黃 愛

（廣西柳化氯堿有限公司，廣西 柳州 545600）

1 傳統(tǒng)控制方法的問題所在

合成爐是用于氯化氫氣體、鹽酸制造的主要設(shè)備。以前所用的合成爐，一般是以鋼制合成爐為主，使用較為廣泛。而近時(shí)期的氯化氫合成爐通常以石墨為主。這是因?yàn)槭哂械奶烊粌?yōu)勢所致，其高耐腐蝕、耐高溫、高熱傳等優(yōu)勢，決定著它終將被廣泛使用。而且塊孔水冷式石墨合成爐還可以在生產(chǎn)時(shí)有效將爐內(nèi)氯化氫溫度進(jìn)行降低，生產(chǎn)能力、效率均得到提升。

所謂的傳統(tǒng)控制方法，就是生產(chǎn)、工藝設(shè)備基本以人工進(jìn)行設(shè)備操作為主，所以對傳統(tǒng)控制來說，操作者的作用非常重要，因此必須非常謹(jǐn)慎，不然就有可能會發(fā)生毒害物質(zhì)的泄漏現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)期設(shè)備的自動化程度不高。

由于設(shè)備比較多，HCl純度不穩(wěn)等因素，很有可能會因轉(zhuǎn)化生產(chǎn)方面的影響，而對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響[1]。

鋼制夾套式合成在制造過程中，HCl會因?yàn)槭艿酵獠繗鉁氐挠绊懚a(chǎn)生不良反應(yīng)。加上氣溫和節(jié)氣方面的更替變換，設(shè)備很容易就會受到損害，從而產(chǎn)生負(fù)面影響。

合成爐在運(yùn)行過程中會有很多熱量被放出，操作環(huán)境差。

雖然有時(shí)傳統(tǒng)操作中的氫氣并沒改變流量，依舊合理，但純度已有所轉(zhuǎn)變，Cl2、H2配比值不再標(biāo)準(zhǔn)。如果HCl合成人員在操作時(shí)不能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)H2流量波動的情況，或者使用方法不當(dāng)，便會造成H2的壓力下降，如果不能科學(xué)合理的盡快處理好，就會造成Cl2的過量，最終結(jié)果是HCl純度不合格，下游工序也會發(fā)生問題，引發(fā)安全事故隱患。

HCl如果合成時(shí)間過長，便會在視鏡上出現(xiàn)污物，這些污物累積過多，就會造成職工對爐內(nèi)火焰顏色的觀察誤差，這樣也會造成HCl純度過低的現(xiàn)象。

倘若HCl在爐內(nèi)的量相對偏低，就會非常容易有煙霧產(chǎn)生，這時(shí)火焰因受到其影響，便會顏色發(fā)白，最終造成Cl2比例的判定失衡，Cl2過量會對生產(chǎn)造成嚴(yán)重安全威脅，這些都是傳統(tǒng)控制方法中存在的典型問題。

2 自動化控制系統(tǒng)

很多企業(yè)為了確保生產(chǎn)質(zhì)量都開始引用自動化控制系統(tǒng)，廣西柳化氯堿有限公司引用了2臺流量計(jì)、6臺自動控制閥、5臺壓力溫度傳感器，2套集散控制系統(tǒng)及HCl在線分析儀[2]。

2.1 進(jìn)合成爐Cl2和H2的流量配比控制

比值控制法可以完成上述指標(biāo)的控制，Cl2的流量改變可以按照進(jìn)入的H2流量來完成，控制時(shí)采用比值函數(shù)運(yùn)算法。

2.2 Cl2和H2的穩(wěn)壓控制

Cl2的微調(diào)通常都是采用單回路閉環(huán)控制法完成，這種方法的使用可以讓Cl2得到穩(wěn)定壓力值，該方法同樣可以用來控制H2。

2.3 水溫和吸水量控制

用單回路閉環(huán)控制法來進(jìn)行對氯化氫吸收水流量、夾套熱循環(huán)水溫兩個(gè)環(huán)節(jié)的控制。

2.4 異常情況

異常情況的聯(lián)鎖控制是在異常發(fā)生時(shí)，用緊急停車按鈕進(jìn)行異常狀況切斷，將合成爐的異常Cl2、H2、HCI轉(zhuǎn)化工序，用快速去吸收裝置的吸收功能進(jìn)行氯化氫的完全吸收，以此達(dá)到中止異常合成的目的。

3 自動化系統(tǒng)在控制工藝上的優(yōu)勢

自動控制系統(tǒng)下的H2與Cl2合成，主要是用壓力閥進(jìn)行穩(wěn)壓調(diào)節(jié)，然后它們分別緩沖到各自的緩沖罐內(nèi)。從緩沖罐出來的Cl2經(jīng)過連鎖切斷閥的作用功能后，再被輸入到每個(gè)并聯(lián)的合成爐內(nèi)。合成爐入口配備合格的手動截止閥、流量計(jì)、自動調(diào)節(jié)閥各1個(gè)，進(jìn)行串聯(lián)。H2出緩沖罐后在連鎖切斷閥的作用下，也被輸入到每個(gè)并聯(lián)合成爐內(nèi)，后者的入口同樣配備流量計(jì)、自動調(diào)節(jié)閥、手動截止閥各1個(gè)，每個(gè)H2的自動調(diào)節(jié)閥都會有一個(gè)口徑較小的H2自動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行并聯(lián)，分析儀安置在產(chǎn)品出口位置，對口徑較小的自動調(diào)節(jié)閥方向的H2流量進(jìn)行調(diào)控，而且分析儀可以自動進(jìn)行數(shù)值與詳細(xì)情況的顯示，這就是整個(gè)自動控制系統(tǒng)的具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)，此系統(tǒng)可以十分直觀的展示整個(gè)自動生產(chǎn)操作過程。

其優(yōu)勢在于，自動調(diào)節(jié)閥創(chuàng)造了流量調(diào)節(jié)上的條件。小口徑閥主要是用來對產(chǎn)品的成分信息進(jìn)行控制，如果有任何的異常情況發(fā)生，聯(lián)鎖切斷閥門就會立刻將H2與Cl2的合成過程予以切斷，可有效避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。產(chǎn)品如果發(fā)生原料工藝指標(biāo)改變的情況，系統(tǒng)可以確保HCl質(zhì)量，對整個(gè)設(shè)備的合成過程都予以保障，不但縮減了產(chǎn)品的勞動力成本，還使得生產(chǎn)效益有了顯著提高。

4 H2與Cl2比值調(diào)節(jié)設(shè)備、流程與具體操作

4.1 選擇合適的流量計(jì)調(diào)節(jié)閥型號

為了讓比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行起來更加穩(wěn)定，H2與Cl2的自動調(diào)節(jié)比值通常需要相符的流量調(diào)節(jié)閥，比如單座H2、Cl2閥、流開、DN80柱塞等百分比。除了做好這些基本工作以外，還要保證使用的流量計(jì)是彎管型的。

4.2 比值自動調(diào)節(jié)流程

H2與Cl2配比要做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，比值調(diào)節(jié)為靜態(tài)乘法比值系數(shù)。單回路調(diào)節(jié)與雙循按鈕應(yīng)切換到調(diào)節(jié)系統(tǒng)[3]。系統(tǒng)流程為，開車時(shí)先打開H2與Cl2調(diào)節(jié)閥，切斷對應(yīng)流量閥后進(jìn)行氣體置換裝置的分析，若達(dá)標(biāo)繼續(xù)人工點(diǎn)火。H2、Cl2閥的調(diào)節(jié)方式都是人工進(jìn)行，切斷后進(jìn)行爐內(nèi)火焰顏色的觀察，調(diào)節(jié)繼續(xù)，直到其流量與生產(chǎn)需求相符，可以予以產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)滿足要求，即可用手動方式對閥位進(jìn)行輸出調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至H2、Cl2流量滿足需求。即可以將人工閥完全打開，完成“手動”到“自動”這一過程的切換，一直到動態(tài)比值系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后停止，進(jìn)而完成比值開關(guān)從“常規(guī)”至“比值”的這一完全切換過程，直到系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。

5 實(shí)施效果

首先，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)和使用，讓自動化控制方面越來越穩(wěn)定，并未有過氯停車事件發(fā)生，熱輻射明顯比以往變得更低，工作環(huán)境也得到了明顯的改善；其次，過氯次數(shù)明顯有下降趨勢，也減少了HCl泄漏事故，同時(shí)外排氣體的相關(guān)要求得到滿足；明顯減少了勞動成本，解決了以往成本較高的問題。

6 爐體檢修相關(guān)問題的幾點(diǎn)建議

爐體相關(guān)問題基本都是出現(xiàn)在天氣突冷、爐內(nèi)外空氣溫差大情況下，由于一些密封膠圈的長期使用，有些失效且缺乏彈性，如果立即停爐，還會使密封圈變涼硬化造成泄漏。

（1）因?yàn)槊看螜z修都是在比較低溫的環(huán)境下進(jìn)行，有時(shí)當(dāng)天也會無法完成檢修，再加上石墨塊孔內(nèi)的水很難排泄干凈，所以一旦積水遇冷便會成冰，最后造成石塊破裂，設(shè)備很有可能還會因此而二次損壞，建議為保護(hù)爐體而向冷卻器底部進(jìn)行低溫冷凍鹽水的注入，以達(dá)到保護(hù)作用。

（2）合成爐在冬季檢修過后，如果在進(jìn)行2 h點(diǎn)爐運(yùn)行100℃以下，還沒有蒸汽產(chǎn)生，一定要把密封圈法蘭再重新進(jìn)行一次緊固，因?yàn)槔涮煜碌南鹉z圈因?yàn)闆]有足夠的彈性而變得很硬，難以緊固到位，只有造升高爐溫以后變軟的情況下才比較容易緊固嚴(yán)密。

（3）合成爐筒體法蘭在日常若有漏水、漏氣等情況，盡可能10月末進(jìn)行檢修，盡量避開冬天。

7 結(jié)語

氯化氫自動合成系統(tǒng)的使用，給氯化氫的合成帶來了更多便捷，摒棄了傳統(tǒng)方式上的諸多問題，讓合成過程與結(jié)果變得更加可控，更加符合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的需求，同時(shí)也提高了生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，解決諸多過去難解的問題。因此，希望這一自動化控制系統(tǒng)，可以得到普及和廣泛應(yīng)用。