VCM复杂控制和安全联锁系统

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硫回收装置复杂控制系统、联锁系统和点火控制系统的设计

第57卷第1期2019年2月化肥设计Chemical Fertilizer Desig'Feb. 2019•13 •疏回收装置复杂控制系统、联锁系统和点大控制系统的设针吴春来(中国五环工程有限公司，湖北武汉420223)摘要介绍了国内三级克劳斯硫磺回收工艺，详细解析了硫回收装置复杂控制系统设计目的和功能块的作用，说明了联锁系统中联锁触发原因和结果及意义，阐述了点火顺序控制及其联锁设计，可对硫回收装置自动控制设计提供参考％关键词主燃烧炉；硫冷凝器；克劳斯反应器；尾气焚烧炉；复杂控制回路；联锁doi: 10.3969). issn.1004 — 8901.2019.01.004中图分类号：T Q125.1 文献标识码：A文章编号180531004—8901(2019)01 —0013 —06Design of Complex Control System，Interlock System and Ignition Control System of SulfW U Chun-lai(W uhuan Engineering Co. ，Ltd. ，Wuhan Hubei430223»China)A bstract：This paper introduces the domestic three —level claus sulfur recovery process，analyzes in detail the design purpose of the complex control system of sulfur recovery device and the role of the functional block，explains the trigger reason，result and the interlock system，and e xpounds the ignition sequence control and interlock design，which can provide reference for the autom atic control design of sulfur recovery unit.Keywords：main furnace；sulfur condenser；Claus reactor；exhaust gas incinerator；complex control loop；doi: 10. 3969/=. issn. 1004 —8901 2019. 01004低温甲醇洗装置中副产的酸性气体含有h2s 气体，由于无法达到环境排放的要求，该气体无法直接排至大气，从经济和节能环保的角度，需回收酸气中的硫，使最终的尾气排放符合国家规范的要求。

VCM操作规程1

一、产品概述氯乙烯车间的任务是以乙炔和氯化氢为原料合成粗氯乙烯，再经提纯生产出合格的精单体供聚合生产PVC 树脂，该车间的产品就是氯乙烯精单体。

（一）、物理、化学性质化学名称分子式结构式分子量氯乙烯（简称VCM ） C 2H 3Cl62.51、VCM 的物理性质①、主要物理常数：冷凝点：-13.9℃；凝固点：-159.7℃；临界温度：142℃；临界压力：52.2大气压。

②、常温常压下是一种无色有乙醚香味的气体，但稍加压力就可以得到液体VCM 。

③、蒸汽压：蒸汽压力和温度关系见表1，也可按下式计算出VCM 蒸气压力：logP=0.842－1150.9/T=1.75logT －0.002415T 式中P 单位为绝对大气压，T 为绝对温度 T ＝273+t ℃④、VCM 的潜热见表2潜热：蒸发或冷凝每克VCM 所需的热量。

表1、VCM 的蒸汽压： C C C l H H H表2、VCM的潜热⑤、VCM蒸气的比容见表3. 表3、VCM饱和蒸气的比容⑥、液体VCM的密度：温度越高，密度越小。

见表4.也可按下式计算：d=0.9471－0.001746t－0.00000324t2表4、VCM液体密度⑦、VCM易溶于丙酮、乙醇和烃类中，微溶于水。

⑧、VCM易燃与空气混合形成爆炸物。

爆炸浓度范围为4-21.7%（体积比）所以使用VCM要特别注意安全。

⑨、VCM对人有麻醉作用，空气中VCM的最大允许浓度为500ppm。

当VCM蒸气浓度达到1%时，可使人有麻醉感觉，达到5%以上时，可使人出现头晕、浑身软弱无力，逐渐神志不清、站立不稳、四肢痉挛、呼吸困难，最后失去知觉等中毒现象。

2、VCM的化学性质：VCM有氯原子和双键两个起化学反应的部分，所以能进行的化学反应较多，但连接在双键上的氯原子不很活泼，因此，对双键的反应比有关氯原子的反应多，例如：①、有关双键的反应：◆在紫外线照射下，能与硫化氢加成生成2-氯乙硫醇。

聚氯乙烯安全操作规程

2.4操作人员必须严格执行“聚氯乙烯生产工艺规程”、“安全技术规程”，进入生产现场要穿戴好劳动保护用品，严禁班前、班中饮酒，严禁擅自脱离工作岗位、串岗干与生产无关的事情。
2.5生产厂房和气柜必须装有避雷器，所有易燃易爆物料管道法兰处应安装有“静电桥”，所有设备和安装有“静电桥”的管道必须安置有良好的接地装置，接地电阻必须大于4欧姆。
nCH2=CHCl（CH2—CHCl）+96.3~108.9KJ/mol
1.2生产工艺流程简述：
将原料电石（CaC2）经破碎成合格粒度后，加入发生器内，与水反应生成粗乙炔气。粗乙炔气经洗泥、冷却降温后，由水环泵加压进入清净塔，在清净塔内与次氯酸钠反应除去硫、磷杂质，再进入中和塔除去酸性物质后，制得精乙炔气。精乙炔气经预冷脱水后与合成送来的经预冷、深冷脱酸除去水份的氯化氢，在混合器中按一定比例混合。混合气再经深冷及酸雾过滤器脱去水份后，经预热器进入转化器，在氯化汞（HgCl2）触媒的催化作用下，反应生成粗氯乙烯单体。粗氯乙烯单体经冷却、除汞后，进入泡沫塔、水洗塔及碱洗塔除去氯化氢、二氧化碳等酸性物质后，经加压进入精馏塔除去低沸点物、高沸点物后制得精氯乙烯单体进入单体贮槽，备聚合使用。聚合生产时，将经过计量的精氯乙烯单体及无离子水、分散剂、引发剂等助剂加入聚合釜内，在一定温度、压力下发生聚合反应生成聚氯乙烯（PVC），聚合后的聚氯乙烯浆料送到出料槽，气相经压缩冷凝回收大部分未反应的氯乙烯，浆料再进入汽提塔，进一步除去PVC颗粒内部的氯乙烯后至混料槽，由浆料泵送至离心岗位，经离心机分离掉大部分水份的物料，经螺旋输送器送入气流塔，除去表面水份，再进入旋风干燥器进行深度脱水干燥后，经旋风分离及旋振筛筛分后获得的聚氯乙烯进入PVC料仓，经计量包装出成品聚氯乙烯树脂。
聚氯乙烯树脂

自动控制系统：1.1 V-M调速系统的特点

I — 电枢电流（A）； R — 电枢回路总电阻（）； — 励磁磁通（Wb）； Ke — 由电机结构决定的电动势常数。
引言
直流调速方法
根据直流电机转速方程
U IR n Ke n0 n
由上式可以看出，有三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压 U；（2）减弱励磁磁通；（3）改变电枢回路电阻 R。
n0 n
工作条件：
n
保持励磁 = N ；
n0
保持电阻 R = Ra
调节过程：
改变电压
UN Un
调速特性：
转速下降，机械特性 O 曲线平行下移。
基速以下调速
nN
n1
UN
n2
U1
n3
U2
U3
IL
I
调压调速特性曲线
（3）调磁调速
引
言
n
U IR Ke
n0 n
工作条件：
保持电压 U = UN ；保持电阻 R = R a ；
为了避免或减轻这种影响，须采用抑制电流脉动的措施：
➢ 设置平波电抗器 ➢ 采用多重化技术,增加整流电路相数
单相全控桥式整流电路
L 2.87 U 2 I d m in
三相半波整流电路
L 1.46 U 2 I d m in
三相全控桥式整流电路
L 0.693 U 2 I d m in
1.1.2 电流波形的连续与断续
晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统），图中VT是晶闸管
可控整流器，通过调节触发装置 GT 的控制电压 Uc 来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud ，从而实现平滑调速。
• V-M系统的特点（与G-M系统相比较）
在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。晶闸管可控整流器的功率放大倍数在10 4 以上，不再像直流发电机那样需要较大功率的放大器。

石油化工企业安全仪表联锁系统应用及发展趋势

石油化工企业安全仪表联锁系统应用及发展趋势发布时间：2021-05-17T02:48:24.389Z 来源：《电力设备》2021年第1期作者：苏振亮1[导读] 安全生产一直是石油化工企业的重中之重，安全稳定可靠的生产直接影响着企业的未来发展。

（1.山东滨化滨阳燃化有限公司山东滨州 251800）

摘要：安全生产一直是石油化工企业的重中之重，安全稳定可靠的生产直接影响着企业的未来发展。近些年化工企业不断发生安全生产事故，造成了严重的人员伤亡、财产损失，引起了社会各界的广泛关注。而要实现化工企业的安全生产就必须从实现安全生产的本质化和生产的自动化、智能化。本文从石油化工企业安全仪表联锁系统应用进行探讨分析，为降低化工企业的安全生产事故提供一些合理化建议。

关键词：石油化工；安全仪表；联锁系统；稳定可靠；安全事故；探讨分析

化工行业在我国目前的经济发展属于支柱行业，其发展状况与国民经济形势密切相关。自十二五”以来，我国的工业化水平持续增长，根据我国统计局发布的数据显示，自2009年至2019年，我国的国内生产总值由264473亿元增长到至990665亿元，年均复合增长率为

12.77%，国民经济的快速发展，有效保证了我国居民消费水平和消费能力的提升，为我国化工行业的迅速发展提供了良好的经济环境。但是由于化工行业的特殊属性，化工原料和大型的化工工艺机械设备，化工原料和产品及其辅料、溶剂都或多或少存在危险化学品，因此在化工生产过程中存在着极大的不安全因素和安全隐患，进而发展为安全事故。 1 石油化工行业电气仪表自动化控制系统的现状 1.1 石油化工企业电气仪表自动控制系统中的现场总控系统应用

电仪仪表的现场总控系统是我国化工行业生产技术过程中的关键仪表技术，它作为一个相对开放的控制系统，在生产设备正常运行中，采用互联网与现场的控制计算机相关联通实现对化工生产总体的生产管理和控制。对自动控制系统进行正式操作时，可以实现对多频率的互相性操作，真正完美的让我国石油化工企业对生产现场实现分散化的控制。其控制系统具有高度的科学性、优越性，在目前的我国石油化工行业的各个工艺流程中得到广泛的应用使用。 1.2 石油化工企业电气仪表自动控制系统实现现场总线与DCS系统的相结合

复杂控制在PROVOX系统中的应用

复杂控制在PROVOX系统中的应用针对轻汽油醚化工艺参数的复杂性和控制方案多样性，提出将常规组态软件与FST功能顺序软件相结合的办法，比较好的实现了工艺要求的分程控制，顺序控制，联锁控制等复杂控制。

根据控制方案实施原理图，详细的给出了算法的实现步骤，装置运行至今，投用的复杂控制一直运行良好。

文章介绍了两个控制方案，以期对以后利用PROVOX系统实现复杂控制提供借鉴。

标签：复杂控制；分程控制；联锁控制；集散控制系统引言复杂控制大体可以分为三类：一类以提高响应曲线指标为目的，如串级、前馈、分程控制等；一类按照满足特定的工艺要求而设计，如配方、批量、联锁控制等；还有一类是基于数学模型的先进控制，如模糊、自适应、神经元控制等。

乌鲁木齐石化公司炼油厂引进40万吨/年轻汽油醚化装置，其DCS控制系统采用的是美国Fisher-Rosemount的PROVOX系统。

文章将选取装置中的甲醇进料缓冲罐分程控制、导热油炉膨胀槽启泵联锁这两个复杂控制设计方案作为探讨[1-2]。

1 分程控制一台控制器的输出可以同时控制两台甚至两台以上的控制阀。

控制器的输出信号被分割成若干个信号范围段，由每一段信号去控制一台控制阀，称为分程控制系统[3]。

分程控制的场合有很多，总体上可以分为三种情况：（1）用于扩大控制阀的可调范围，改善控制品质；（2）用于控制两种不同的介质，以满足工艺生产的要求；（3）用作生产安全的措施。

例如下面介绍的例子，为保证甲醇进料缓冲罐压力安全，而采用分程控制方案。

甲醇进料缓冲罐的压力由PV-2022A和PV-2022B共同控制，阀PV-2022A 负责排放甲醇进料缓冲罐内的废气，调低压力，为气开阀；阀PV-2022B负责补充甲醇进料缓冲罐内的氮气，调高压力，为气关阀。

两个控制阀异向动作，即随着控制器输出信号的增大或减小，一个控制阀开大，另一个控制阀则关小。

调节器对这两个阀实行分程控制，先打开进气阀，关闭放空阀，使罐内的压力升高，随着压力的升高，进气阀应不断的关小，甚至全关；如此时压力还是超过限定值，则应打开放空阀，使压力回到设定值。

乙烯法VCM全部资料(唐亮)

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四.国内外其它工艺技术
1. 低温法（液相出料）工艺反应温度：50℃左右
特点： 1）EDC中带有催化剂，需不断补充催化剂 2）洗涤除去EDC中催化剂，产生大量废水。 3）反应需庞大的外循环冷却设备来导出。
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2. 高温法工艺反应温度：120～125℃ 特点： 1）无液相出料弊病； 2）产品纯度高，可直接裂解，流程简单，能耗低； 3）反应热可副产蒸汽。催化剂需有添加剂。
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1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标七. 燃料碳四（C4）
用于二氯乙烷裂解炉，氯化氢回收焚烧炉的燃料气。
俗名：液化石油气。
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1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标
二. 中间体
1. 1,2-二氯乙烷
学名：1,2-二氯乙烷俗名：二氯乙烷
英文名：Ethylene dichloride 或1,2-Dichloroethane
二十世纪二十年代，美国联碳化学公司与杜邦公司对氯乙烯聚合物的制备发表了专利——标志着氯乙烯及其聚合物的制备已进入实用技术阶段。
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德国法本公司于1931年采取乳液聚合法生产聚氯乙烯。
1933年美国碳化物和碳化学公司用溶液聚合法生产聚氯乙烯。
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二. 聚氯乙烯的工业制法 1. 氯乙烯单体的合成（1）电石乙炔法
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（3）乙烯法（二氯乙烷法）
原理：
a. 乙烯氯化 C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 b. 二氯乙烷热裂解： C2H4Cl2 → CH2= CHCl + HCl c. 氯化氢氧化： 2 HCl +1/2O2 → Cl2 +H2O 所得的氯用于a步反应。
HCL氧化
Cl2 直接氯化

复杂电气设备控制系统改造、设计与装调

（6）进行软件测试。（7）设计操作台、电气柜及非标准电气元部件。（8）现场系统调试。（9）编写设计说明书和使用说明书。
二、PLC控制系统的设计与调试步骤
二、绘制PLC控制线路图
主电路及照明电路
控制电路
三、设计梯形图程序
X62W 型万能铣床的梯形图程序
X62W 型万能铣床的梯形图程序（续）
X62W 型万能铣床的梯形图程序（续）
X62W 型万能铣床的梯形图程序（续）
四、模拟调试
（1）PLC运行程序时，Y005线圈通电，Y005指示灯点亮。（2）主轴电动机M1的控制 1）按下主轴电动机启动按钮SB1或SB2，Y000线圈通电， Y000指示灯点亮；按下主轴停止及制动按钮SB5或SB6，或者闭合换刀制动开关SA1，或者断开热继电器KH1的常闭触点，或者断开热继电器KH2的常闭触点，Y000线圈都断电， Y000指示灯熄灭。
（4）工作台快速移动的控制。按下点动按钮SB3或 SB4，电磁离合器YC2线圈失电，YC3线圈通电，工作台可向六个进给方向中任意一个方向快速移动。
（5）圆工作台进给的控制。主轴电动机M1启动后，将圆工作台开关SA2扳至“接通”位置，SA2-1、SA2-3断开，SA2-2闭合，接触器KM3通电闭合，进给电动机M2启动正转，带动圆工作台工作。
4）压合工作台向下、向前（或向上、向后）进给行程开关SQ3 (或SQ4)，Y001 (或Y002)线圈通电，Y001 (或 Y002)指示灯点亮;松开SQ3 (或SQ4)，Y001 (或Y002)线圈断电，Y001 (或Y002)指示灯熄灭。
5）压合进给变速冲动行程开关SQ2，Y001线圈通电， Y001指示灯点亮；松开SQ1，Y001线圈断电，Y001指示灯熄灭。

聚氯乙烯生产操作手册

回收 VCM 储罐
回收 VCM
回收冷凝器
VCM
VCM
N2
气体
气体
新鲜 VCM 储罐
VCM
脱盐水引发剂分散剂终止剂
脱盐水系统
聚合釜粗产品
抽真空
水环真空系统
浆料
汽提
废水
塔
PVC
和水
废水汽提塔
废水
离心分离器
产量
废水
反应时将各种原料与助剂加入到反应釜内在搅拌的作用下充分均匀分散，然后加入适量的引发剂开始反应，并不断地向反应釜的夹套和挡板通入冷却水，达到移出反应热的目的，待聚合反应完成后终止反应。反应完成后的浆料经汽提脱析出内含VC后送到干燥工序脱水干燥。
nCH2=CHCl→-[-CH2-CH(Cl)-]n-。它的反应一般由链引发，链增长，链终止，链转移几种元素反应组成。
1.2 工艺流程简介
聚氯乙烯生产过程由聚合、汽提、脱水干燥、VCM回收系统等部分组成。同时还包括：主料、辅料供给系统，真空系统等。
简易流程系统如下图所示：
1Hale Waihona Puke 聚氯乙烯生产工艺操作手册聚氯乙烯生产工艺操作手册
聚氯乙烯生产工艺操作手册
目录
一、工艺流程说明.......................................................................................................................1 1.1 生产方法简介....................................................................................................................1 1.2 工艺流程简介....................................................................................................................1 1.2.1 抽真空系统...............................................................................................................1 1.2.2 进料、聚合...............................................................................................................1 1.2.3 浆料汽提...................................................................................................................2 1.2.4 干燥...........................................................................................................................3 1.2.5 废水汽提...................................................................................................................4 1.2.6 VCM回收...................................................................................................................4

杭汽汽轮机安全联锁控制系统的基本构成

杭汽汽轮机安全联锁控制系统的基本构成空压机是我公司大氮肥系统的龙头, 在氮肥项目中采用杭州汽轮机厂的汽轮机作为空压机的驱动设备, 汽轮机由于是高速运转的设备,且做工功率及自身体积均比较巨大, 因此对于汽轮机的安全运行就需要很多检测元件和保护系统的参与。

系统的组成及特点如下。

艾默生DELTAXDCS系统是这个联锁控制系统的核心,大多数的联锁逻辑关系和联锁执行指令都是由它发出的。

所有检测元件产生的联锁信号均要送至DCS卡件,由主处理器进行逻辑运算后把最终联锁跳车信号由DC卡件送至跳车电磁阀，引起汽轮机速关阀关闭完成联锁跳车。

轴瓦温度检测系统: 汽轮机的轴瓦温度均带有高高联锁。

温度检测的一次元件使用内埋式PT100铂热电阻，电阻信号送至DCS机柜内的温度变送器,由温度变送器将其转化为4mA-20mA 直流信号送至DCS AI 卡件, 经处理器运算后用于显示温度, 并根据工艺要求设置相应的联锁报警值作为联锁报警的信号源。

振动位移检测系统: 汽轮机振动探头在汽轮机的两端各有两个, 安装角度是垂直于汽轮机轴向安装。

位移探头安装于汽轮机的一侧, 安装角度是平行于汽轮机轴向安装。

振动和位移探头送出的信号由BENTLY 公司的3500相应的卡件采集，通过通讯卡件和DCS通讯，在DCS 上显示相应点的振动和位移数值。

通过3500组态实现逻辑关系和开关量的输出, 我公司就是将相应两个探头的高高联锁值做了二选二的逻辑运算通过开关量卡件的某一通道送出这一联锁信号给DCS触发联锁。

润滑油压低低联锁: 润滑油压过低将会造成转动设备由于缺少足够的润滑对机器造成损害,润滑油压由变送器输出模拟信号至DCS用于显示润滑油压力并参与润滑油压的调节。

润滑油压低低联锁则采用可靠性更高的压力开关来提供联锁所需的开关量信号,润滑油压有三个压力开关, 这三个开关采用三选二的逻辑关系输出联锁信号。

控制油压低低联锁: 控制油压过低会使调速阀无法正常工作。

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