吳祥平

(萬華化學(xué)(寧波)氯堿有限公司，浙江 寧波 315812)

2019年,萬華化學(xué)(寧波)氯堿有限公司燒堿車間對一次鹽水裝置進行搬遷，設(shè)計產(chǎn)能為80萬t/a，本項目共分兩期完成。一期項目化鹽工序已于2019年底完成，采用地上罐加皮帶機輸送的形式實現(xiàn)化鹽，為了提高鹽水質(zhì)量的控制水平，降低勞動強度，設(shè)計時化鹽桶鹽層高度采用了固體雷達檢測控制。投運后發(fā)現(xiàn)，該液位計需要鹽層高出水面才能檢測，由于溜管與化鹽桶頂面僅存在20 cm間距，根本無法實現(xiàn)有效檢測，且運行期間發(fā)生過滿溢出等問題。另外，因原鹽吸潮、流動性差，下鹽口經(jīng)常發(fā)生堵塞，需要人工手動疏通，生產(chǎn)運行效果不佳，因此被迫轉(zhuǎn)為傳統(tǒng)的人工上鹽方式。

針對以上問題，一次鹽水搬遷項目部對化鹽工段的自動控制系統(tǒng)進行了改造，設(shè)計1套新的自動上鹽控制方案，該方案能實現(xiàn)上鹽輸送、鹽層高度、停止上鹽的系統(tǒng)性控制，有效保證化鹽桶連續(xù)產(chǎn)出鹽水的氯化鈉濃度達到要求。

1 自動上鹽控制系統(tǒng)的組成

上鹽控制系統(tǒng)由倉壁振動器、皮帶輸送機、鹽層高度檢測儀、原鹽滿溢/化鹽桶滿溢聯(lián)鎖保護、聲光報警器、DCS控制邏輯組成(如圖1所示)。

圖1 自動上鹽控制系統(tǒng)的組成

1.1 倉壁振動器、皮帶機

南方天氣濕度大，原鹽露天儲存吸濕潮解，導(dǎo)致鹽粒黏連結(jié)塊，流動性降低，經(jīng)常因皮帶機上鹽口堵塞無法下鹽，使得皮帶機空載運行。參考北京凱盛建材工程有限公司對水泥廠原料配料站的工藝設(shè)計優(yōu)化方案，采用了倉壁振動器進行振打卸鹽[1]。倉壁振動器聯(lián)動皮帶機啟停開關(guān)，能均勻地將原鹽儲槽中的原鹽輸送至皮帶機上。皮帶機將原鹽輸送至化鹽桶內(nèi)，當(dāng)鹽層達到一定高度時觸發(fā)鹽層高度檢測儀表，信號通過DCS停止皮帶機和倉壁振動器運行，解決了下鹽口經(jīng)常發(fā)生堵塞、需要人工手動疏通導(dǎo)致生產(chǎn)運行效果不佳的問題。

1.2 鹽層高度檢測儀

因為化鹽桶本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計，原鹽大部分浸沒在化鹽桶內(nèi)，原鹽本身所含的雜質(zhì)提高了水的表面張力[2]，導(dǎo)致化鹽桶上液面泡沫較多，影響儀表檢測。

舊方案采用固體雷達檢測鹽層高度，但效果不佳，該物位計需要鹽層高出水面才能檢測，若需要改進，只能將固體雷達安裝在下鹽口附近才能防止化鹽桶冒鹽滿溢的問題，但這也會導(dǎo)致儀表因下鹽飛濺的問題而被頻繁誤觸。

通過對儀表重新選型，最終選用固體音叉檢測化鹽桶中鹽層高度，該音叉內(nèi)間距較大，能準(zhǔn)確檢測到鹽層高度，又解決原鹽卡在音叉內(nèi)造成儀表錯誤的問題，材質(zhì)選用316L即可[3], 316L的Mo含量使得該鋼種擁有優(yōu)異的抗點蝕能力，可以安全地應(yīng)用于含Cl-等鹵素離子環(huán)境。每臺化鹽桶上部、中部各安裝一臺該音叉，用以檢測鹽層的高、低位。通過中部音叉(第一液位計)的報警防止化鹽桶內(nèi)鹽層過低導(dǎo)致產(chǎn)出鹽水質(zhì)量不合格，上部音叉(第二液位計)的報警防止化鹽桶冒鹽滿溢。

1.3 控制程序

本方案的執(zhí)行均通過DCS實現(xiàn)，所有繼電器、電磁閥、控制器等輸出、輸入均接入到DCS，實現(xiàn)中央控制、遠程啟停，如圖2所示。

圖2 自動上鹽控制邏輯圖

設(shè)定間隔2 h遠程啟動皮帶機一次，皮帶機啟動后聯(lián)動開啟倉壁振動器開始上鹽，當(dāng)鹽層達到一定高度觸發(fā)鹽層高度檢測儀(第二液位計)發(fā)出聲光報警，提醒裝載車停止上鹽，延遲5 min后自動停止皮帶機和倉壁振動器運行。

1.4 聯(lián)鎖保護

為了避免化鹽桶溢鹽、溢水的問題，在該方案中增加了聯(lián)鎖保護程序，如圖3所示。

圖3 聯(lián)鎖保護邏輯圖

為了防止皮帶機延遲的5 min中發(fā)生化鹽桶滿溢，設(shè)計在皮帶機下鹽口安裝相同型號的固體音叉(第三液位計)，當(dāng)鹽層高度接觸該音叉，觸發(fā)聯(lián)鎖停止皮帶機，聯(lián)動停止倉壁振動器。為防止化鹽桶液位高時可能導(dǎo)致產(chǎn)出鹽水濃度偏低、化鹽桶鹽水滿溢的風(fēng)險，設(shè)置了化鹽桶液位高則觸發(fā)停供淡鹽水泵的聯(lián)鎖。

2 操作要求

(1)開車前，要確認(rèn)在DCS已將上鹽自動系統(tǒng)、聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的相關(guān)軟開關(guān)投入。

(2)本方案在運行過程中全程遠程操作，因此日常運行中嚴(yán)禁人員靠近皮帶機，防止發(fā)生機械傷人事故。

(3)目前化鹽桶共有3個，其中一個為備用，在切換到備用化鹽桶時，須在DCS上將上鹽自動系統(tǒng)、聯(lián)鎖保護系統(tǒng)進行切換。

(4)要防止皮帶機啟動時過載，皮帶機過載可能造成啟動時皮帶打滑冒煙、電動機過載，甚至被燒毀等嚴(yán)重事故。

3 運行中仍存在的問題及解決措施

(1)皮帶機清掃器清掃效果差，改裝后加裝了清掃擋板，每天須用自來水對收集槽內(nèi)的鹽進行沖洗，否則會結(jié)成塊堵住收集槽。

(2)須定期清掃皮帶機周圍灑落的鹽，保持現(xiàn)場整潔，防止鹽對皮帶機固定結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞。

(3)化鹽桶集水槽內(nèi)因鹽水過飽和會析出部分結(jié)晶鹽，已加裝沖洗水管道，但仍需做好日常巡檢，該部分結(jié)晶鹽可能會堵塞化鹽桶的出水口，最終導(dǎo)致化鹽桶液位高聯(lián)鎖。

4 結(jié)語

本控制方案投資少，可靠性強，操作簡便，能較大地節(jié)約人力，又能很好地控制一次鹽水的鹽水濃度，本方案已申請國家專利。但目前皮帶機的運行中還存在不足，主要是皮帶機清掃器清掃效果差，需要不斷地去探索與完善。