趙 鳳 戴繼湘

湖南百利工程科技股份有限公司 湖南 岳陽 414000

引言

鹽酸生產(chǎn)過程涉及氯氣、氫氣等劇毒和易燃易爆物料,屬于政府安監(jiān)部門重點(diǎn)監(jiān)管的“兩重點(diǎn)一重大”生產(chǎn)裝置,其中氫氣、氯氣為政府安監(jiān)部門重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品。根據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》,鹽酸屬于中度危害,氯的毒害程度為II級(jí)高度危害。生產(chǎn)用的原料氫氣為甲類可燃?xì)怏w,易燃易爆,氯氣為高毒氣體,易中毒,一旦發(fā)生氫氣爆炸或氯氣泄漏事故時(shí),將對(duì)操作人員的人身安全造成極大的威脅。

鹽酸合成爐是用于氫氣和氯氣在高溫下燃燒、反應(yīng)合成制取氯化氫的反應(yīng)設(shè)備。合成爐是立式圓筒形石墨設(shè)備,它由爐體、冷卻裝置、燃燒反應(yīng)裝置、安全防爆裝置以及物料進(jìn)出口、視鏡孔、點(diǎn)火孔等部分組成。

鹽酸合成爐點(diǎn)火期間非常危險(xiǎn),氫氣在封閉的爐腔內(nèi)極易產(chǎn)生爆炸事故。傳統(tǒng)的手動(dòng)點(diǎn)火雖然操作較簡(jiǎn)單,但受生產(chǎn)準(zhǔn)備和操作人員熟練度影響,極易產(chǎn)生危險(xiǎn),且自控水平低,抗干擾能力差,氯氣和氫氣壓力及純度波動(dòng)時(shí),易發(fā)生跑氯乃至閃爆事故。而自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)安全性能高,對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù),自動(dòng)化水平提高,點(diǎn)爐時(shí)減少人為操作,不需要直接與氫氣接觸,大大增加了安全系數(shù)[1]-[2]。目前,隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,鹽酸合成爐自動(dòng)點(diǎn)火裝置技術(shù)日益成熟,被廣泛應(yīng)用于氯堿行業(yè)中。

1 自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)

自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)是采用爐內(nèi)氫氣點(diǎn)火方式的全新技術(shù),在行業(yè)中獲得應(yīng)用與贊譽(yù)。與傳統(tǒng)人工點(diǎn)火相比較,安全性能高,點(diǎn)爐時(shí)減少人為操作,不需要直接與

氫氣接觸,大大增加了安全系數(shù)。自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)滿足國家提出的設(shè)計(jì)安全規(guī)范與現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境要求,能在各個(gè)噸位設(shè)備上和不同的工藝參數(shù)下長(zhǎng)周期運(yùn)行。自動(dòng)點(diǎn)火裝置在安全性能方面完全滿足以下基本要求:耐腐蝕,適合HCl合成爐特殊生產(chǎn)要求;防爆等級(jí)高于國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氫氣防爆等級(jí)的要求;引火裝置通過國家及國際相關(guān)機(jī)構(gòu)的安全檢測(cè)。

自動(dòng)點(diǎn)火裝置是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元,由一套完整的現(xiàn)場(chǎng)儀表和安裝在操作

室的點(diǎn)火控制柜組成,該裝置包括自動(dòng)引火部分和自動(dòng)點(diǎn)火部分。

1.1 自動(dòng)引火系統(tǒng) 自動(dòng)引火部分的引火器全部用耐腐蝕金屬材料鑄造、加工,可長(zhǎng)期埋入合成爐爐膛內(nèi),具有耐腐蝕、耐高溫、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。同時(shí),根據(jù)實(shí)際工況的特殊性,還具備不積碳和氯化物不吸附的特點(diǎn),并附帶引火檢測(cè)是否成功的功能。引火燃燒器中的點(diǎn)火棒體采用高科技材料的封固技術(shù),不倒流,保證在長(zhǎng)期使用中不泄漏。點(diǎn)火棒可以在水中發(fā)火,發(fā)火成功率100%,防止因?yàn)槔淠嵛蕉斐稍俅吸c(diǎn)火失敗。引火由氫氣和空氣完成,氫氣與空氣自動(dòng)配比,體現(xiàn)更高的安全性,目前這項(xiàng)技術(shù)屬于國際領(lǐng)先。所有引火用的閥門、控制部件都集成在引火控制系統(tǒng)的柜子內(nèi),不需要在現(xiàn)場(chǎng)配管,只需要引管接入氫氣、空氣和氮?dú)饧纯伞，F(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)潔、方便、美觀。引火控制集成系統(tǒng)還帶有失電、失氮的保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng),在異常情況下可以自行對(duì)柜子的大量貴重控制儀表進(jìn)行保護(hù),防止氯化氫返流進(jìn)系統(tǒng)。自動(dòng)引火部分設(shè)備見表1。

表1 自動(dòng)引火部分設(shè)備一覽表

1.2 自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng) 自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)裝置自帶PLC程序控制系統(tǒng),由專屬的控制程序軟件來完成自動(dòng)引火與自動(dòng)點(diǎn)火工作的整個(gè)過程,引火與點(diǎn)燃爐膛內(nèi)燈光的小火一次性完成,無需人工值守和干涉。DCS上也可以進(jìn)行操作點(diǎn)火按鈕,并可監(jiān)控整個(gè)點(diǎn)火過程。自動(dòng)點(diǎn)火裝置還帶有檢測(cè)爐壁溫度的功能,可以引入DCS畫面監(jiān)控。自動(dòng)點(diǎn)火部分設(shè)備見表2。

表2 自動(dòng)點(diǎn)火部分設(shè)備一覽表

1.3 自動(dòng)清洗裝置 為自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)配套的自清洗式紫外火焰檢測(cè)器除了具備靈敏度可調(diào)節(jié),一體化式特點(diǎn)外,還具備自動(dòng)除污除垢功能,可以克服爐膛由于水汽、過氯、嚴(yán)重過氫等工況下造成玻璃視鏡結(jié)垢與污染而無法獲得檢測(cè)信號(hào)的問題,確保惡劣環(huán)境工況下的安全、可靠在線檢測(cè),使得整個(gè)自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)更加可靠和安全。

1.4 自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 自動(dòng)連鎖保護(hù)系統(tǒng)設(shè)有:氫氣壓力低、氯氣壓力低、冷卻水流量低、汽包壓力、汽包液位、氫氣流量與氯氣流量比值、火焰在線監(jiān)測(cè)、防爆膜在線監(jiān)測(cè)、VCM合成系統(tǒng)緊急停車等9個(gè)連鎖保護(hù),當(dāng)任何一個(gè)聯(lián)鎖條件滿足時(shí),系統(tǒng)立即自動(dòng)執(zhí)行停車保護(hù)程序,并進(jìn)行自動(dòng)充氮保護(hù),同時(shí)還設(shè)置了DCS及現(xiàn)場(chǎng)緊急停車按扭,以備特殊情況下使用,確保裝置的安全。

2 鹽酸合成爐自動(dòng)點(diǎn)火注意事項(xiàng)

鹽酸合成爐點(diǎn)火之前必須充分充氮?dú)獬樨?fù)壓,對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的剩余氣體含氫量進(jìn)行分析,達(dá)到開爐規(guī)定,含氫量要求一般≤0.5%。氫氣的純度必須嚴(yán)格控制在≥98%,合成爐嚴(yán)禁超溫超壓操作,因某種原因造成系統(tǒng)壓力急劇下降時(shí),必須立刻緊急停車處理。

3 結(jié)語

采用自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的鹽酸爐,只要自動(dòng)點(diǎn)火程序和連鎖控制方案設(shè)計(jì)合理、自控設(shè)備穩(wěn)定可靠,操作人員只要按下啟動(dòng)點(diǎn)火按鈕鍵,系統(tǒng)就能自動(dòng)檢測(cè)和完成整個(gè)點(diǎn)火過程,具有自動(dòng)化程度高、可無人值守、一鍵啟動(dòng)、簡(jiǎn)單便捷等優(yōu)點(diǎn),

從根本上克服手動(dòng)點(diǎn)火的弱點(diǎn),實(shí)現(xiàn)鹽酸爐的簡(jiǎn)便操作和安全運(yùn)行。