一、 概述
淄博东岳氯源12万吨/年离子膜烧碱装置和河南开封东大化工厂4万吨/年离子膜装置采用了和利时公司的Smartpro DCS控制系统,实现该项目中工艺生产操作、监视、自动控制、程序控制、联锁保护和数据采集、生产管理等功能。
测点统计如下:
二、 配置方案
12万吨/年离子膜装置控制系统采用和利时公司的DCS完成,配置两台控制站,3台操作站和1套UPS电源和配电柜、及打印机、通讯总线。
本项目共有2个DCS机柜,命名为FCS1、FCS2。3个操作员站,命名为OP1、OP2、OP3,其中一台兼工程师站(ENG)。
控制站的分配:一次盐水与氯氢处理的测点分配在1#控制站内;二次盐水与电解分配在2#控制站内。
所需的继电器共91个,其中用于DO的共14个,全部为干结点输出,用于DI的共77个,继电器驱动电源为24VDC,可安装于1#控制柜内。
三、 工艺简介
离子膜装置由一次盐水、二次盐水、电解及氯氢处理等部分组成。
1、 一次盐水
一次盐水主要处理的是粒盐在化盐池溶化后,经过滤、化学除钙镁离子、戈尔过滤等过程,产生粗精制盐水。
2、二次盐水
二次盐水主要处理的是从一次盐水工段来的粗精制盐水经螯合树脂塔处理后,产生出电解能够使用的精制盐水。
3、 电解部分
二次盐水来的精制盐水在电解槽经电解后产生氯气、氢气、氢氧化钠及废盐水,废盐水经脱氯处理后回一次盐水化盐池或部分循环回电解槽。氯气送到氯气处理工段,氢氧化钠到氢氧化钠储罐,氢气到氯氢处理工段经处理送到PVC项目的氯化氢工段。
4、 氯氢处理
氯气处理包括氯气液化及事故处理。氯气液化是氯气经水洗、干燥、冷却、压缩、液化生产液氯,部分送到HCL工段。事故处理是电解槽事故停车,压缩机故障、全厂电源故障等情况下启动氯气吸收塔。
氢气处理是氢气经水洗、干燥、压缩生产纯净的氢气,送到HCL工段。
四、 控制方案
1、 简单回路控制
FCS1(一次盐水氯氢处理控制站):
E-401出口温度调节、Z-401压力调节、E-401入口流量调节、Z-402液位调节、V-404出口PH值调节、V-408出口ORP调节、E-502湿氯气温度调节、T-501进口氯气压调节、T-501进口氯气压调节、湿氢气总管压调节、湿氢气总管压调节、T-501液位控制。
FCS2(二次盐水、电解控制站):
过滤盐水槽温度、脱盐水流量、过滤盐水槽液位、盐水高位槽液位、烧碱温度、氯气压力、氢气压力、盐酸流量A、盐酸流量B、精制盐水A流量、精制盐水B流量、淡盐水流量、硫酸钠流量、盐酸流量、淡盐水槽液位、烧碱罐液位、烧碱高位罐液位、脱氯塔液位、淡盐水PH、脱氯盐水PH、脱盐水流量、烧碱密度、氯气压力、氮气压力、氢气压缩机入口压力。
2、 复杂回路控制
脱盐水流量(FIC221)串级选择
盐酸流量比值控制(FIC-211A/B)
精制盐水流量比值控制(FIC-231A/B)
淡盐水流量比值控制(FICZA-265)
盐酸流量比值控制(FICA-425)
氢气压力比值控制(PRCZA-226)
3、 联锁方案
电解槽的联锁公用条件:
1、 阳极废盐水罐液位高高 LT_260 > LT260_HH(操作设定)
2、 阴极烧碱罐液位高高 LT_270 > LT270_HH(操作设定)
3、 氯气总罐压力1高高 PT_216 > PT216_HH(操作设定)
4、 氢气总罐压力1高高 PT_226 > PT226_HH(操作设定)
5、 氯气总罐压力2高高 PT_217 > PT217_HH(操作设定)
6、 氢气总罐压力2高高 PT_227 > PT227_HH(操作设定)
7、 氯氢差压高高 PDT_200 > PT200_HH(操作设定)
8、 氯氢差压低低 PDT_200 > PT200_LL(操作设定)
9、 紧急停车按钮 XI_YL103
10、 仪表电源故障 XI_YL100
11、 仪表风压力低 PA_520
12、 氯、氢压机停 STOP_H、STOP_CL
备注:
1、公用联锁条件成立,每个电解槽都停掉。
2、每个联锁条件都有一个旁路开关。
每个电解槽联锁条件:
1、 进电解槽精盐水流量低低 FT_231A < FT231A_LL(操作设定)
2、 进电解槽氢氧化钠流量低低 FT_232A < FT232A_LL(操作设定)
3、 电解槽电压差高高 EDIZA_231A > EDI231A_HH(操作设定)
4、 电解槽电压差低低 EDIZA_231A > EDI231A_LL(操作设定)
5、 电解槽接地 XA_YL102A
6、 电解槽整流过电流 IIZA_230A > IZA230AHH(操作设定)
7、 开车盐水阀 KV1_241A_1
备注:
1、公用联锁条件成立,每个电解槽都停掉。
2、每个联锁条件都有一个旁路开关。
3、B、C、D与A同样。
4、 顺序控制
螯合树脂吸附顺控程序采用SFC或ST语言编程,操作分为手动,半自动,自动三种:
手动:
1. 选择再生塔,把相应再生塔置为“再生”。
2. 按“I洗”按钮。
3. 按“启/停“按钮。
4. 此时,相应的树脂均执行“I洗”功能,在“I洗”结束后,按“反洗”则执行反洗,按“酸洗”则执行酸洗。其他步骤类推
半自动:
1. 把操作方式置为半自动。
2. 选择再生塔,把相应再生塔置为“再生”。
3. 按“启动再生按钮”。
4. 按“启/停”按钮。
5. 此时所选择的再生塔按照程序执行整个再生过程,执行结束后,则需要把下一个再生塔置为“再生”,则继续。
自动:
1. 把操作方式置为自动。
2. 选择再生塔,把相应再生塔置为“再生”。
3. 按“启动再生按钮”。
4. 按“启/停”按钮。
三个再生塔则顺序执行再生,一直循环下去。
停止:
1. 暂停:把启/停按钮置为停止时,程序暂停。
2. 停车:按下“螯合树脂停车按钮”时,所有树脂塔的阀门全部关闭,操作方式置为手动,程序步置为程序待命状态。启/停按钮处于停状态,所有的计时器复位。
联锁:
1、流量:在I洗,酸洗,II洗,碱洗,III洗,盐水置换中相应流量低或偏差大时,则计时器暂停,程序步不变,直到流量恢复正常,计时器继续计时。
2、顺控阀故障报警:
注:KV162在“盐水置换”步骤不联锁。
A再生时:KV161A、KV164A、KV165A、KV164B、KV161C、KV165C、KV162必须关,否则除KV161B、KV165B、KV164C、KV169-3保持开外,其余阀全关,程序步置为“程序等待”,操作方式改为“手动”。
B再生时:KV161B、KV164B、KV165B、KV164C、KV161A、KV165A、KV162必须关,否则除KV161C、KV165C、KV164A、KV169-3保持开外,其余阀全关,程序步置为“程序等待”,操作方式改为“手动”。
C再生时:KV161C、KV164C、KV165C、KV164C、KV161A、KV165A、KV162必须关,否则除KV161A、KV165A、KV164B、KV169-3保持开外,其余阀全关,程序步置为“程序等待”,操作方式改为“手动”。
3、仪表电源故障联锁:
仪表电源故障,螯合树脂塔所有顺控阀关闭,计时器暂停,程序步不变。仪表电源故障正常后,按“START”键,程序继续进行。
五、 界面组态方案
依据用户的运行分组情况,分操作小组
报警级别与操作小组一一相对应
操作小组的权限,设为“操作员”
所有控制回路的PV/OP/SP、调节阀的阀位反馈以1秒为周期,记录1个月。
重要参数信号、重要联锁的投切开关、联锁动作情况以1秒为周期,记录1个月。
流程图画面以用户提供的工艺流程图为准,流程图上的动态画面须加位号。具体分为以下几幅画面:
a.一次盐水分四幅画面
b.二次盐水分三幅画面: 螯合树脂、中间储罐、螯合树脂操作画面
c.电解部分分九幅画面,包括脱氯部分三幅画面
d.氯氢处理分四幅画面
e.联锁回路监视图四幅画面:电解联锁图A、B、C、D
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