摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，我国综合国力显著加强，介绍了烧碱及PVC生产装置中仪表自控运行情况，针对运行过程中存在的不足，为满足工艺要求，提高基础仪表自动化水平，进行了多项技术改造。
关键词：氯碱；自动控制；仪表；技术改造
引言
低压电气开关或控制系统一直是化工生产装置及配套电气设备的重要组成部分,它们连接或隔离低压电网的元件并控制运行的电气设备,因此其性能的好坏在很大程度上制约着化工生产装置的连续稳定运行,同时化工生产的特点也要求各配电及传动装置,在发生工艺故障时,能够及时可靠的动作,防止生产事故的扩大。但长期以来,电气作业、保护定值整定、设备监视和故障报警诊断等,一直停留在设备陈旧、人工处理的落后水平上,无法满足日益发展的工艺技术和科学管理的要求。为此,迫切需要一种电气自动化解决方案。随着以计算机技术、通讯技术和电子技术为代表的3C技术的飞速发展,终于使这一理想变为现实。低压自动化系统的应用,使电气专业在根本上实现了工艺管理、过程控制和故障诊断的科学化和准确化。某化工集团在这方面走在了国内同行的前面。12万t/a离子膜烧碱装置是某投资8亿元引进的“九五”工程项目,全套工艺技术和设备均由日本旭硝子公司提供。尽管电气部分国内配套,但由于生产工艺复杂,技术要求较高,因此,同样也对电气控制提出了更高的要求。由于我们已经在8万t/a离子膜烧碱改造工程的10kV配电设备上实现了微机系统的自动化管理,并积累了成熟的微机应用经验,因此,我们率先在国内引入低压系统自动化的概念,设计并完成了国内第1套低压自动化系统联网控制方案。通过微机系统将低压电气元件(如低压开关、接触器、电动机电脑保护器等)与过程控制PLC装置有机地融为一体,使运行人员在中央控制室就可完成电气开关和控制装置的遥控、遥测、故障报警、定值修改和后台编程等工作,从而与仪表专业的DCS集散系统一起,构成了一套完整的现代化工艺控制体系,真正实现了氯碱装置生产过程的自动化。
1预处理器自控阀改造
一次盐水经过前反应桶后经过加压泵进入加压容器，出口安装流量计和自控阀调节流量，加压容器液位采用液位和变频控制。半年以后，发现自控阀控制流量不准，造成液位波动，停车检查，发现隔膜调节阀膜片已被盐水冲刷磨损。分析原因是，为防止盐水对自控阀的腐蚀，采用3层隔膜阀，但由于盐水比较脏，为保证加压容器罐液位，自控阀开度比较小，流速大，造成冲刷严重。后改为钛材质调节蝶阀，问题得到解决，实际运行效果良好。
2次氯酸钠生产控制方案
乙炔工段与液化工段距离较远，生产使用次氯酸钠通过罐车运输，决定了次氯酸钠生产为间歇性生产，正常生产由现场人员操作完成。次氯酸钠生产分为配碱和次氯酸钠反应生成2部分。在配置碱液过程中，手动控制操作难以达到碱液浓度，因此，增加碱液配碱装置。次钠生产将32%的液碱加水稀释到16%左右。通过离心泵将配置的碱液打入次氯酸钠除害塔，氯气通过分配台切换阀KV-1301送入，由氯气调节阀控制流量，软水由外界带压送入过流量计调节阀调节流量进入除害塔。技术改造完成后液化次氯酸钠生产由中控根据液位实现了全程控制，降低了员工的工作强度，提高了效率。根据次氯酸钠生产工艺，开发控制程序，生产次氯酸钠时可以自动控制生产，也可以手动控制生产，满足了工艺要求。
3报警优化
报警设计是工厂安全设计的重要一环，报警管理的目的如下。（1）升级报警管理过程，使之与现场实际相符；（2）减少操作员报警处理的负荷，保证操作员能够有效处理信息；（3）提供相关的，清晰的，易懂的报警，并能快速评估根源和有效性；（4）建立报警持续管理框架，使其管理能力能够持续提高。报警管理分别从技术和操作2方面进行优化。从操作方面，建立报警手册：即识别人为产生的报警，针对该报警识别产生报警的操作，最后制定可量化的提前控制措施，在实际操作中验证并持续完善。
4整个系统的主要功能及性能指标
系统装置联网后,运行人员在后台微机上即可掌握各配电室现场低压开关的分/合情况、动态显示电压、电流的波动,随时记录事件和报警信息;掌握整套氯碱装置的运行状况。由于采用了多CPU的硬件结构,因而整个系统的实时性较强,数据变化响应的速度较快,系统SOE分辨率不大于2ms遥信变位不大于2s,遥控过程完成不大于6s,画面响应1～3s;另外事件报警、越限事件,报警顺序显示、历史曲线、运行报表查询和强大的打印功能等,为日常生产管理和事故分析提供了极大的方便。
5电解工序液位控制改为变频泵控制
盐水高位槽是精盐水经过树脂塔后向电解槽去的1个缓冲容器，通过高位差将盐水压入电解槽。原设计中有2套液位控制系统，控制精盐水泵供给树脂塔的盐水流量，运行中存在如下问题：2开3备精盐水泵分别控制一、二期高位槽液位，阀门开度小时，对自控阀冲刷严重，尚存在节能空间，高位槽的液位要求控制为70%，天能化工对高位槽的液位控制进行技术改造。保留高位槽液位调节阀，增加2台变频器、2台压力变送器，由变频器调节精盐水泵的转速将泵出口总管压力控制稳定，由各自回流调节阀控制高位槽液位。技术改造后，电动机经常工作在50%频率左右，即能满足工艺要求，即使变频器出现问题，备泵开启，也能迅速保证生产稳定运行。
6碱栈台自动化控制方案
改造之前，32%液碱送往碳酸钠、一次盐水、液化、氯氢处理工段，采用现场手动启动送料泵，电话联系各工段，手动切换阀门，操作频次高，劳动强度大。通过仪表自动化改造，加装自控阀和流量计，通过DCS编程实现了各个工段按时按需按量送碱。提高了工作效率。通过碱储罐液位差统计流量，变成了由计算机统计流量，真正实现了现场无人操作，中控计算统计流量，达到了理想的效果。
7工程实践
某氯碱装置的低压自动化系统在开关厂和西门子公司的技术支持下,在先期完成了PLC系统的调试和投产后,仅用一个月就完成了全部自动化系统的联网安装和后台软件的调试工作。该系统于2000年9月全面投入运行以来,一直运行稳定、工作可靠,取得了传统电力控制模式所无法实现的控制效果。在多起工艺事故停车过程中,所有电气装置均快速准确动作,并自动记录开关动作现象、时间和顺序,与DCS监控系统一起,为工艺专业及时查找故障原因,恢复装置开车,提供了科学的依据。它不但使工人从繁琐的手工作业中解放出来,减少了各种人为事故的发生率,而且使系统维护及故障检修变得容易、迅速,从而真正实现了低压电气管理的科学化和准确化,受到了广大运行维护和技术人员的好评。
结语
通过以上工艺仪表的技术改造，达到了操作集中，便于管理。充分挖掘现有控制系统，液化装置增加了1套制氢碳酸钠远程节点，制氢碳酸钠碱站台增加1套远程DCS控制站，整个系统接入电氯系统控制域中。改造完成后辅助小单元与主装置完全实现了无缝对接，工艺数据共享。在紧急停车时，采用联锁保护，实现了安全的无缝连接，降低了员工劳动强度，保证了安全。提高了氯碱装置的整体控制水平，达到了一举多得的目的。
参考文献
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