)備的輸入電源頻率來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的技術(shù)。電動機(jī)轉(zhuǎn)速和輸入電源頻率的關(guān)系為n≈60f／2p，從中可知，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸入電源頻率呈近似的正比例關(guān)系，通過改變電源頻率來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，保證進(jìn)出料比例正常，達(dá)到提高工藝指標(biāo)、穩(wěn)定生產(chǎn)、節(jié)能減排的目的。

1.1 水合機(jī)進(jìn)料堿水比指示、調(diào)節(jié)

在重灰工段中，水合機(jī)進(jìn)料堿水比例應(yīng)當(dāng)維持在正常設(shè)定水平，但由于人工操作失誤等原因造成的一種進(jìn)料量發(fā)生變化，這就需要及時調(diào)整其它進(jìn)料量。此時便可以通過在絞龍上安裝變頻器，調(diào)節(jié)絞龍的供電頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)絞龍的轉(zhuǎn)速，以改變進(jìn)料的供應(yīng)量，維持正常的堿水比例。

1.2 硝旋風(fēng)分離器進(jìn)口溫度指示、調(diào)節(jié)

硝旋風(fēng)分離器進(jìn)口溫度高低直接影響到干燥器的效果，正常溫度應(yīng)維持在60～65℃，此時便可以將硝旋風(fēng)分離器進(jìn)口溫度與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速聯(lián)鎖，自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以控制硝旋風(fēng)分離器進(jìn)口溫度，達(dá)到最佳的干燥效果。而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的直接措施就是在風(fēng)機(jī)上安裝變頻器，通過變頻器改變風(fēng)機(jī)的供電頻率，達(dá)到改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，從而調(diào)節(jié)硝旋風(fēng)分離器進(jìn)口溫度的高低。

2 自控系統(tǒng)在聯(lián)堿工程的設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1 碳化塔取出液溫度自控系統(tǒng)

碳酸氫鈉結(jié)晶在碳化塔內(nèi)析出，結(jié)晶的成長速度與溫度及過飽和度的一次方成正比。晶核生成時調(diào)高溫度（臨界點(diǎn)以下），可降低碳化液中的過飽和度極限，從而降低溶液的過飽和度，使碳酸氫鈉晶核生成速度不致太快，與結(jié)晶的成長速度相適應(yīng)，得到顆粒較大的碳酸氫鈉結(jié)晶，因此碳化過程中取出液的溫度一般控制在38～42℃左右。

一般情況下，碳化塔取出液的溫度是通過操作調(diào)節(jié)閥控制冷卻水量從而達(dá)到溫度調(diào)節(jié)的目的。為使取出液的溫度保持在正常的范圍內(nèi)，必須動態(tài)操作調(diào)節(jié)閥，溫度自控系統(tǒng)便可以解決這一難題。熱電阻測量碳化塔取出液溫度值，并將溫度信號變送至控制室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，經(jīng)運(yùn)算、處理后向執(zhí)行器發(fā)出調(diào)節(jié)指令，自動操作調(diào)節(jié)閥改變冷卻水供應(yīng)量，使碳化塔取出液溫度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。

2.2 氨液分離器壓力、液位自控系統(tǒng)

2.2.1 壓力自控系統(tǒng)

氨液分離器中氨分離需在一定的溫度、壓力條件下進(jìn)行，通過控制出氨液分離器的母液流量，使氨液分離器的溫度、壓力處于正常范圍內(nèi)，以達(dá)到最佳的分離效果。該系統(tǒng)便可以采用壓力自控系統(tǒng)，在氨液分離器出口安裝壓力變送器，測量氨液分離器的壓力值并將壓力信號變送至中央控制系統(tǒng)，經(jīng)分析、運(yùn)算后向調(diào)節(jié)閥發(fā)出調(diào)節(jié)指令，調(diào)節(jié)閥根據(jù)指令對出氨液分離器的母液流量進(jìn)行動態(tài)控制，從而保證氨液分離器的溫度、壓力處于正常范圍內(nèi)。如圖1。

2.2.2 液位自控系統(tǒng)

氨液分離器，是將液氨與氣氨分離，一部分將重新回到蒸發(fā)器內(nèi)，繼續(xù)工作吸熱，使氣體被壓縮機(jī)吸收并進(jìn)行擠壓。氨液分離器液位過高，分離空間減小，分離效果降低，帶出氨量增大；液位過低，最明顯的就是竄壓，氨收集槽壓力超標(biāo)，達(dá)不到理想分離效果。氨液分離器液位自控系統(tǒng)，是在氨液分離器液氨入口處安裝調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在氨液分離器上安裝液位變送器進(jìn)行液位信號測量并變送至中央控制系統(tǒng)，經(jīng)分析運(yùn)算發(fā)出調(diào)節(jié)指令，通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)行自動動態(tài)控制，調(diào)節(jié)入氨液分離器的液氨量，從而達(dá)到氨液分離器液位的自動化控制。如圖2。

2.3 入冷析結(jié)晶器冷氨母液流量自控系統(tǒng)

對于入冷析結(jié)晶器冷氨母液流量也可以采用自動化控制系統(tǒng)，在結(jié)晶器的入口處設(shè)置電磁流量計(jì)，采集進(jìn)入冷析結(jié)晶器的母液流量并變送至中央控制系統(tǒng)，由中央控制系統(tǒng)發(fā)出調(diào)節(jié)指令，自動對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行動態(tài)控制，使進(jìn)入冷析結(jié)晶器冷氨母液流量保持正常水平。

3 自動報警系統(tǒng)的應(yīng)用

在聯(lián)堿生產(chǎn)過程中，很多裝置及存儲設(shè)備由于人工操作失誤、設(shè)備故障等，可能會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，在這些裝置設(shè)備上加裝自動報警裝置，便可以及時采取應(yīng)對措施，降低風(fēng)險發(fā)生的可能性。

生產(chǎn)過程中，軟水儲桶內(nèi)的軟水量是動態(tài)變化的，為防止軟水溢出，造成環(huán)境、經(jīng)濟(jì)損失，可以在儲桶上安裝自動預(yù)報警裝置及液位變送器，將采集到的液位信號實(shí)時送入自動預(yù)報警裝置，一旦液位值達(dá)到報警值，報警裝置便發(fā)出聲光報警，同時聯(lián)鎖安裝在進(jìn)軟水儲桶管路上的調(diào)節(jié)閥，防止軟水溢出，降低生產(chǎn)風(fēng)險。類似的自動化控制系統(tǒng)還可以應(yīng)用在液氨蒸發(fā)外冷器、絮凝劑儲桶等設(shè)備上，對于保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性、安全性具有較大的作用。

4 結(jié) 語

隨著社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，聯(lián)堿生產(chǎn)行業(yè)間的競爭越來越激烈，生產(chǎn)過程采用自動化控制技術(shù)所具有的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性，對于穩(wěn)定企業(yè)生產(chǎn)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能降耗具有重要的意義，尤其是對廠區(qū)改造有著更為重要的意義。毋庸質(zhì)疑，電氣自控技術(shù)是聯(lián)堿電氣工程的發(fā)展方向，也是一種必然趨勢。