氯氫處理工序聯(lián)鎖問題及解決方法

孫龍彬，李鵬智

(陜西北元化工集團股份有限公司，陜西 榆林 719319)

陜西北元化工集團股份有限公司(以下簡稱“陜西北元”)第1期50萬t/a聚氯乙烯、40萬t/a燒堿裝置于2010年7月開車投運。為保證安全生產(chǎn)，防止異常情況生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，這套生產(chǎn)裝置設計工藝聯(lián)鎖較多。本文中主要介紹其中幾個涉及到氯氫處理工序的工藝聯(lián)鎖在運行中存在的問題及改進措施。

1 工藝簡介

由電解工序來的濕氫氣進入氫氣洗滌塔洗滌冷卻；然后一路進入氫氣壓縮機加壓，經(jīng)過氫氣后冷卻器、氫氣水霧捕集器，送至氯化氫合成爐，另一路進入氫氣氣柜來保證本工序氫氣壓力穩(wěn)定。來自電解的氯氣進入一級填料干燥塔、二級填料干燥塔、泡罩塔，得到氯氣含水量不高于0.02%。干燥后的氯氣進入氯氣壓縮機加壓至0.2 MPa左右，送至氯化氫合成爐。合格的氯氣和氫氣在合成爐內(nèi)燃燒生成氯化氫氣體。氯化氫合成爐出口分為2路：一路經(jīng)過氯化氫緩沖罐、石墨冷卻器、酸霧捕集器后送至VCM合成工序；另一路通過一級降膜吸收器、二級降膜吸收器、尾氣吸收塔，制作成高純鹽酸供用戶使用[1]。

2 運行中存在問題的聯(lián)鎖及改進措施

2.1 VCM停車時氯化氫出酸聯(lián)鎖存在問題及改進措施

2.1.1 VCM停車時氯化氫出酸聯(lián)鎖

VCM停車時，為了保持離子膜電解系統(tǒng)的安全運行，設置氯化氫出酸聯(lián)鎖邏輯，即氯化氫接到VCM停車信號后，合成爐供氣切換到出酸狀態(tài)(單臺合成爐出酸聯(lián)鎖可以通過旁路選擇)。

(1)開啟一段石墨冷卻器排酸閥HV-5466A～E/2HV-5466A～E。

(2)開啟尾氣吸收塔進水控制閥FV-5455A～E/2FV-5455A～E(根據(jù)運行負荷面板上設定)，當流量達到設定流量(根據(jù)運行負荷在面板上更改)時，F(xiàn)IC-5455A～E/2FIC-5455A～E投入自動。

(3)延時5 s開啟進一段石墨冷卻器氯化氫氣體開關閥HV-5452A～E/2HV-5452A～E(根據(jù)運行負荷在面板上設定)，10 s后HV-5452A～E/2HV-5452A～E設為自動狀態(tài)，且S與聯(lián)鎖前的合成爐出口(PT-5460)壓力值相等。

2.1.2 存在問題

當VCM合成崗位出酸聯(lián)鎖觸發(fā)后，氯化氫合成崗位只是對應的出酸閥門動作，無報警燈提示消息。這就導致在操作人員不知情的情況下，無法第一時間判斷事故原因，須要通過和VCM合成崗位人員溝通聯(lián)系等判斷事故原因，使應急處置變慢，很有可能引發(fā)次生事故。

2.1.3 解決方法

VCM聯(lián)鎖氯化氫合成爐出酸聯(lián)鎖增加報警。①VCM出酸聯(lián)鎖觸發(fā)后在保證原程序不變的情況下，增加VCM出酸聯(lián)鎖報警信息(報警信息欄：R1VCM TRIP為A線，R2VCM TRIP為B線)并且自動彈出報警對話框。②單臺合成增加出酸聯(lián)鎖投退報警信息。

2.2 氯氣壓縮機或氫氣壓縮機與電解裝置的聯(lián)鎖存在問題及改進措施

2.2.1 氯氣壓縮機或氫氣壓縮機與電解裝置的聯(lián)鎖

當氯氣壓縮機或氫氣壓縮機滿足下列任一條件時，聯(lián)鎖停離子膜電解整流器：①當單條線離子膜電解槽電流負荷之和大于45 kA時，必須2臺氯氣壓縮機和2臺氫氣壓縮機處于運行狀態(tài)；②當單條線離子膜電解槽電流負荷之和大于93 kA時，必須3臺氯氣壓縮機和3臺氫氣壓縮機處于運行狀態(tài)。

2.2.2 存在問題

2017年1月15日，氯堿分廠電解a線聯(lián)鎖停車，停車原因為a線的氯壓機b信號線松動脫落，運行信號丟失，觸發(fā)氯壓機與電解槽的聯(lián)鎖。經(jīng)排查，現(xiàn)場實際情況為a線的氯壓機b處于正常運行狀態(tài)。

氯壓機和氫壓機本身與電解聯(lián)鎖信號為運行氯氫壓機運行信號，即氯氫壓機運行信號丟失對應電解槽停車。即這種信號丟失原因不一定是氯壓機停機，也有可能是接線松動或接觸不良而導致。不要因此造成不必要的停車。

2.2.3 解決方法

氯氫壓機增加電流聯(lián)鎖信號變更。在原氯氫壓機聯(lián)鎖信號中增加氯氫壓機電流信號(聯(lián)鎖值數(shù)據(jù)來源為氯氫壓機空載60%電流值)，即氯氫壓機運行信號和電流信號同時丟失才會觸發(fā)聯(lián)鎖，信號去離子膜電解。

2.3 氯堿分廠氫氣氣柜聯(lián)鎖存在問題及處理措施

2.3.1 氯堿分廠氫氣氣柜聯(lián)鎖

當氫氣氣柜高度極高達HH時(90%)，氫氣放空閥HV-5901/2HV-5901打開；當氣柜高度達到極低LL時(15%)，氫氣壓縮機跳停。

2.3.2 存在問題

2013年11月1日2時9分11秒，氯堿分廠氯氫處理DCS記錄顯示氣柜液位為100%，聯(lián)鎖HV5901和PV5901氫氣放空全部打開，導致氣柜液位降至0，洗滌塔與氫壓機進口壓力降為0，而DCS人員沒有及時發(fā)現(xiàn)，導致氣柜平壓運行5 min之久，形成很大的安全隱患。

氫氣氣柜液位計只有1個遠傳液位計，當氫氣氣柜液位計故障時，直接觸發(fā)聯(lián)鎖。

2.3.3 處理措施

將氫氣氣柜液位監(jiān)控設置成3選2液位計，并要求儀表人員定期檢查。3個液位計按液位值的大小取中間值作為聯(lián)鎖觸發(fā)值。

3 結語

安全聯(lián)鎖裝置突出的特點就是聯(lián)鎖性，即在故障中保證所有相關的系統(tǒng)都會相互制約，使2種運動或者操控協(xié)調(diào)起來，保證多個系統(tǒng)的同步安全控制，是各種生產(chǎn)設備使用最多并安全可靠的裝置。所以只有在生產(chǎn)過程中不斷總結，不斷優(yōu)化聯(lián)鎖系統(tǒng)，保證聯(lián)鎖系統(tǒng)完好運行，才能在關鍵時刻更好地保證整個生產(chǎn)系統(tǒng)安全與穩(wěn)定。