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衬四氟磁翻板液位计在氯气液化工艺中的应用

发布时间:2020-06-02   点击次数:

内蒙古兰太钠业有限公司( 以下简称“公司”)利用低温低压法进行氯气的液化。目前,保障螺杆氟冷液化机组安全运行的保护连锁只有油温高温停机保护、排气压力高压停机保护。保障螺杆氟冷液化机组高效运行的方法有: 人工适时调节冷冻温度或液氯尾气阀以提高液化效率; 人工适时调节机组内制冷剂的循环量来控制机组的制冷量; 人工适时调节循环水阀控制油温,人工适时调节油位。因此,为了加强氯气安全生产管理,归档重要设备参数,尽量降低操作员对设备的误操作,氯气液化工艺的自动化改造势在必行。
1 需要实现的控制功能统计
公司各专业人员积极参与,与第三方进行现场勘查和充分沟通后,确定了以下九项需要实现的控制功能。这些功能主要是冷冻机油温自动控制功能、设备停机后自动回收制冷剂功能、冷冻机自动加载与卸载控制功能、冷冻机重要参数显示、预报警、报警功能、远程开停机功能、重要数据归档功能、根据压缩机吸气压力自动控制储氟罐往蒸发器供液功能、增加高压储氟罐液位信号远程功能。要实现上述功能需增加一台 PLC 机柜,将油温、油压等模拟量信号进行采集,机组现场控制柜上加装触摸屏用于现场控制与参数显示,监控室加装上位机安装冷冻机机组组态程序,将原手动调节阀更换为电动调节阀或电磁阀等工作。
2 功能控制描述
2.1 冷冻机油温自动控制功能
将原油冷凝器循环水进口阀门更换为电动调节阀,在机头部位加装温度探头 T3。当设备运行后通过油温 T3 对电动调节阀进行闭环控制,使电动调节阀能够随着油温的变化自动调整开关度。此功能达到后可代替人工调节循环水阀。闭环控制性能如下: (1) 可选择自动与手动控制; (2) 自动控制设定控制目标值; (3) 设定自动控制目标正反作用; (4)设定自动控制目标限制最小/最大开度值; (5) 手动控制根据要求选择阀门开度对目标温度进行调节; (6) 自动调节阀现场可以用手轮调节,安装在进口管手动阀的出口端。
2.2 冷冻机吸气压力与电子膨胀阀自动控制功能
及设备停机后自动回收制冷剂功能
在储氟罐往蒸发器供氟利昂的主管道上加装旁通冷媒球阀,主管道上加装电子膨胀阀,与压缩机吸气压力实现闭环控制。当设备运行时,旁通冷媒球阀保持常闭状态,电子膨胀阀随着吸气压力的变化调节开关度,自动控制储氟罐往蒸发器供液量的大小,实现目标自动调节。此功能达到后可代替人工调节机组内制冷剂的循环量,详情如下: (1) 可选择自动与手动控制; (2) 自动控制设定控制目标值; (3) 设定自动控制目标正反作用; (4) 设定自动控制目标限制最小/最大开度值; (5) 手动控制根据要求选择阀门开度对目标温度进行调节; (6) 电子膨胀阀与现场手动阀并联安装。在设备停机时可在远程端或就地端选择制冷剂回收,系统会根据特定程序对冷冻机进行制冷剂回收程序,当回收成功后冷冻机会自动进行停机。
2.3 冷冻机自动加载与卸载控制功能
将原能量调节阀( 四通换向阀) 上的手动阀更换为电磁阀,根据压缩机吸气温度 T2 对能量调节电磁阀进行自动能量调节,可在现场触摸屏或后台上位机上选择自动加卸载或手动加卸载。此功能达到后可代替人工调节机组加卸载。
2.4 冷冻机重要参数显示、预报警、报警功能
由于冷冻机排气温度、储氟器液位、冷冻机排气压力、冷冻机吸气温度、冷冻机吸气压力、冷冻机油温温度、冷冻机油压压差、冷却循环水温度等参数已接入 DCS,可通过更换一进二出信号隔离栅或新装探头等措施,上传至 PLC 模块内转换为数字信号,通过光纤上传至上位机。组态内容包含冷却循环水压力报警提示、报警停机。参数自动记录、参数自动报表等功能。在控制柜内加装电流互感器,将信号上传,实现冷冻机电流远程显示,编程内增加排气压力高报警停车功能。
2.5 远程开停机功能
实现远程停机功能,在岗位操作台上加装急停按钮( 硬件连接控制) ,以应对突发情况。
2.6 将储氟器液位显示实现远程显示功能
将储氟器原玻璃管液位计更换为衬四氟磁翻板液位计衬四氟磁翻板液位计可用于各种塔、罐、槽、球型容器和锅炉等设备的介质液位检测。该系列的液位计可以做到高密封,防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。它弥补了玻璃板(管)液位计指示清晰度差、易破裂等缺陷,且全过程测量无盲区,显示清晰、测量范围大。将 4 mA ~ 20 mA 信 号 接 入 PLC 模 拟 量 模 块AE08,实现储氟罐液位的远程显示功能,代替人工现场巡检工作。
2.7 所有工艺参数实现声光报警功能
冷冻机原有的保护不拆除,实现硬件与软件双重保护。控制柜采用 UPS 供电,确保在全厂停电的状态下,电动阀可关闭。
3 改造实施
从施工方案的编制评审、仪表控制线路的布设、仪表阀的安装调试、系统编程到系统的接线调试,历经紧张的一个月时间,完成了改造工程的现场实施。主要画面提供: 生产控制---冷冻机操作参数显示,数据查询---历史数据曲线,操作说明---重要操作说明资料,系统设置---权限分配和时钟设置,输入输出检查---检查 CPU 的工作情况、模拟量断线、短路自我检查,参数设置---模拟量量程、模拟量修正、报警参数设置、维护保养时间设置,曲线查询---模拟量每时每刻的监控曲线,便于查询系统性能,故障查询---传感器断( 短) 路、设备故障、温度压力预报警或报警、维护保养,操作权限分配---操作员、维修员、工程师、主管,以及打印系统参数及画面。
4 结束语
在前期的改造实施和调试后,经过两个月的试运行和跟踪验证,氯气液化系统运行稳定,各项工艺指标均优于改造前。通过氯气液化工艺的自动化改造,克服了改造前存在的人工调节频繁、液化机组运行效率低、运行维护成本高等缺点,为企业的减员增效和安全生产奠定了工艺基础。

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