自動點火裝置技術改造在鹽酸合成爐的應用

譚 強，史建鋒

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏石嘴山753202）

1 課題提出的背景及改造的必要性

目前，氯堿行業仍有部分鹽酸合成生產工序采用人為手動進行點火，無形中加大了現場人員操作強度，沒有從根本上實現生產過程自動化，存在生產安全隱患，有必要進行技術改造。實現以人為本的本質安全。 氯氫合成爐自動點火裝置技術成熟，目前已廣泛應用于氯堿行業中，而最新安全管理規范規定加熱爐點火操作時禁止人員進入點火現場，因此，自動點火系統使氯堿裝置規避人員傷害、提高自動化水平，使生產過程安全可控，達到本質安全。

（1）GB 50493-2012 石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范，氫氣為甲類可燃氣體；

（2）GB 50016-2014 建筑設計防火規范，含氫氣廠房為甲類防火廠房，氯化氫（鹽酸）生產裝置為甲類防火廠房；

（3）根據GB 50160-2014 石油化工企業設計防火規范，甲類廠房生產設施距明火距離大于30 m，生產現場不允許出現明火，為此需要依靠自動點火裝置來解決手工點爐而產生現場明火問題。

2 方案論證

2.1 實例論證

（1）葫蘆島方大錦化集團。燒堿產能為42 萬t/a，氯堿分廠離子膜燒堿產能12 萬t/a，單臺產能1.5 萬t/a的離子膜電解槽8 臺。該廠2 套石墨合成爐自動點火裝置是上海天三自控公司制造，由南通星球石墨設備有限公司作為合成爐配套設備銷售給該公司2013 年投入使用。至今2 套自動點火裝置運行一直使用良好，技術先進、安全可靠，點火成功率100%。

（2）山東濱化集團。燒堿產能為60 萬t/a，單臺產能2 萬t/a 的離子膜電解槽12 臺，該廠石墨合成爐自動點火裝置是山東濱化集團布萊恩公司制造與南通星球石墨設備有限公司生產的合成爐配套使用，2008 年先后投入使用7 套自動點火裝置，一直運行良好，點火成功率100%。

（3）山東鋁業集團氯堿廠。燒堿產能為18 萬t/a，該廠4 套石墨合成爐自動點火裝置是上海天三自控公司制造與南通星球石墨設備有限公司的設備配套使用，2012 年投入使用2 套，2013 年投入使用2 套，4套自動點火裝置一直運行良好，點火成功率100%。

（4）上海氯堿華勝化工廠。離子膜燒堿產能為72 萬t/a，該廠2 套石墨合成爐自動點火裝置是上海天三自控公司制造與南通星球石墨設備有限公司的設備配套使用，2011 年投入使用，一直運行良好，點火成功率100%。

3 技術改造的主要內容及方案

3.1 主要內容

氯堿行業鹽酸合成正常生產過程中， 先對氫氣純度進行分析化驗， 純度達到生產點火工藝控制指標時，將氫氣通入爐膛，緩慢通入空氣進行點火，然后緩慢關閉空氣閥門，通入氯氣進行配比燃燒，現生產過程沒有實現生產過程自動化，存在生產安全隱患，對人身安全存在較大威脅，完全有必要對合成爐點火系統進行技術改造， 實現合成爐自動點火系統，減少現場操作人員勞動強度，確保人身安全。

3.2 技術方案及流程

3.2.1 系統簡介

氯化氫合成爐自動點火技術用于工業化生產是從2007 年開始，目前國內使用約120 套。根據考察了解及相關資料介紹，專業進行氯氫合成爐自動點火裝置研發的主要廠商有上海天三自控有限公司、山東濱化集團布萊恩公司及南通鑫寶石墨設備有限公司等， 這些廠家的技術及控制過程基本相同，都是經由PLC 系統（或DCS）上的點火程序幫助用戶遠程一鍵操作，實現氯氫合成爐點火的完全自動化，點火槍點火、爐膛點火、氯氫點火、氯氫最終充分燃燒、氯+氫自動配比、對生產過程的安全聯鎖保護，自動化水平提高，減少現場人員的操作，根本性實現以人為本的本質安全。

3.2.2 系統組成

每臺合成爐對應1 套自動點火控制系統：含插入式點火槍1 套、外置式火焰檢測系統1 套、相應的氣體輸配系統、防爆控制箱1 套。每套系統均滿足裝置的防爆， 點火槍及火焰檢測器均為防爆設計，防爆控制箱符合防爆等級ExdIICT4 要求。

3.2.3 點火流程簡介

首先，向合成爐通入氮氣進行置換，合格后通入氫氣與壓縮空氣，點火槍打火點爐（如在點火槍打火5 s 中后火焰仍未點著，則聯鎖，關閉氫氣、空氣閥門，通入氮氣進行重新置換），火焰燃燒后，點火槍停止打火，緩慢減少空氣，緩慢通入氯氣，直到空氣閥門關閉，點火過程結束。之后通過原有入爐氫氣、氯氣閥門進行操作調整負荷。

4 技術改造安全效益

經過對氯堿行業鹽酸合成爐點火系統技術改造，徹底消除了生產安全隱患，實現了合成爐點火系統生產過程自動化，對生產現場人身安全以及該公司正常運營提供了可靠保障。

5 結語

在自動化控制技術飛速發展的今天， 高新技術、 低成本在工業領域應用已成為當今社會的主流，另外，安全生產永遠不可忽視，未來社會，怎樣實現安全可控、本質安全將是現代化企業面臨的最大課題。