陶卿 馮雷(重慶森賽迪化工有限公司,重慶 長壽 400000)

重慶森賽迪硝酸罐區(qū)邏輯改造

陶卿 馮雷(重慶森賽迪化工有限公司,重慶 長壽 400000)

本本文介紹了森賽迪化工硝酸裝置罐區(qū)邏輯改造情況，對罐區(qū)邏輯缺陷進(jìn)行分析，并制定新的邏輯改造后的方案。

硝酸裝置罐區(qū);邏輯缺陷

1 概述

森賽迪化工有限公司是一家年產(chǎn)40萬噸60%稀硝酸的化工企業(yè)，是德國巴斯夫公司的上游原料配套供應(yīng)公司。本裝置采取了目前最先進(jìn)的雙加壓法硝酸生產(chǎn)工藝，其流程設(shè)計和各主要設(shè)備布置緊湊且先進(jìn)合理。硝酸裝置罐區(qū)有三個3000m3的硝酸存儲罐，能保證持續(xù)向巴斯夫裝置提供硝酸。DCS系統(tǒng)選自美國艾默生的Dealtv系統(tǒng)。該系統(tǒng)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)，滿足工藝過程的操作要求，自動控制水平將達(dá)到國內(nèi)化工企業(yè)的先進(jìn)水平。

2 硝酸裝置罐區(qū)邏輯

(1)工藝流程說明硝酸裝置區(qū)生產(chǎn)出的60%合格稀硝酸從漂白塔經(jīng)過進(jìn)酸管線進(jìn)到罐區(qū)A、B、C三個存儲罐其中一罐，存儲罐中硝酸經(jīng)送酸管線通過泵P301將一部分硝酸輸送至下游生產(chǎn)單位巴斯夫，另一部分的硝酸通過回流管線打回流至原罐體內(nèi)。單個罐體均有：進(jìn)酸管線閥門HV103001X(X表示A、B、C)，送酸管線閥門HV103006X(X表示A、B、C)， 回流管線閥門HV103002X(X表示A、B、C)，DCS系統(tǒng)通過罐體液位高高聯(lián)鎖控制實現(xiàn)罐體之間的切換。供酸總管線上壓力變送器PI103006為供酸總管壓力。

(2)原罐區(qū)DCS聯(lián)鎖邏輯說明：(見圖1)

圖1 原罐區(qū)DCS聯(lián)鎖邏輯

罐區(qū)罐與罐之間供酸切換聯(lián)鎖：

當(dāng)向A罐供酸，打開HV103001A硝酸進(jìn)入A罐，當(dāng)達(dá)到一定液位時打開HV103006A和HV103002A，啟動泵P103開始向下游輸送硝酸，富余硝酸回流至A罐存儲。

當(dāng)A罐液位高高IL103001AHH觸發(fā)DCS聯(lián)鎖控制。聯(lián)鎖關(guān)閉HV103001A和HV103002A停止向A罐供酸，打開已在備用狀態(tài)下B罐HV103001B和HV103002B，(圖1備用與非備用切換按鈕同時控制HV103001X和HV103002X)，開始向B罐供酸。B罐達(dá)到一定液位打開HV103006B再關(guān)閉HV103006A，此時由B罐開始向下游供酸。

當(dāng)B罐出現(xiàn)IL103001BHH聯(lián)鎖，聯(lián)鎖關(guān)閉HV103001B和HV103002B停止向B罐供酸，打開已在備用狀態(tài)下C罐HV103001C和HV103002C，開始向C罐供酸。

此套罐區(qū)聯(lián)鎖邏輯能滿足硝酸裝置區(qū)日常生產(chǎn)，但在實際開車期間發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中單個儲罐裝滿切到另一儲罐時，下游巴斯夫裝置極易出現(xiàn)緊急停車現(xiàn)象。

(3)原罐區(qū)DCS聯(lián)鎖邏輯分析 對工藝與DCS系統(tǒng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)泵P301在給巴斯夫供酸的同時一部分的硝酸會通過HV103002X打回至罐子內(nèi)，打回流的量直接影響供酸總管道上PI103006壓力，當(dāng)其中單個罐裝滿時切至新罐時，壓力下降最大。巴斯夫側(cè)供酸管道壓力達(dá)到緊急停車聯(lián)鎖值，觸發(fā)緊急停車。未考慮下游要酸停止，本裝置供酸閥門未及時關(guān)閉PI103006壓力陡升，對硝酸裝置造成損壞。

針對此設(shè)計缺陷，通過兩種方法控制PI103006的壓力:①在供酸總管線壓力測點PI103006處，增加PID調(diào)節(jié)控制。②增加罐區(qū)對IPI103006AHH的聯(lián)鎖控制來保護(hù)硝酸裝置。

(4)罐區(qū)DCS改造 ①罐區(qū)供酸總管新增PID調(diào)節(jié)控制。在供酸總管線壓力測點處，增加一個調(diào)節(jié)閥門，與原壓力PI103006構(gòu)成PID調(diào)節(jié)回路，通過PID調(diào)節(jié)PI103006的壓力穩(wěn)定在1.15MPa，滿足巴斯夫供酸壓力要求。②罐區(qū)DCS新聯(lián)鎖邏輯說明(見圖2)罐區(qū)罐與罐之間供酸切換聯(lián)鎖：參考(2)原罐區(qū)DCS聯(lián)鎖邏輯說明，(圖2備用與非備用切換按鈕同時控制左側(cè)閥門的備用狀態(tài))。

圖2 新罐區(qū)DCS聯(lián)鎖邏輯

罐區(qū)保護(hù)邏輯：當(dāng)供酸管道壓力IPI103006AHH達(dá)到高高聯(lián)鎖，聯(lián)鎖打開HV103002X(X為A，B,C)富余硝酸回流至對應(yīng)A罐或B罐或C罐存儲。取消HV103002X備用狀態(tài)，保護(hù)設(shè)備。

(5)罐區(qū)新DCS聯(lián)鎖邏輯效果 新增的罐區(qū)PID調(diào)節(jié)控制有效的穩(wěn)定了供酸管道壓力，實際開車期間再未發(fā)現(xiàn)其中單個儲罐裝滿切到另一儲罐時出現(xiàn)的壓力降幅過大現(xiàn)象，保證了下游巴斯夫裝置運行正常。

修改后的罐區(qū)IP103006AHH聯(lián)鎖增加了對供酸出口壓力PI103006的聯(lián)鎖控制，當(dāng)PI103006壓力達(dá)到高高聯(lián)鎖時打開處于備用狀態(tài)下的HV103002A閥B閥或C閥，保障了罐區(qū)介質(zhì)及時打回流，確保硝酸系統(tǒng)本身系統(tǒng)安全性。

3 結(jié)論

罐區(qū)新DCS聯(lián)鎖邏輯有效的解決了罐區(qū)間切罐時對巴斯夫供酸壓力波動的影響，穩(wěn)定了供酸壓力，避免了巴斯夫緊急聯(lián)鎖停車，并且保護(hù)了硝酸系統(tǒng)本身系統(tǒng)安全性，減少了因聯(lián)鎖停車對雙方造城的巨大經(jīng)濟(jì)損失。