【文章內容簡介】 圍某某氯堿化工有限公司 12 萬噸／年離子膜燒堿工程鹽水車間、電解車間、氯氫車間、液氯車間、鹽酸車間、蒸發(fā)車間等的全部工藝參數(shù)的檢測、顯示、報警和手/自動控制等。鹽水車間、氯氫車間、液氯車間、鹽酸車間、蒸發(fā)車間各設一分站，在電解車間設一主控室，作為主站。各分站的所有檢測、控制的工藝參數(shù)不僅在分站顯示，而且通過 bus 通訊總線可上傳到主控室，作為總控。電解車間的主控室操作員站不僅對本車間的工藝參數(shù)進行檢測、顯示、報警和手/自動控制等，而且還可對其它車間的工藝參數(shù)進行檢測、顯示、報警和手/自動控制等，從而實現(xiàn)整個項目的統(tǒng)一調控。 453 DCS 自動化程度概述 某某氯堿化工有限公司 12 萬噸／年離子膜燒堿工程的控制以集中自動控制為主，整個生產過程的操作及工藝參數(shù)的狀態(tài)顯示、主要設備的運行狀態(tài)都可在控制室內完成。生產過程中需要監(jiān)控的工藝參數(shù)均可在DCS（分散控制系統(tǒng)）內進行顯示、記錄、積算、報警等，以及通過控制回路進行定值調節(jié)、上下限聯(lián)鎖控制和報警。對不重要或不需要經(jīng)常監(jiān)視的工藝參數(shù)可采用就地顯示儀表進行顯示。在本設計系統(tǒng)中，整個項目的自動控制全部采用 DCS（分散控制系統(tǒng)） ，主控室設在電解車間，鹽水車間、氯氫車間、液氯車間、鹽酸車間、蒸發(fā)車間各設一分站，作為下位機，各自對本車間的工藝參數(shù)進行顯示、記錄、積算、報警等。DCS（分散控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)采集各生產裝置的現(xiàn)場一次儀表（熱電阻、熱電偶、壓力變送器、液位變送器、流量計等）的信號，在 DCS（分散控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)內部進行數(shù)據(jù)處理，在畫面中進行顯示、記錄、報警等。需要進行控制的工藝參數(shù)，通過在DCS（分散控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)內部的 PID 回路進行調節(jié)。需要進行上、下限控制的工藝參數(shù)，通過在 DCS（分散控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)內部的聯(lián)鎖控制和報警電路進行控制。通過組態(tài)、編程，可實現(xiàn)電機設備的啟動和停止，手、自動控制以及運行狀態(tài)和故障情況的顯示記錄，實現(xiàn)各工藝參數(shù)的歷史記錄的存儲、歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線的顯示、查詢。并形成日報表、月報表和超限報警記錄打印輸出。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理。 454 自動控制方案確定及儀表選型離子膜燒堿工程的現(xiàn)場情況較復雜，既需要考慮腐蝕的問題，又需要考慮防爆的問題。在腐蝕性的環(huán)境，所有的一次儀表和執(zhí)行機構都必須作相應的防腐處理，選擇防腐材質時，兼顧防腐性能和價格的考慮，選擇合適的性價比。在爆炸性的環(huán)境，所有的一次儀表和執(zhí)行機構都必須為本安或隔爆型的儀表，控制室都必須位于爆炸危險區(qū)域之外，當控制室位于爆炸危險區(qū)域之內時，控制室必須為正壓控制室或控制柜為防爆控制柜。防爆儀表安裝、維修、使用時根據(jù)標準安裝固定，必須嚴格按照國家規(guī)定的防爆規(guī)程進行，更換時必須先斷開電源。所有的現(xiàn)場檢測儀表、變送器、執(zhí)行機構等都必須加安全柵隔離后，接控制室內的終端監(jiān)控裝置。所有一次、二次儀表的安裝，必須嚴格按照國家規(guī)定的相關標準圖冊執(zhí)行。4541 DCS（分散控制系統(tǒng)）系統(tǒng)全集成自動化（Totally Integraded Automation）是面向通用控制系統(tǒng)的一種控制理念，西門子公司自九十年代中期提出以后，在現(xiàn)代自動化控制領域所占地位日漸上升，已逐步取代傳統(tǒng)的控制理念。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，根據(jù)被控對象的不同，可分為兩類：針對邏輯控制的電氣控制和面向連續(xù)生產的過程控制，電氣控制處理的是各離散量之間的邏輯關系，一般采用可編程控制器（PLC）實現(xiàn)控制，而過程控制主要是各模擬量的檢測與控制，一般采用各種氣動儀表和電動儀表，隨著計算機技術及大規(guī)模集成電路的普及，比較大的控制系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng) （DCS） 。這兩類控制之間有不同的控制思路和技術內容，在控制系統(tǒng)要求既有邏輯控制，又有模擬控制的情況下，兩者不能很好的協(xié)調，不能實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)一通訊。組態(tài)軟件在全集成自動化控制系統(tǒng)（TIA）中是一個功能強大的全面開放的監(jiān)控系統(tǒng)，此軟件支持Microsoft 公司的 Windows 環(huán)境，具有 ODBC、OLE、OPC 等標準接口，數(shù)據(jù)庫采用 SyBASE，兼容性好，適合應用于汽車、化工、冶金、環(huán)保、輕工、食品、制藥等行業(yè)。某某氯堿化工有限公司 12 萬噸／年離子膜燒堿工程的控制采用DCS（分散控制系統(tǒng)）方案。DCS 控制系統(tǒng)因控制集中、控制參數(shù)精確、配比準確、監(jiān)控數(shù)據(jù)可存儲和報警顯示等優(yōu)點，在現(xiàn)代自動控制系統(tǒng)中應用越來越普及。1）控制系統(tǒng)的結構必須將數(shù)據(jù)采集功能和數(shù)據(jù)控制功能分布在不同的模塊上，可有效的降低系統(tǒng)發(fā)生故障和被迫停車的危險。控制回路的PID 參數(shù)必須能夠自整定。2) 操作站的功能工藝參數(shù)的實時指示控制回路的顯示、操作，包括設定值的修改、手/自動切換等實時報表、歷史報表顯示及記錄實時曲線、歷史曲線顯示及記錄報警及其顯示工藝運轉設備的狀態(tài)及操作工藝閥門的手/自動操作 過程流程圖動態(tài)畫面顯示系統(tǒng)診斷報告其它需要的功能3) 控制功能集中在操作站中完成，硬件冗余為 1：1，各分站與主站的通訊冗余為 1：1。DCS（分散控制系統(tǒng)）內部的通訊是充分冗余的。4) DCS（分散控制系統(tǒng)）控制設置一套緊急手動操作臺，在 DCS（分散控制系統(tǒng)）出現(xiàn)完全故障時，可暫時手動操作，在故障排除后，再切入 DCS（分散控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)。5) DCS（分散控制系統(tǒng)）必須有不間斷系統(tǒng)電源（UPS） ，輸入電源為 220VAC 50Hz，輸出電源為 220VAC 50Hz、24VDC。工作時間為 30 分鐘，具有自診斷及報警、工作狀態(tài)顯示 、電源電壓指示功能。4542 測量儀表1）溫度儀表根據(jù)不同的工藝要求，需要集中檢測的溫度參數(shù)，當溫度低于500℃時，采用 熱電阻，保護套管材質采用不銹鋼或 316L 或鋼管外襯聚四氟乙烯。溫度為 500~1300℃時，采用分度號為 K 的鎳鉻鎳硅熱電偶以及少量的鉑銠 10鉑熱電偶， ，保護套管材質采用 316L，大于 800℃時，采用高鋁管。溫度就地指示選用抽芯式雙金屬溫度計。2）壓力儀表壓力變送器精度要求為 級，少部分的精度要求為 級。壓力變送器和壓力表盡量選用法蘭安裝形式，適應介質防腐、防爆的要求。 在爆炸性的環(huán)境，所有的壓力變送器都必須為本安或隔爆型，在腐蝕性的環(huán)境，所有的壓力變送器都必須作相應的防腐處理，選擇防腐材質時，兼顧防腐性能和價格的考慮，選擇合適的性價比。一般介質采用不銹鋼壓力表和普通壓力變送器進行測量。3）物位儀表液位變送器精度要求為 級，少部分的精度要求為 級。在爆炸性的環(huán)境，所有的液位變送器都必須為本安或隔爆型，在腐蝕性的環(huán)境，所有的液位變送器都必須作相應的防腐處理，選擇防腐材質時，兼顧防腐性能和價格的考慮，選擇合適的性價比。在存在液氯的情況下，可考慮選用超聲波液位計或雷達液位計。4）流量儀表測量介質為酸、堿、鹽、污水等導電介質選用電磁流量計。根據(jù)腐蝕性的不同和結垢的難易情況，選擇不同的電極和襯里材料。流量測量以電磁流量計為主，對非腐蝕性液體介質、氣體和蒸汽流量選用渦街流量計。5）分析儀表酸度測量使用 PH 酸度計，其傳感器和變送器由供應商提供技術上的指導安裝。可燃氣體報警儀和有毒、氯氣氣體報警儀的設置可根據(jù)設備布置設置。6）調節(jié)閥在爆炸性的環(huán)境，調節(jié)閥全部采用氣動調節(jié)閥，在非爆炸性的環(huán)境，調節(jié)閥可采用電動調節(jié)閥，實現(xiàn)工藝參數(shù)的調節(jié)。調節(jié)閥的閥位信號和 限位開關，可在 DCS（分散控制系統(tǒng)）實現(xiàn)閥狀態(tài)監(jiān)視和故障保護。小口徑以單座閥為主，大口徑選用蝶閥，高溫高壓介質采用套筒閥。根據(jù)工藝介質的不同狀態(tài)，選用不同的密封填料。閥體的材質一般為不銹鋼。用于腐蝕性介質的調節(jié)閥的材質選用特殊合金或采用聚四氟乙烯襯里。7）開關閥在爆炸性的環(huán)境，開關閥全部采用氣動開關閥，在非爆炸性的環(huán)境，開關閥可采用電動開關閥，實現(xiàn)工藝參數(shù)的調節(jié)。開關閥的限位開關，可在 DCS（分散控制系統(tǒng)）實現(xiàn)閥狀態(tài)監(jiān)視和故障保護。小口徑以單座閥為主，大口徑選用蝶閥，高溫高壓介質采用套筒閥。根據(jù)工藝介質的不同狀態(tài)，選用不同的密封填料。閥體的材質一般為不銹鋼。用于腐蝕性介質的調節(jié)閥的材質選用特殊合金或采用聚四氟乙烯襯里。455 儀表動力供應和能源消耗突然停電對設備及生產造成很大的影響，DCS（分散控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)也要求電源必須可靠、穩(wěn)定，所以必須設置 UPS 系統(tǒng)電源，提供系統(tǒng)約 30 分鐘的備用電源，以便于由于故障引起突然斷電的檢修恢復，或提供系統(tǒng)安全停車用調節(jié)聯(lián)鎖用電負荷。 控制系統(tǒng)電源來自電氣專業(yè)，通過不間斷電源提供儀表所需的220V 和 24V 的電源，供控制系統(tǒng)、分析儀表以及其它儀表用電設備使用。電源電解車間、鹽水車間、氯氫車間、液氯車間、鹽酸車間、蒸發(fā)車間控制室各需一路獨立電源，各設置一 UPS 系統(tǒng)電源，其主要參數(shù)如下： 電源電壓：220VAC177。10%　 電源頻率：（50177。1）HZ　 電源功率：根據(jù)用電負荷而定2）蒸汽用于儀表及測量管線保溫?；旧蟽x表需要保溫的地方，工藝或設備均有保溫要求，現(xiàn)場均有保溫蒸汽口。因此，所用蒸汽均在現(xiàn)場就近取用。3）儀表氣源氣動調節(jié)閥和開關閥所用氣源由公用工程提供，必須經(jīng)過凈化、除水、除銹等處理過程，經(jīng)過緩沖罐緩沖、壓力穩(wěn)定后，由氣源管路敷設到氣動調節(jié)閥和開關閥附近。456 接地系統(tǒng)及可靠性儀表的保護接地（以表、盤、柜的外殼接地）接至電氣專業(yè)的接地系統(tǒng)，儀表的系統(tǒng)接地（信號的屏蔽接地）需單獨設置接地系統(tǒng)。DCS的接地設置應按照 DCS 系統(tǒng)廠家的要求進行，設置單獨的接地極。 第五章 原料、輔助材料及燃料的供應51 主要原料消耗主要原料消耗一覽表如表 51 所示。表 51 主要原料消耗一覽表用量（以 1t100%NaOH計）序號 物料名稱 物料規(guī)格單位 單耗 年耗來源 運輸條件1 鹵水 305g/l m3 11 1320220 外購 管道輸送2 純堿 合格 kg 12 1440 外購 公路運輸3 氯化鋇 一等品 kg 20 2400 外購 公路運輸4 亞硫酸鈉 一等品 kg 240 外購 公路運輸5 硫酸 98% kg 25 3000 外購 公路運輸6 燒堿 30% kg 30 3600 自產 管道輸送7 離子膜 m2 720 外購52 主要燃料及動力消耗定額：主要燃料及動力消耗定額如表 52 所示。表 52 主要燃料及動力消耗定額用量（以 1t100%NaOH計）序號 名稱 物料規(guī)格單位 單耗 年耗來源 運輸條件1 自來水 t 12 1440000 外購 管道輸送2 高純水 t 5 600000 自產 管道輸送3 動力電 kwh 250 30000000 外購 高壓線路4 電解電 kwh 2150 258000000 外購 高壓線路 53 原料的規(guī)格與質量指標531 鹵水532 鹵水質量標準指標名稱 指標要求氯化鈉 305g/lＣa 2+ Ｍg 2+ SO42 無機胺 532 碳酸鈉質量指標符合 GB21092，如表 533 所示。表 533 碳酸鈉質量指標指標名稱 指標要求外 觀 白色結晶粉末總堿量（以 Na2CO3計） ≥%水不溶物 ≤%氯化物（以 NaCl 計） ≤%鐵（Fe） ≤%533 工業(yè)氯化鋇質量指標符合 GB1617 一等品，如表 534 所示。表 534 工業(yè)氯化鋇質量指標 指標名稱 指標要求氯化鋇（BaCl 22H2O）≥%硫化物（以 S 計） ≤%鐵（以 Fe 計） ≤%水不溶物含量 ≤外觀 白色片狀或粉狀結晶534 工業(yè)用聚丙烯酸鈉質量標準符合 GB1053489，如表 535 所示。535 工業(yè)用聚丙烯酸鈉質量標準指標名稱 指標要求固體含量 ≥%游離單體（以 CH2=CHCOOH 計）≤%pH 密度（20℃） ≥ g／cm 3極限粘度（30℃） ／g535 亞硫酸鈉質量標準符合 GB900588，如表 536 所示。536 工業(yè)用聚丙烯酸鈉質量標準指標名稱 指標要求 亞硫酸鈉（Na2 SO3） ≥鐵（Fe） ≤水不溶物 ≤游離（以 Na2CO3計） ≤536 工業(yè)硫酸符合 GB900588，如表 537 所示。537 工業(yè)硫酸質量標準指標名稱 指標要求硫酸（H 2SO4） ≥%灰分 ≤%鐵（Fe） ≤%砷（As） ≤%透明度 ≥50 mm色度 ≤ ml