CN112050655B - 氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，涉及氯化氢制备领域。控制方法由DCS控制程序自动控制，利用点火枪在密闭环境中将氢气与空气引燃，在利用点火枪喷出的火焰引燃合成炉内的氢气和氯气，通过火焰监测器判断火焰状态，运行中若合成炉火焰出现异常则进入合成炉联锁停炉程序。本发明在密闭合成炉内点火成功解决了合成炉点火过程中危险介质外漏问题，通过内置火焰监测器避免了冲洗操作，提高了火焰监测器的准确率；火焰监测和联锁灭炉程序，有效地防止氢气和氯气反应突然终止发生爆炸问题，保证生产安全。

Description

氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法
技术领域
本发明涉及氯化氢制备领域，尤其涉及一种氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法。
背景技术
工业烧碱生产过程中会产生氢气、氯气等副产物，多数厂家将氢气、氯气进行脱水处理，处理完毕的氢气、氯气进行合成反应生产氯化氢气体，氯化氢气体供下游单位生产PVC、糊树脂、有机硅等化工产品。氢气、氯气进行合成反应条件为高温，反应的设备名称为合成炉，现阶段行业内采用人工点火的方式引发氢气、氯气反应，具体方法为：合成炉点火前确认合成炉置换合格，将合成炉炉门打开，将火把放入合成炉内灯头上方，操作人员打开现场手动阀门引入氢气，氢气在灯头处与空气燃烧，然后开启氯气手动阀门引入氯气，氢气与氯气在灯头处燃烧，现场操作人员将火把取出，将炉门封闭，然后进行负荷提升。
人工点火过程炉门为打开状态，氯气或氯化氢气体会泄漏造成人员中毒事故，现场开启手动阀门时无法准确控制流量，会出现氢气、氯气、空气混合气体，出现爆炸事故，人工点火过程存在极大的安全隐患，合成炉运行中氯气、氢气反应突然中止无法发现会造成氯气、氢气混合发生爆炸的风险。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，采用DCS远程控制程序，保证自动点火过程安全可靠，保证生产安全。
为实现此技术目的，本发明采用如下方案：一种氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，包括如下步骤：
S1、现场点火环境确认：确认具备点火条件后，触发“点火”按钮，DCS控制程序允许点火；
S2、吹扫氮气和空气：打开氮气阀，向密闭合成炉内吹扫氮气，之后打开空气阀，吹扫压缩空气；
S3、小火点火阶段：吹扫空气后点火枪打火，打开氢气阀，同时检测测温点温度：检测不到测温点的温度变化，转入点火失败保护；检测到测温点的温度变化＞20℃，小火阶段点火完成；
S4、中火燃烧阶段：打开氢气旁路阀和氢气截止阀，打开氯气旁路阀和氯气截止阀，氢气和氯气按体积比进入合成炉，开启中火阶段；
S5、火焰检测：内置在合成炉的火焰监测器开始工作，根据火焰检测灯的指示进入下一程序；开启调节阀提升负荷，进入安全保护程序，火焰监测器继续工作，发现火焰异常，合成炉联锁灭炉。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明解决了合成炉在密闭状态下点火，避免了点火过程中危险介质外漏问题，保证自动点火过程安全可靠；中火阶段氢气和氯气按体积比引入，消除了氢气和氯气因比例失调引起爆炸的隐患；合成炉运行过程中，通过内置火焰监测器减少反复冲洗次数，提高了火焰检测准确率，实现氢气和氯气反应突然中止后合成炉联锁灭炉，解决了氢气和氯气反应突然终止情况下发生爆炸的问题。
本发明的优选方案为：
火焰检测器数量为2个，内置在合成炉灯头处。
自动点火与火焰检测控制采用DCS程序远程控制。
S2中氮气阀打开60s后打开空气阀。
S3中空气阀打开37s后关闭，空气阀打开24s后点火枪开始打火，点火枪打火2s后打开氢气阀，点火枪打火13s后关闭。
S3中13s内检测到测温点的温度变化≤20℃，转入点火失败保护；13s内检测到测温点的温度变化＞20℃，小火阶段点火完成。
S4中打开氢气旁路阀和氢气截止阀的同时关闭氮气阀，1s后打开氯气旁路阀和氯气截止阀，氢气与氯气的体积比为1.1:1～2:1。
S4中合成炉炉门封闭情况下，通过限流孔板精确控制中火阶段进入合成炉的氢气和氯气流量。
S5中火焰检测灯点亮时间＜12s，转入点火失败保护程序；火焰检测灯点亮时间≥12s，点火成功指示灯亮。
S5中点火成功后，氯气流量＞500m3/h时，关闭氯气旁路阀，收到氯气旁路阀反馈信号后关闭氢气旁路阀，同时关闭现场“允许点火”灯。
附图说明
图1为本发明实施例提供的管道连接图；
图2为本发明实施例提供的控制方法流程图；
图中，1-氮气阀，2-空气阀，3-氢气阀，4-点火枪，5-测温点，6-氢气旁路阀，7-氢气截止阀，8-氯气旁路阀，9-氯气截止阀，10-火焰监测器，11-合成炉。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。
请参阅图1，氯化氢合成炉11自动点火系统由气源和设备组成，气源由仪表气、氢气和氯气等组成，设备由点火枪4、火焰监测器10、点火控制箱和自动阀等组成。其中，仪表气选用压缩空气，仪表气引入点火控制箱，通过点火控制箱连接至点火枪4，作为助燃物。氢气用途分为点火氢气与中火氢气，点火氢气经过氢气阀3引入点火控制箱，经点火控制箱连接至点火枪4，点火氢气与仪表气燃烧为点火阶段。
氯化氢合成炉11灯头处设有点火枪4，点火枪4上设有空气进口和氢气进口，空气进口通过空气阀2连接空气管线，氢气进口通过氢气阀3连接氢气支路管线。点火枪上设有测温点5，可实时监测炉内点火枪附近的温度变化。火焰监测器10数量为2个，分别内置在合成炉11靠近灯头处，无需冲洗操作，保证系统安全。
合成炉11底部分别连接有氢气主管线和氯气主管线，用于后续提量作业时使用。氢气主管线分别设有氢气调节阀和氢气截止阀7，氯气主管线分别设有氯气调节阀和氯气截止阀9。氢气、氯气在灯头处燃烧为中火阶段。中火氢气由进合成炉氢气主管线的旁路输送，由氢气旁路阀6控制中火氢气进入合成炉11灯头处的时间，氢气旁路阀处6设有限流孔板，用于限制氢气的流量。中火氯气由进合成炉氯气主管线的旁路输送，由氯气旁路阀8控制中火氯气进入合成炉11灯头处的时间，氯气旁路阀8处设有限流孔板，用于限制氯气的流量。氮气管线通过氮气阀1作为旁路接入氢气主管线，当点火失败后合成炉11关闭氢气旁路阀6和氯气旁路阀8，打开氮气阀1向合成炉11内充入氮气，进行停炉保护。
请参阅图2，氯化氢合成炉11自动点火与火焰检测系统的控制方法由DCS远程控制程序控制，步骤如下：
1)锁停炉信号手动复位，DCS程序确认合成炉11具备点火条件后发出允许点火信号，现场“允许点火”灯点亮，现场确认无误后，人工按下现场“点火”按钮，DCS程序允许点火。
2)合成炉11在点火前为密闭状态，打开氮气阀1，向密闭合成炉11内吹扫氮气，60s后打开空气阀2向点火枪空气进口吹扫压缩空气，吹扫空气24s后点火枪4打火，吹扫压缩空气37s后关闭空气阀2和点火枪4停止打火，点火枪4打开时间为13s。
3)点火枪4开始打火2s后，打开氢气阀3同时开始检测合成炉11内测温点的温度。由于点火枪打火时间为13s和氢气燃烧状态温度变化＞20℃，因此13s内检测温度变化≤20℃，则进入点火失败保护程序；温度变化＞20℃，小火阶段点火成功。
4)打开氢气旁路阀6和氢气截止阀7，同时关闭氮气阀1，由于氢气和氯气燃烧时要求氯气在氢气中燃烧，因此通入氢气1s后打开氯气旁路阀8和氯气截止阀9，氢气和氯气按体积比加入合成炉11内，通过限流孔板精确控制中火阶段进入合成炉11的氢气和氯气流量，氢气与氯气的体积比为1.1:1～2:1。
5)火焰监测器开始工作，火焰监测灯点亮时间＜12s，点火失败，转入点火失败保护程序；火焰监测灯点亮时间≥12s，点火成功指示灯亮。
6)打开调节阀提升负荷，进入安全保护程序。当氯气流量＞500m3/h时，关闭氯气旁路阀8，收到氯气旁路阀8关闭的反馈信号后关闭氢气旁路阀6，同时关闭现场“允许点火”灯。处于安全保护程序时，火焰检测器发现火焰异常，合成炉11联锁灭炉，进炉氢气、氯气切断阀关闭，转化阀门关闭，去吸收阀门打开。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、现场点火环境确认：确认具备点火条件后，触发“点火”按钮，DCS控制程序允许点火；
S2、吹扫氮气和空气：打开氮气阀，向密闭合成炉内吹扫氮气，之后打开空气阀，吹扫压缩空气；
S2中氮气阀打开60s后打开空气阀；
S3、小火点火阶段：吹扫空气后点火枪打火，打开氢气阀，同时检测测温点温度：检测不到测温点的温度变化，转入点火失败保护；检测到测温点的温度变化＞20℃，小火阶段点火完成；
S3中空气阀打开37s后关闭，空气阀打开24s后点火枪开始打火，点火枪打火2s后打开氢气阀，点火枪打火13s后关闭；
S3中13s内检测到测温点的温度变化≤20℃，转入点火失败保护；13s内检测到测温点的温度变化＞20℃，小火阶段点火完成；
S4、中火燃烧阶段：打开氢气旁路阀和氢气截止阀，打开氯气旁路阀和氯气截止阀，氢气和氯气按体积比进入合成炉，开启中火阶段；
S5、火焰检测：内置在合成炉的火焰监测器开始工作，根据火焰检测灯的指示进入下一程序；开启调节阀提升负荷，进入安全保护程序，火焰监测器继续工作，发现火焰异常，合成炉联锁灭炉；
S5中火焰检测灯点亮时间＜12s，转入点火失败保护程序；火焰检测灯点亮时间≥12s，点火成功指示灯亮；
S5中点火成功后，氯气流量＞500m3/h时，关闭氯气旁路阀，收到氯气旁路阀反馈信号后关闭氢气旁路阀，同时关闭现场“允许点火”灯。
2.根据权利要求1所述的氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，其特征在于，火焰检测器数量为2个，内置在合成炉灯头处。
3.根据权利要求1或2所述的氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，其特征在于，自动点火与火焰检测控制采用DCS程序远程控制。
4.根据权利要求1所述的氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，其特征在于，S4中打开氢气旁路阀和氢气截止阀的同时关闭氮气阀，1s后打开氯气旁路阀和氯气截止阀。
5.根据权利要求1所述的氯化氢合成炉自动点火与火焰检测系统的控制方法，其特征在于，S4中合成炉炉门封闭情况下，通过限流孔板精确控制中火阶段进入合成炉的氢气和氯气流量，氢气与氯气的体积比为1.1:1~2:1。
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