【正文】 少數(shù)設(shè)備進(jìn)行改造這樣黃水中硫酸硝酸都得到了循環(huán)利用而不再作為廢物處理既符合國家的產(chǎn)業(yè)政策又為企業(yè)節(jié)省了資金還減少了廢水處理量 鑒于以上原因本項(xiàng)目 選擇該工藝來處理硝化工序所產(chǎn)生的黃水 備 引進(jìn)的設(shè)備如下表 黃水預(yù)濃縮工序 位號(hào) 名稱 材質(zhì) 數(shù)量 備注 C110 預(yù)濃縮塔 DN12021800 14000 玻璃搪玻璃 1 E111 D111 蒸餾塔 C110 用臥式沸騰器 DN1600650045m2 鉭搪玻璃 1 E112 冷凝器 DN12021700 A 392m2 SS 1 T119 液液分離器 DN800 4200 17m3 搪玻璃 1 D130 中間接收罐 DN1600 23004m3 搪玻璃 1 P131 輸送泵 Q 15m3hH 40m CSPFA 1 D140 凝液槽 2m3 SS 1 P141 輸送泵 Q 15m3hH 40m SS 1 P900 溫水循環(huán)泵 H 20mQ 780m3h SS 1 U150 真空設(shè)備 液環(huán)真空泵 Q 840 m3h 吸入壓力 290mbar 電機(jī) 22kw SS 1 二期稀硫酸濃縮裝置改造 位號(hào) 名稱 材質(zhì) 數(shù)量 備注 C13102 硝酸濃縮塔DN6004300 玻璃 1 改造 E13217 換熱器 搪玻璃碳化硅 1 改造 C13321 DNT 汽提塔 搪玻 璃 1 改造 C13321B DNT 汽提塔副塔 玻璃 1 新增 P13328 溫水循環(huán)泵 Q 640m3h SS 1 改造 C13445B 硝煙吸收塔副塔 SS 1 新增 P13450 3 硝酸泵 SS 1 新增 注為引進(jìn)設(shè)備 42 工藝流程和消耗定額 工藝流程概述 1 裝置規(guī)模和年操作時(shí)數(shù) 本項(xiàng)目為年處理 432 萬噸黃水工程年操作日為 300 天 7200 小時(shí) 2 裝置組成 1 工藝裝置的主要內(nèi)容 本項(xiàng)目工藝裝置由以下幾部分組成黃水預(yù)濃縮工序硝酸濃縮工序 2 輔助生產(chǎn)裝置 與 TDI 工程同步進(jìn)行 3 公用工程 與 TDI 工程同步進(jìn)行 輔助材料燃料和動(dòng)力 1 原材料數(shù)量及規(guī)格 黃水 項(xiàng) 目 數(shù)量 組分 H2SO4 306ww HNO3 856ww HNO2 298ww MNTDNT 021ww Water 平衡 流量 6000kgh 溫度 50℃ 壓力 3barg 2 燃料和動(dòng)力數(shù)量及規(guī)格 1 電 項(xiàng)目 指標(biāo) 380V50Hz3 相 90kwh 2 蒸汽 項(xiàng)目 指標(biāo) 壓力 12barg 溫度 約 1233℃ 流量 約64th 3 循環(huán)水 項(xiàng)目 指標(biāo) 壓力 4barg 溫度 3245℃ 流量 約400m3h 4 儀表空氣無油塵及水 項(xiàng)目 指標(biāo) 壓力 5barg 溫度 常溫 流量 約5Nm3h 黃水預(yù)濃縮工序黃水物料進(jìn)入預(yù)濃縮塔 C110 中部在塔底蒸發(fā)器 T111的作用下經(jīng)精餾段汽提段將黃水中大部分水含少量硝酸從塔頂分離出來從塔底出來的預(yù)濃縮黃水用泵送入稀硫酸濃縮工序 硫酸濃縮工序脫去硝化物的硫酸從汽提塔底部進(jìn)入硫酸濃縮工序硫酸濃縮工序是兩臺(tái)串聯(lián)蒸發(fā)器在負(fù)壓條件下進(jìn)一步脫水使 硫酸提濃從第二個(gè)蒸發(fā)器底部出去的硫酸濃度已達(dá) 96 經(jīng)原料產(chǎn)品換熱器降溫再經(jīng)冷卻后用泵送至硝化裝置 硝酸濃縮工序從脫硝塔頂出去的蒸汽進(jìn)入吸收塔吸收液是其蒸氣冷凝液不凝性氣體經(jīng)塔頂冷凝和冷卻后去硝煙吸收工序塔底的稀硝酸進(jìn)入硝酸濃縮塔在濃縮塔內(nèi)稀硝酸被從硫酸濃縮工序第一蒸發(fā)器出口的濃度為 90 的硫酸進(jìn)行干燥和提濃為保證硝酸濃度濃縮塔底部也有再沸器進(jìn)行加熱產(chǎn)出的濃硝酸經(jīng)脫色冷卻后送至硝化裝置 硝煙吸收工序 硝化裝置和硝酸濃縮工序來的不凝性氮氧化物在吸收塔內(nèi)經(jīng)低溫和高壓轉(zhuǎn)化成溶于水的氮氧化物氮氧化物氣體與水逆向接觸生成稀 硝酸后進(jìn)入濃縮工序殘余的不凝性氣體基本上是空氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)高空排放 吸收塔內(nèi)的氣體反應(yīng)情況如下 2NO＋ O2 → 2NO2 2NO2＋ H2O → HNO3＋ HNO2 2NO2 → N2O4 N2O4＋ H2O → HNO3＋ HNO2 NO＋ NO2 → N2O3 N2O3＋ H2O → 2HNO2 2HNO2 → HNO3＋ H2O＋ 2NO 裝置工藝流程圖見附圖 43 主要設(shè)備選擇 主要設(shè)備的選擇本著可靠先進(jìn)耐用適用的原則盡可能 考慮設(shè)備滿足使用要求為了使本工程達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平擬考慮進(jìn)口主要設(shè)備和材料 44 自動(dòng)控制 4． 4． 1 概述 XXX 精細(xì)化工股份有限公司黃水處理裝置技術(shù)改造項(xiàng)目自控專業(yè)設(shè)計(jì)范圍包括工藝生產(chǎn)裝置和中央控制室 生產(chǎn)裝置包括黃水預(yù)濃縮工序硫酸濃縮工序硝煙吸收工序及硝酸濃縮工序 中央控制室本工程工藝生產(chǎn)裝置確定采用中央控制室集中控制方式信號(hào)進(jìn)入 DNT控制室利用 DCS對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控正常情況下操作人員在中控室就可以使工藝生產(chǎn)裝置連續(xù)安全生產(chǎn)全廠自動(dòng)化水平應(yīng)達(dá)到國內(nèi)同類型裝置中最先進(jìn)水平本工程自控水平依下列原則確定 a．對工藝過程影響較大需隨時(shí)監(jiān)控的參數(shù)設(shè)單參數(shù)調(diào)節(jié)或復(fù)雜調(diào)節(jié) b．對工藝過程需要經(jīng)常了解其變化趨勢的參數(shù)設(shè)趨勢記錄 c．對工藝過程影響不大但需經(jīng)常監(jiān)視的參數(shù)設(shè)指示 d．對可能影響生產(chǎn)及安全的參數(shù)設(shè)報(bào)警或報(bào)警連鎖同時(shí)進(jìn)行報(bào)警打印 e．對工藝過程中要求計(jì)量或經(jīng)濟(jì)核算的參數(shù)設(shè)積算 f．對生產(chǎn)過程設(shè)班報(bào)日報(bào)及月報(bào)等報(bào)表打印 g．對生產(chǎn)過程中重要機(jī)泵等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備設(shè)狀態(tài)顯示和必要的操作 罐區(qū)接入生產(chǎn)裝置 DCS 系統(tǒng)或采用常規(guī)儀表在操作室就地集中監(jiān)控 4． 4． 2 控制系統(tǒng)的選擇 控制系統(tǒng)的選擇以技術(shù)先進(jìn)安全可靠操作方 便滿足管控一體化為原則 集散型控制系統(tǒng) DCS 是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視操作管理和分散控制的先進(jìn)控制系統(tǒng)與常規(guī)模擬儀表構(gòu)成的系統(tǒng)相比具有更豐富的控制操作功能邏輯運(yùn)算功能更高的控制品質(zhì)集中監(jiān)視操作直觀清晰系統(tǒng)擴(kuò)展性好易于改變控制方案可靠性高維護(hù)量小與上位機(jī)連接便于全廠優(yōu)化管理具有豐富的存貯功能便于記錄各種數(shù)據(jù)提供分析依據(jù)等 本工程生產(chǎn)裝置采用 DCS 集中控制方案所有集中監(jiān)控參數(shù)均引至中控室的DCS系統(tǒng)中 DCS由操作員站工程師站控制站冗余的通訊總線及電源系統(tǒng)打印機(jī)等配置而成 DCS系統(tǒng)要求留有上位機(jī)接口以 便實(shí)現(xiàn)全廠管控一體化 DCS的功能及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)能滿足本工程的要求 DCS 電源由 UPS 供給 本工程 DCS 系統(tǒng)應(yīng)具備但不限于下述基本功能 1 控制和計(jì)算功能 具有反饋控制包括 PID串級(jí)比值均勻分程手動(dòng)操作自整定 PID選擇 PID帶偏差帶死區(qū)帶平方誤差等控制順序控制程序邏輯控制超前滯后阻尼控制解耦控制前饋控制和其它控制方式包括配合壓縮機(jī)成套的速度防喘振安全保護(hù)停車聯(lián)鎖自動(dòng)開停車負(fù)荷等控制等功能 提供方根運(yùn)算算術(shù)四則運(yùn)算信號(hào)選擇信號(hào)轉(zhuǎn)換死區(qū)滯后死區(qū)補(bǔ)償函數(shù)發(fā)生折線平均程序給定最大最小值選擇等計(jì)算功能 2 輸入值處理功 能 具有輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換小信號(hào)輸入切除線性化工程單位轉(zhuǎn)換數(shù)字濾波補(bǔ)償輸入信號(hào)隔離積分和累積報(bào)警與現(xiàn)場儀表連接等功能 3 輸出值處理功能 具有輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)限幅輸出值跟蹤保持輸出值初始化防積分飽和無平衡無沖擊控制器失效時(shí)輸出狀態(tài)輸出信號(hào)隔離與現(xiàn)場執(zhí)行器連接可輸出至智能閥門定位器和 HART 協(xié)議等功能 4 操作和編程功能 通過鼠標(biāo)專用操作鍵盤或觸摸式屏幕實(shí)現(xiàn)工藝過程的操作操作工可方便和快捷地處理各種信息人機(jī)界面友好操作員站間可冗余備用 允許在線和離線用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤在工程師站 PC 機(jī)操作員站上編程編程有鎖定功能并可使用 通用軟件 具備操作安全功能 5 顯示功能 具有菜單總貌分組調(diào)整報(bào)警歷史趨勢動(dòng)態(tài)模擬流程圖操作指導(dǎo)維修等畫面顯示 6 報(bào)警功能 可在 CRT 示號(hào)器打印機(jī)上報(bào)警具有系統(tǒng)報(bào)警和過程報(bào)警等功能 7 打印記錄功能 系統(tǒng)應(yīng)具備報(bào)警打印班報(bào)表打印操作記錄打印及硬拷貝等功能 可根據(jù)用戶要求而定的報(bào)表格式內(nèi)容打印周期等進(jìn)行實(shí)時(shí)打印也可以隨時(shí)打印各類報(bào)表信息 8 信息管理功能 重要信息均能自動(dòng)保存在存儲(chǔ)器內(nèi)備查并可方便地在操作員站調(diào)出 9 通訊統(tǒng)能 系統(tǒng)通訊應(yīng)為開放式的支持 OPC 通訊方式可通過接口與上位機(jī)通訊執(zhí)行優(yōu)化控制生產(chǎn)管理 功能可與可編程控制器 PLC 進(jìn)行通訊執(zhí)行順序控制信號(hào)聯(lián)鎖功能應(yīng)具有熱備冗余自診斷容錯(cuò)等功能通訊負(fù)荷率小于 40 10 其它 有豐富的軟件支持且通用性強(qiáng)組態(tài)工作簡明快捷系統(tǒng)應(yīng)具備良好的開放性和擴(kuò)展性控制用輸出卡件可雙重化冗余配置硬件軟件具備在線維護(hù)功能并支持卡件熱插拔 4． 4． 3 儀表選型 儀表選型以先進(jìn)安全可靠適用為原則一般為智能型采用 HART 通訊協(xié)議變送器控制閥采用近幾年國內(nèi)使用成熟的合資引進(jìn)系列產(chǎn)品特殊控制閥分析儀及SIS 中關(guān)鍵儀表和關(guān)鍵閥門宜采用進(jìn)口產(chǎn)品 儀表信號(hào)制式 ■電動(dòng)型 4～ 20mA DC ■氣動(dòng)型 20～ 100KPa 測量單位 液體流量 ■ kghth ■ Lhm3h 氣體流量 ■ Nm3h 0℃ 1 atm 為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 蒸汽流量 ■ kghth 液位 ■ ■ mmm 用于罐區(qū)液位計(jì) 壓力及差壓 ■ KM Pa 真空壓力 ■ － K Pa K PaA 溫度 ■ ℃ 密度 ■ kgm3 gcm3 電導(dǎo)率 ■ scm 成份分析 ■ ■ 粘度 ■ CP 精度等級(jí)一般為 1015 級(jí)用于計(jì)量為 0205 級(jí)變送器不低于 0075 級(jí)熱電阻為A 級(jí)熱電偶為Ⅰ級(jí) 防護(hù)等級(jí)所有現(xiàn)場儀表為全天候型防護(hù)等級(jí)一般為 IP65 特殊為 IP68 防爆要求本裝置不屬于防爆區(qū)域 防腐要求由于各生產(chǎn)裝置中存在有腐蝕的工藝介質(zhì)故對一次檢測元件和調(diào)節(jié)閥接觸介質(zhì)部件的材質(zhì)作了相應(yīng)考慮 防凍要求考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件對易凍介質(zhì)的現(xiàn)場儀表采取了保溫防凍措施并應(yīng)符合《儀表及管線伴熱和絕熱保溫設(shè)計(jì)規(guī)定》 HGT205142021 中有關(guān)規(guī)定伴熱保溫采用低壓蒸汽可就近由工藝 低壓蒸汽管網(wǎng)上接取 儀表選型具體如下 1 溫度測量 就地指示采用萬向型雙金屬溫度計(jì)刻度盤直徑一般為Φ 100 需要集中檢測的工藝參數(shù)的溫度傳感器采用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的鎧裝熱電偶分度號(hào)為 S或 K和鎧裝熱電阻分度號(hào)為 Pt100 溫度傳感器保護(hù)管材質(zhì)根據(jù)工藝介質(zhì)的特性選取一般采用 304 不銹鋼的保護(hù)管腐蝕性介質(zhì)考慮特殊材質(zhì)在工藝管道上安裝的溫度傳感器連接形式為螺紋式或法蘭式在設(shè)備上安裝的溫度傳感器連接形式一般為法蘭式測溫傳感器根據(jù)工況帶溫度計(jì)套管 2 壓力差壓測量 集中測量時(shí)一般采用智能型壓力差壓變送器粘堵結(jié)晶腐蝕性介 質(zhì)的測量采用智能型隔膜壓力差壓變送器可用手持編程器對其進(jìn)現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整就地測量時(shí)根據(jù)不同的工藝介質(zhì)工況分別采用普通壓力表真空壓力表隔膜壓力表防腐壓力表等機(jī)泵出口采用耐振壓力表壓力表刻度盤直徑一般為 100mm 3 流量測量 對于一般介質(zhì)和低壓低溫蒸汽采用智能型渦街流量計(jì)對料漿腐蝕性或易堵的導(dǎo)電介質(zhì)采用智能型電磁流量計(jì)襯里一般為 PTFE 電極根據(jù)不同介質(zhì)選用不同材質(zhì)管道內(nèi)徑小于 50mm 的流量測量一般采用金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)高壓高溫蒸汽采用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴需經(jīng)濟(jì)核算或計(jì)量精度要求高的介質(zhì)采用智能型質(zhì)量流量計(jì) 4 液位測量 對一 般性工藝介質(zhì)選用智能型差壓變送器靜壓式液位計(jì)或磁翻板式液位計(jì)對腐蝕性介質(zhì)和特殊工況選用超聲波或雷達(dá)式液位計(jì)或隔膜密封式智能型差壓變送對于料位采用電容式料位計(jì) 5 分析儀表 根據(jù)各裝置不同工藝要求紅外線在線分析儀紫外線在線分析儀環(huán)境監(jiān)測儀表采用單點(diǎn)在線兩線制環(huán)境檢測儀 6 控制閥 本工程一般采用氣動(dòng)控制閥并附智能型電－氣閥門定位器根據(jù)不同介質(zhì)和工況分別選用單座閥雙座閥旋塞閥襯塑閥 V 形球閥套筒閥蝶閥高壓角閥開關(guān)閥等控制閥并對閥門內(nèi)件材質(zhì)作了相應(yīng)考慮控制閥閥體材質(zhì)不低于工藝管道的材料等級(jí)控制閥一般為法蘭連接法蘭等級(jí)和 連接面與工藝管道規(guī)格相匹配閥芯的流量特性根據(jù)控制對象不同分別為線性等百分比或快開開關(guān)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般為氣動(dòng)彈簧復(fù)位型并帶閥位開關(guān)可在 DCS 中顯示閥的開或關(guān)狀態(tài)和電磁閥 4． 4． 4 控制室的設(shè)置 工藝生產(chǎn)裝置中央控制室設(shè)在裝置外綜合建筑物內(nèi)并附有機(jī)柜室軟件維護(hù)室硬件維護(hù)室值班室及更衣室等附屬設(shè)施中控室位置的選擇布置和面積環(huán)境條件建筑結(jié)構(gòu)要求采光與照明暖通和空調(diào)等應(yīng)符合《控制室設(shè)計(jì)規(guī)定》HGT205082021 中有關(guān)規(guī)定中控室面積根據(jù)控制操作要求及 IO 點(diǎn)數(shù)規(guī)模約為202100 平方米 4． 4． 5 儀表的供電和供氣 1．儀表的供電 中控室儀表電源負(fù)荷等級(jí)按特殊供電要求負(fù)荷考慮為 220VA