CN105271121B - 一种合成炉联锁保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合成炉联锁保护系统，包括氢气缓冲罐、氯气缓冲罐和合成炉，来自氯气处理的管线、来自液氯的管线均通入氯气缓冲罐；第一氮气管线、来自氢气处理的管线、及第二氮气管线均通入氢气缓冲罐；还包括氯氢控制联锁机构；合成炉的氯气入口通过第一管道与氯气缓冲罐出口相接，合成炉氢气入口通过第二管道和氢气缓冲罐出口相接；氯氢控制联锁机构由互为联锁的第一管道始段安装的氯气自动阀A和第二管道始段安装的氢气自动阀A组成；本发明在出现异常情况时，自动紧急关闭物料进口并进行联锁保护，在合成炉点炉时进行联锁控制，条件匹配自动点炉及灭炉。

Description

一种合成炉联锁保护系统

技术领域

本发明涉及合成炉，具体涉及一种控制氯气和氢气的加入量的合成炉联锁保护系统。

背景技术

目前国内盐酸合成炉普遍采用长杆阀手动控制氯气和氢气的加入量，遇到异常情况时手动紧急关闭氯氢开关阀并打开氮气吹扫阀。由于操作复杂，几台阀门无法同时动作，安全可靠性非常低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于一种合成炉联锁保护系统。

本发明采用如下技术方案：一种合成炉联锁保护系统，包括氢气缓冲罐、氯气缓冲罐和合成炉，来自氯气处理的管线、来自液氯的管线均通入氯气缓冲罐；第一氮气管线、来自氢气处理的管线、及第二氮气管线均通入氢气缓冲罐；还包括氯氢控制联锁机构；合成炉的氯气入口通过第一管道与氯气缓冲罐出口相接，合成炉氢气入口通过第二管道和氢气缓冲罐出口相接；氯氢控制联锁机构由互为联锁的第一管道始段安装的氯气自动阀A和第二管道始段安装的氢气自动阀A组成；第一、二管道末段均安装有氮气吹扫阀，且两氮气吹扫阀的进气口均与氮气管线相接，第一、二管道中段的管段中从始端至末端均依次安装有开关阀和阻火器，开关阀上设有压力表和流量计，两开关阀与两氮气吹扫阀互为联锁。

进一步的，氯气自动阀A的前、后串联有氯气手动阀A1，与两氯气手动阀A1和氯气自动阀A并联有氯气旁路手阀A2，氯气旁路手阀A2安装于氯气旁路管段上；氢气自动阀A的前、后串联有氢气手动阀A1，与两氢气手动阀A1和氢气自动阀A并联有氢气旁路手阀A2，氢气旁路手阀A2安装于氢气旁路管段上。

进一步的，氯气、氢气自动阀A上均设有压力表、流量计。

进一步的，来自氯气处理的管线、来自液氯的管线、及来自氢气处理的管线的末段均设有取样口。

进一步的，来自氯气处理的管线的末段串联有两手动阀B1，两手动阀B1之间串联一自动阀B，且两手动阀B1，及两手动阀B1之间串联的自动阀B与另一安装旁路手阀B2的管路并联。

进一步的，氢气缓冲罐上方设有阻火器C2，阻火器的顶端设有氢气缓冲罐排空阀，阻火器的底端与氢气缓冲罐顶端通过第三管道相通，该管道中设有并联的手动阀C1和自动阀C，其中手动阀C1设于第三管道中。

进一步的，第一氮气管线的末端与第三管道中和阻火器C2之间的管段相通；第二管道的始端与氢气缓冲罐出口之间的管段相通；第三管道的自动阀C和手动阀C1与阻火器C2的管道相通。

进一步的，来自氢气处理的管线的始段串联有两手动阀D1, 两手动阀D1之间串联有自动阀D，自动阀D与氢气缓冲罐的压力表互为联锁。

进一步的，第二氮气管线的末端与来自氢气处理的管线的中段相通，第二氮气管线上设有手动控制阀。

进一步的，第一管道的始端设有废气阀。

本发明的有益效果是：在出现异常情况时，自动紧急关闭物料进口并进行联锁保护，在合成炉点炉时进行联锁控制，条件匹配自动点炉及灭炉。本发明针对传统的合成炉开停车存在的问题，对氯氢自动阀门进行联锁控制，提供的联锁保护系统，提高了合成炉开停车过程的安全性，实现了合成炉的简单操作和安全运行。紧急联锁系统在出现异常情况时，自动紧急关闭物料进口并进行联锁保护。联锁系统动作的内容则包括关闭氢气开关阀和氯气开关阀、打开充氮阀、打开水流吸收阀。其联锁逻辑原理图见图2，由图可知当所有点炉条件满足时才可以进行点炉操作，在操作或生产过程中出现一项不符合则由自动关闭氯气、氢气开关阀，打开氮气吹扫阀，吹扫、置换合成炉内的爆炸性混合气体。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的联锁控制逻辑图。

图中：1、来自氯气处理的管线；2、来自液氯的管线；3、第一氮气管线；4、来自氢气处理的管线；5、第二氮气管线；6、氢气缓冲罐；7、氮气管线、8、合成炉；9、氯氢控制联锁机构；10、氯气缓冲罐；11、取样口；12、第一管道；13、废气阀；14、第二管道；15、第三管道；16、压力表；17、流量计； 18、氯气安全联锁阀；19、氢气安全联锁阀； 20、氢气缓冲罐排空阀；21、氢气缓冲罐的压力表；23、氢气管线开关阀；24、氯气管线开关阀；25、氯气管路阻火器；26、氢气管路阻火器；27、氢气管路氮气吹扫阀；28、氯气管路氮气吹扫阀。

具体实施方式

一种合成炉联锁保护系统，包括氢气缓冲罐6、氯气缓冲罐10和合成炉8，还包括氯氢控制联锁机构9，合成炉的氯气入口通过第一管道12与氯气缓冲罐出口相接，合成炉氢气入口通过第二管道和氢气缓冲罐出口相接。氯氢控制联锁机构9由氯气安全联锁阀18和氢气安全联锁阀19组成；氯气安全联锁阀18主要包括第一管道始段安装的氯气自动阀A，氢气安全联锁阀19主要包括第二管道14始端安装的氢气自动阀A，氯气安全自动阀A与氢气自动阀A互为联锁；氯气自动阀A的前、后串联有氯气手动阀A1，与两氯气手动阀A1和氯气自动阀A并联有氯气旁路手阀A2，氯气旁路手阀A2安装于氯气旁路管段上；氢气自动阀A的前、后串联有氢气手动阀A1，与两氢气手动阀A1和氢气自动阀A并联有氢气旁路手阀A2，氢气旁路手阀A2安装于氢气旁路管段上。来自氯气处理的管线1、来自液氯的管线2均通入氯气缓冲罐10；第一氮气管线3、来自氢气处理的管线4、及第二氮气管线5均通入氢气缓冲罐6；来自氯气处理的管线1、来自液氯的管线2、及来自氢气处理的管线4的末段均设有取样口。来自氯气处理的管线1的末段串联有两手动阀B1，两手动阀B1之间串联一自动阀B，且两手动阀B1，及两手动阀B1之间串联的自动阀B与另一安装旁路手阀B2的管路并联。氢气缓冲罐6上方设有阻火器C2，阻火器的顶端设有氢气缓冲罐排空阀20，阻火器C2的底端与氢气缓冲罐6顶端通过第三管道15相通，该管道中设有手动阀C1，手动阀C1并联有自动阀C，自动阀C设于旁路管道中。第一氮气管线3的末端与第三管道中手动阀C1和阻火器C2之间的管段相通；第二管道14的始端与第三管道中手动阀C1和氢气缓冲罐6顶端之间的管段相通。来自氢气处理的管线4的始段串联有两手动阀D1, 两手动阀D1之间串联有自动阀D。自动阀D与氢气缓冲罐的压力表21互为联锁。与第二氮气管线5的末端与来自氢气处理的管线4的中段相通，第二氮气管线5上设有手动控制阀。第一管道12的始端设有废气阀13。第一管道末段均安装有氯气管路氮气吹扫阀28，氯气管路氮气吹扫阀的进气口与氮气管线7相接，第一管道中段的管段中从始端至末端依次安装有氯气管线开关阀24和氯气管路阻火器25，氯气管线开关阀24上设有压力表16和流量计17。第二管道14末段安装有氢气管路氮气吹扫阀27，氢气管路氮气吹扫阀27的进气口与氮气管线7相接，第二管道中段的管段中从始端至末端依次安装有氢气管线开关阀23和氢气管路阻火器26，氢气管线开关阀23上设有压力表16和流量计17。两开关阀与两氮气吹扫阀互为联锁。

使用时，开车前详细检查所有管道、仪表、设备无漏点，检查合成炉炉头、视镜、炉顶防爆膜以及冷却、吸收系统完好，检查原料气压力和纯度合格。运行循环酸水泵，打开水流喷射泵，使合成炉处于负压状态，保持抽空时间30分钟以上。检查合成炉炉内压力，检查尾气塔尾气含氢情况，要求含氢＜0.33%。打开合成炉、冷却器、降膜吸收装置的冷却水阀门，保证冷却水畅通。开吸收水，控制吸收水量在1m³/h，以上各项检查合格后，DCS（分布式控制系统）操作员启动“开始按钮”按钮，合成炉将执行开车连锁逻辑控制程序进行自检，关闭氢气管路开关阀23、氯气管路开关阀24，延时10秒后，自动开启氯气管路氮气吹扫阀28和氢气管路氮气吹扫阀27，由第一、二两管路同时向系统进行氮气吹扫置换过程。吹扫10分钟后自动关闭氯气管路氮气吹扫阀28 和氢气管路氮气吹扫阀27。由分析岗位分析员对系统进行可燃可爆分析，如分析结论不正常，重复吹扫置换，如分析结论正常进入点火操作。

如图2所示，当所有点炉条件满足时才可以进行点炉操作，在操作或生产过程中出现一项不符合则由自动启动灭炉，关闭氯气管线开关阀24、氢气管线开关阀23，打开氢气管路氮气吹扫阀27、氯气管路氮气吹扫阀28，自动关闭氯氢物料入口的同时开启氮气吹扫，实现自动吹扫、置换合成炉内爆炸性混合气体的效果。进入合成炉前的氯氢管线上安置压力表、流量计远程监控，并将氯气与氢气压力、流量控制加装氯气安全联锁阀18、氢气安全联锁阀19， 通过氯、氢气自动阀A自动调节开度并互相联锁控制，实现氯气与氢气流量比自动控制在1:1.05～1:1.1。氢气管路氮气吹扫阀27与氢气管线开关阀23、氯气管路氮气吹扫阀28与氯气管线开关阀24加装联锁控制，当氢气管线开关阀23、氯气管线开关阀24处于开启状态时，系统自动关闭氢气管路氮气吹扫阀27、氯气管路氮气吹扫阀28；当开关阀氢气管线开关阀23、氯气管线开关阀24处于紧急关闭状态时，系统自动开启氢气管路氮气吹扫阀27、氯气管路氮气吹扫阀28进行氮气吹扫，实现安全自动点炉及灭炉操作。

来自氯气处理的管线1自氯气处理至氯气缓冲罐，管线上自动阀B与压力表联锁控制，压力大小自动控制阀门开度，当自动阀B故障时开启前后手动阀B1手动控制氯气压力，当氯气管线发生故障时开启旁路手阀B2控制氯气输送压力，使得氯气缓冲罐内压力保持在40-45KPa。

来自液氯的管线2自尾氯至氯气缓冲罐，管线上设有一个手动阀控制氯气流量压力，并设有压力表及取样口。第一氮气管线3为氮气吹扫，用于吹扫阻火器，当发生紧急停炉时，氢气通过阻火器排空，氮气对阻火器进而进行吹扫置换操作使得阻火器内充满惰性气体。来自氢气处理的管线4至氢气缓冲罐，管线上自动阀D与压力表联锁控制，压力大小自动控制阀门开度，当自动阀D故障时开启前后手动阀D1手动控制氢气压力，使得氢气缓冲罐内压力保持在45-50KPa；自动阀C当合成炉灭炉时自动开启使多余氢气经阻火器排空，当停炉后检修或自动阀故障时开启手动阀C1打开氢气排空。第二氮气管线5氮气吹扫管线，用于点炉前对氢气缓冲罐6进行吹扫置换。

在操作过程中出现盐水断流故障，氯氢供给停止，系统跳车。系统单个电解槽跳车导致合成炉的炉内氯氢配比波动，合成炉联锁跳车。火焰检测器将火焰情况联锁至氢气管路开关阀23、氯气管路开关阀24及氢气管路氮气吹扫阀27、氯气管路氮气吹扫阀28，氯气管线开关阀24、氢气管线开关阀23立即关闭，同时氢气管路氮气吹扫阀27和氯气管路氮气吹扫阀28开启进行氯氢管道的吹扫，最终置换合成炉内的爆炸性混合气体，实现安全停炉。

在生产过程中发生氯氢压力大幅度波动，紧急情况下直接点击DCS控制画面上的“紧急停炉”按钮，系统将执行“联锁紧急停车逻辑”程序。氢气管路开关阀23、氯气管路开关阀24关闭及氢气管路氮气吹扫阀27和氯气管路氮气吹扫阀28自动联锁开启。关闭氯气自动阀A和氢气自动阀A，调节氢气缓冲罐排空阀20，使氢气缓冲罐压力稳定在40-45KPa，调节氯气缓冲罐的废气阀13，使氯气缓冲罐压力稳定在45-60KPa,关吸收水阀门，开水流喷射泵阀门，拔出氢气点火连接管，开炉门。待氯氢缓冲罐压力稳定后，停炉成功。

Claims (9)

1.一种合成炉联锁保护系统，包括氢气缓冲罐、氯气缓冲罐和合成炉，来自氯气处理的管线（1）、来自液氯的管线（2）均通入氯气缓冲罐（10）；第一氮气管线（3）、来自氢气处理的管线（4）、及第二氮气管线（5）均通入氢气缓冲罐（6）；其特征在于：还包括氯氢控制联锁机构（9）；合成炉的氯气入口通过第一管道（12）与氯气缓冲罐（10）出口相接，合成炉氢气入口通过第二管道（14）和氢气缓冲罐（6）出口相接；氯氢控制联锁机构（9）由互为联锁的第一管道（12）始段安装的氯气自动阀A和第二管道（14）始段安装的氢气自动阀A组成；第一、二管道末段均安装有氮气吹扫阀，且两氮气吹扫阀的进气口均与氮气管线（7）相接，第一、二管道中段的管段中从始端至末端均依次安装有开关阀和阻火器，开关阀上设有压力表和流量计，两开关阀与两氮气吹扫阀互为联锁；氯气自动阀A的前、后串联有氯气手动阀A1，与两氯气手动阀A1和氯气自动阀A并联有氯气旁路手阀A2，氯气旁路手阀A2安装于氯气旁路管段上；氢气自动阀A的前、后串联有氢气手动阀A1，与两氢气手动阀A1和氢气自动阀A并联有氢气旁路手阀A2，氢气旁路手阀A2安装于氢气旁路管段上。

2.如权利要求1所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：氯气、氢气自动阀A上均设有压力表、流量计。

3.如权利要求1所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：来自氯气处理的管线（1）、来自液氯的管线（2）、及来自氢气处理的管线（4）的末段均设有取样口（11）。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：来自氯气处理的管线(1)的末段串联有两手动阀B1，两手动阀B1之间串联一自动阀B，且两手动阀B1，及两手动阀B1之间串联的自动阀B与另一安装旁路手阀B2的管路并联。

5.如权利要求4所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：氢气缓冲罐（6）上方设有阻火器C2，阻火器的顶端设有氢气缓冲罐排空阀（20），阻火器的底端与氢气缓冲罐（6）顶端通过第三管道（15）相通，该管道中设有并联的手动阀C1和自动阀C，其中手动阀C1设于第三管道（15）中。

6.如权利要求5所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：第一氮气管线（3）的末端与第三管道（15）中和阻火器C2之间的管段相通；第二管道（14）的始端与氢气缓冲罐（6）出口之间的管段相通；第三管道（15）的自动阀C和手动阀C1与阻火器C2的管道相通。

7.如权利要求5所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：来自氢气处理的管线（4）的始段串联有两手动阀D1, 两手动阀D1之间串联有自动阀D，自动阀D与氢气缓冲罐的压力表（21）互为联锁。

8.如权利要求7所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：第二氮气管线（5）的末端与来自氢气处理的管线（4）的中段相通，第二氮气管线（5）上设有手动控制阀。

9.如权利要求8所述的一种合成炉联锁保护系统，其特征在于：第一管道的始端设有废气阀（13）。