楊德林，楊正發(fā)，仲守萍

(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司 青海格爾木 816000)

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司鹽湖綜合利用項(xiàng)目中的一期氫氧化鉀裝置年產(chǎn)氫氧化鉀120 kt，主要以原鹽(鉀肥)為原料(表1)。該裝置采用離子膜技術(shù)生產(chǎn)氫氧化鉀，其中一次鹽水采用凱膜的膜液體過(guò)濾技術(shù)，二次鹽水和電解工序引進(jìn)UHDERONA工藝包和關(guān)鍵設(shè)備，蒸發(fā)固堿工序引進(jìn)SET工藝包和關(guān)鍵設(shè)備，HCl合成和吸收采用卡朋羅蘭技術(shù)。

表1 原鹽主要成分 %

w(KCl)w(K2O)w(NaCl)w(CaSO4)w(MgCl2)w(懸浮物)w(H2O)97.390.620.930.200.540.070.26

1 氫氧化鉀生產(chǎn)裝置工藝流程

氫氧化鉀生產(chǎn)裝置主要是將原鹽通過(guò)一次鹽水、二次鹽水工序精制獲得的高純鹽水送至電解工序，電解生成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%的氫氧化鉀送蒸發(fā)工序，濕氯氣和濕氫氣分別送至氯處理工序和氫處理工序。如圖1所示，電解工序主要是將pH為2的二次精鹽水送入電解槽的陽(yáng)極室進(jìn)行電解，生成的淡鹽水流進(jìn)陽(yáng)極液槽，然后經(jīng)陽(yáng)極液泵送至脫氯塔，生成的氯氣送往氯氣處理工序；在電解槽陰極室生成的陰極液流入陰極液槽，然后一部分由陰極液泵送至蒸發(fā)固堿工序，另一部分冷卻后通過(guò)加入純水循環(huán)返回電解槽，陰極室生成的氫氣送往氫氣處理工序。

01- LV0706.調(diào)節(jié)閥 01- 06D001.二次精鹽水高位槽 01- 07P001A/B.陽(yáng)極液泵 01- 07D001.陽(yáng)極液槽 01- 11A001.電解槽 01- 31E001.陰極液冷卻器 01- 31D001.陰極液槽 01- 31P001A/B.陰極液泵圖1 電解工序工藝流程

電解工序中陽(yáng)極液泵的作用是將陽(yáng)極液槽的淡鹽水送至脫氯塔，當(dāng)陽(yáng)極液泵出現(xiàn)故障時(shí)，陽(yáng)極液槽液位就會(huì)升高，并使混有少量氯氣的淡鹽水從陽(yáng)極液槽上部的溢流口溢出，從而引發(fā)氯氣泄漏的重大事故。因此，陽(yáng)極液槽液位(01LT0706)有非常嚴(yán)格的控制要求，必須控制在40%～70%范圍內(nèi)。

2 原控制方式存在的問(wèn)題

原設(shè)計(jì)在陽(yáng)極液泵出口安裝調(diào)節(jié)閥(01- LV0706)來(lái)調(diào)節(jié)陽(yáng)極液槽的液位，當(dāng)液位升高時(shí)緩慢關(guān)小調(diào)節(jié)閥，當(dāng)液位降低時(shí)緩慢打開(kāi)調(diào)節(jié)閥，使陽(yáng)極液槽液位始終控制在40%～70%范圍內(nèi)，采用PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。如圖2所示，陽(yáng)極液泵備用泵與主泵之間只有互為備用聯(lián)鎖，沒(méi)有與陽(yáng)極液槽液位進(jìn)行聯(lián)鎖控制，一旦陽(yáng)極液泵主泵出現(xiàn)機(jī)械故障(如斷軸、不打量等)，由于電氣控制回路沒(méi)有檢測(cè)到電氣故障，故陽(yáng)極液泵主泵電機(jī)會(huì)一直運(yùn)行，致使主泵運(yùn)行信號(hào)一直存在，從而陽(yáng)極液泵備用泵不能及時(shí)啟動(dòng)，就會(huì)使陽(yáng)極液槽液位不斷升高，最終造成氯氣泄漏。

圖2 原設(shè)計(jì)陽(yáng)極液槽液位控制示意

3 改造方案

為避免發(fā)生氯氣泄漏事故，經(jīng)研究討論，對(duì)陽(yáng)極液泵增加以下聯(lián)鎖：①當(dāng)陽(yáng)極液槽液位達(dá)到70%時(shí)，無(wú)論主泵運(yùn)行信號(hào)是否存在，都必須啟動(dòng)陽(yáng)極液泵備用泵；②當(dāng)陽(yáng)極液槽液位降至40%，必須聯(lián)鎖停運(yùn)陽(yáng)極液泵備用泵。如圖3所示，在DCS控制系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)主泵和備用泵運(yùn)行信號(hào)的判斷，用RS觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)該聯(lián)鎖動(dòng)作。

圖3 主泵和備用泵與液位聯(lián)鎖邏輯

該聯(lián)鎖邏輯說(shuō)明如下：①在陽(yáng)極液泵01- 07P001A處于運(yùn)行(ES001A為邏輯1)的條件下，當(dāng)01LT0706≥70%，則陽(yáng)極液泵01- 07P001B啟動(dòng)；當(dāng)01LT0706≤40%，則陽(yáng)極液泵01- 07P001B停運(yùn)。②在陽(yáng)極液泵01- 07P001B處于運(yùn)行(ES001B為邏輯1)的條件下，當(dāng)01LT0706≥70%，陽(yáng)極液泵01- 07P001A啟動(dòng)；當(dāng)01LT0706≤40%，則陽(yáng)極液泵01- 07P001A停運(yùn)。

通過(guò)改造，實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)極液槽液位與陽(yáng)極液泵的聯(lián)鎖，有效保證了陽(yáng)極液槽液位的控制，避免了氯氣泄漏事故的發(fā)生。