乙炔冷卻塔PLC自控聯鎖系統改造

王志祥，陳春林

(1.青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816099；2.新鄉市錦源化工有限公司，河南 新鄉 353000)

青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司(以下簡稱青海鹽湖化工)10萬t/a聚氯乙烯樹脂生產原料乙炔來源以天然氣法為主，電石法為輔。電石法乙炔裝置主要由破碎工序、發生工序、清凈工序、壓濾工序和集控PLC工序組成。乙炔冷卻塔位于發生工序，設置在水環壓縮機前，其主要作用是對發生器生產的粗乙炔進行冷卻降溫。乙炔通過冷卻塔時，被冷卻水直接噴淋來降低溫度，并使其中大部分水冷凝下來，防止氣柜及管道積水；冷卻塔還可降低水環壓縮機溫度，有效提高水環壓縮機送氣能力，此外也有利于提高清凈塔的清凈效果。該冷卻工藝存在以下不足：①冷卻效果不好，②冷卻塔水泵控制不便。為此，青海鹽湖化工對發生工序冷卻塔自控系統進行了工藝改造。

1 改造過程

1.1 原乙炔冷卻系統控制工藝

原乙炔冷卻系統工藝流程見圖1。

清凈工序來自清凈塔的廢次氯酸鈉經循環泵從冷卻塔噴頭噴淋進入冷卻塔內。來自發生工序的粗乙炔從冷卻塔底部進入，與廢次氯酸鈉逆流接觸，粗乙炔經冷卻后從塔頂流出，一部分進入水環式壓縮機進行加壓，另一部分進入乙炔氣柜儲存。冷卻塔液位由PLC液位監控系統進行監控，當液位達到1 200 mm時，集控人員通知操作人員到現場啟動冷卻塔水泵，現場操作人員啟動水泵后告知集控人員密切觀察冷卻塔液位，待PLC液位監控系統顯示冷卻塔液位降至約400 mm時，由集控人員告知現場操作人員停止水泵運轉，操作很煩瑣。

進入冷卻塔的廢次氯酸鈉是由清凈塔次氯酸鈉循環泵打入的，廢次氯酸鈉一部分用于清凈塔自身循環，另一部分經閥門手動控制打入冷卻塔內，所以進入冷卻塔內的冷卻液噴淋量小，不能及時移走乙炔攜帶的熱量。乙炔溫度高導致水環式壓縮機溫度持續上升，壓縮機出口壓力低，系統壓力波動，嚴重時甚至影響氯乙烯的合成轉化。

1.2 PLC自控聯鎖系統改造

PLC自控聯鎖系統改造是在原有工藝的基礎上，根據冷卻塔液位，并借助計算機編程方法對冷卻塔水泵設置自動啟停功能。冷卻塔液位計安裝了液位高報警和液位低報警裝置并連接PLC機柜，通過計算機設置的參數來控制冷卻塔水泵自動啟動和停止。當冷卻塔液位達到高報警參數值時，自動啟泵程序激活，向PLC機柜發出指令，冷卻塔水泵遠程自動啟動；當冷卻塔液位降至設置的低報警參數值時，自動停泵程序激活，向PLC機柜發出指令，冷卻塔水泵遠程自動停止運轉。

1.3 工藝管線改造

改造前，冷卻塔內的冷卻積液通過冷卻塔水泵一次性抽到濃縮池，排出的廢水不再作為冷卻液進入冷卻塔內循環利用；改造后冷卻塔水泵抽出的廢水一部分重新進入冷卻塔內進行自身循環，另一部分由閥門手動控制排到濃縮池，經自然冷卻后進入發生工序作為發生器生產用水。改造后乙炔冷卻系統工藝流程見圖2。

2 改造效果

2.1 改造后工藝指標

改造后冷卻塔工藝指標如下：①冷卻塔出口溫度為30～40 ℃，②冷卻塔液位為液位計1/2處，③冷卻塔液位高報警為1 200 mm，④冷卻塔液位低報警為400 mm。

圖2 改造后乙炔冷卻系統工藝流程圖Fig.2 Improved process flow diagram of acetylene cooling

2.2 改造后運行效果

冷卻塔PLC自控系統改造后，在操作上更加智能化，原冷卻塔抽水需要2人操作完成；改造后，則完全由電腦自動控制操作，大大節省了人力資源。

工藝管線改造后，冷卻液實現了循環利用，并增大了冷卻塔內冷卻液的噴淋量，能更有效地除去乙炔中的冷凝水，降低乙炔溫度。 乙炔溫度降低后，水環式壓縮機性能明顯提升，不再出現壓縮機溫度上升、壓縮機出口壓力低、系統壓力波動等問題；同時解決了因乙炔溫度高，乙炔管道積冷凝水而導致的氣柜忽高忽低的現象，后續其他設備的液位也更加穩定。

3 結語

青海鹽湖化工對發生工序冷卻塔PLC自控系統和工藝管線進行改造后，清凈工序運行更穩定，大大提高了生產效率，減少了停車次數，提高了乙炔產量。