硝化危險(xiǎn)化工工藝自動化控制改造項(xiàng)目檢測報(bào)警及自控聯(lián)鎖方案

硝化危險(xiǎn)化工工藝自動化控制改造項(xiàng)目檢測報(bào)警及自控聯(lián)鎖方案1.1控制方案簡介山東某公司股份有限責(zé)任公司原藥車間，現(xiàn)采用常規(guī)儀表，手動操作方式對合成車間的工藝參數(shù)溫度、壓力、液位、流量進(jìn)行檢測、顯示、調(diào)節(jié)。按照國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局[2009]116號文中《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝安全控制要求、重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)及推薦的控制方案》的文件要求并參照文件推薦的安全控制方案，對三氯硝基乙烷制備的原藥車間進(jìn)行了硝化危險(xiǎn)化工工藝自動化控制改造，具體方案如下：對文件所涉及的重點(diǎn)監(jiān)控工藝參數(shù)，將硝化反應(yīng)溫度、壓力、流量，調(diào)節(jié)溫度的冷凍鹽水的溫度、壓力等工藝參數(shù)引入PLC控制系統(tǒng)，并參照以前的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對這些參數(shù)設(shè)定了安全范圍，當(dāng)超出設(shè)定范圍時(shí)，聯(lián)鎖停車。硝化過程中，原藥車間只需要定時(shí)巡檢，不需人員現(xiàn)場操作。正常生產(chǎn)自動控制方案：硝化反應(yīng)為間歇式反應(yīng)，硝化反應(yīng)放熱強(qiáng)烈，1,1-二氯乙烯通入過快會出現(xiàn)超溫，超壓現(xiàn)象，冷凍鹽水量同樣影響硝化反應(yīng)進(jìn)程及產(chǎn)品收率。另外攪拌系統(tǒng)的穩(wěn)定同樣影響著反應(yīng)的進(jìn)程。只要物料恒定，攪拌正常，硝化反應(yīng)過程中不會出現(xiàn)超溫、超壓。生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)方案：生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)變化不大，主要通過調(diào)節(jié)1,1-二氯乙烯滴加程度控制硝化反應(yīng)進(jìn)程。聯(lián)鎖控制方案：1、硝化反應(yīng)釜壓力：正常情況下，硝化反應(yīng)壓力為常壓，壓力超過0.03Mpa時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)警，提醒操作人員注意；硝化反應(yīng)釜壓力超過0.04Mpa時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行高高報(bào)警并聯(lián)鎖，1,1-二氯乙烯開關(guān)閥（TV0101）關(guān)閉、冷凍鹽水調(diào)節(jié)閥（TV0102）全部打開；硝化反應(yīng)釜壓力超過0.05Mpa時(shí)，硝化反應(yīng)釜爆破片啟爆泄壓。2、硝化反應(yīng)釜溫度：正常情況下，硝化反應(yīng)釜溫度控制在20-25℃，溫度超過40℃，PLC系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)警，提醒操作人員注意；硝化反應(yīng)釜溫度超過50℃時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行高高報(bào)警并聯(lián)鎖，1,1-二氯乙烯開關(guān)閥（TV0101）關(guān)閉，冷凍鹽水調(diào)節(jié)閥（TV0102）全部打開；3、硝化反應(yīng)釜冷卻：正常情況下，硝化反應(yīng)釜溫度控制在20-25℃，由冷凍鹽水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，冷凍鹽水管道壓力0.3Mpa，壓力低于0.15Mpa時(shí)PLC系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)警，提醒操作人員注意，當(dāng)壓力低于0.12Mpa時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行低低報(bào)警并聯(lián)鎖：1,1-二氯乙烯開關(guān)閥（TV0101）關(guān)閉；壓力高于0.34Mpa時(shí)PLC系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)警，提醒操作人員注意，當(dāng)壓力高于0.35Mpa時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行高高報(bào)警并聯(lián)鎖：1,1-二氯乙烯開關(guān)閥（TV0101）關(guān)閉。4、硝化反應(yīng)釜攪拌：正常情況下，電機(jī)電流13A，當(dāng)電機(jī)電流低于11A時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)警提醒操作人員注意，當(dāng)電流低于10A時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行低低報(bào)警并且聯(lián)鎖：1,1-二氯乙烯開關(guān)閥（TV0101）關(guān)閉,冷凍鹽水調(diào)節(jié)閥（TV0102）全部打開；當(dāng)電機(jī)電流高于15A時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)警提醒操作人員注意，當(dāng)電流高于16A時(shí)，PLC系統(tǒng)進(jìn)行高高報(bào)警并且聯(lián)鎖：1,1-二氯乙烯開關(guān)閥（TV0101）關(guān)閉,冷凍鹽水調(diào)節(jié)閥（TV0102）全部打開。1.2儀表和控制系統(tǒng)的選用(1)控制系統(tǒng)的選擇本改造項(xiàng)目采用技術(shù)成熟可靠地PLC控制系統(tǒng)對工藝過程的溫度、壓力、流量等進(jìn)行檢測、顯示、聯(lián)鎖控制和管理。實(shí)現(xiàn)操作集中、管理集中。PLC控制系統(tǒng)，從功能上主要分成控制站，工程師站、操作站和網(wǎng)絡(luò)四部分。a控制站：完成信號的采集、轉(zhuǎn)換、控制、聯(lián)鎖等功能。b工程師站：對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行編程組態(tài)；并對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。c操作站：實(shí)現(xiàn)控制、記錄、趨勢顯示、報(bào)警管理、報(bào)表打印和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等功能，是整個(gè)控制系統(tǒng)的人-機(jī)交換界面。d網(wǎng)絡(luò)：將各站連接在一起，實(shí)現(xiàn)各站數(shù)據(jù)和信息的傳遞，并通過它和其他管理網(wǎng)絡(luò)的連接，實(shí)現(xiàn)綜合信息的控制、管理。PLC系統(tǒng)的設(shè)置原則為：各控制單元的CPU等功能卡為1:1冗余或容錯(cuò)配置；PLC的電源卡或設(shè)備按1:1冗余配置；PLC各級網(wǎng)絡(luò)通訊總線和通訊設(shè)備及部件為1:1冗余配置；控制回路的I/O點(diǎn)按1:1冗余配置，用于硝化反應(yīng)釜超溫、差壓、聯(lián)鎖以及冷卻系統(tǒng)故障聯(lián)鎖和攪拌故障聯(lián)鎖控制的按1:1配置。組態(tài)由PLC廠家依據(jù)設(shè)計(jì)單位技術(shù)文件完成。本項(xiàng)目中PLC組態(tài)所需的工藝流程屏幕畫面顯示、PLC操作組分配表及操作界面、報(bào)警畫面、趨勢組分配表，有用戶和PLC系統(tǒng)商二次設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的工藝管道儀表流程圖共同確定，生產(chǎn)報(bào)表格式及內(nèi)容應(yīng)由用戶根據(jù)工藝生產(chǎn)提供。PLC系統(tǒng)操作站要有聯(lián)鎖邏輯控制畫面，并有明顯的“聯(lián)鎖投入”、“聯(lián)鎖解除”、“聯(lián)鎖復(fù)位”等狀態(tài)標(biāo)識。PLC系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制一旦啟動，必須查找出原因，確認(rèn)聯(lián)鎖的條件解除后，才能進(jìn)行手動“聯(lián)鎖復(fù)位”操作。本項(xiàng)目共設(shè)置一套PLC控制室?？刂普尽⒐こ處熣炯安僮鲉T站設(shè)置在PLC控制室內(nèi)。本設(shè)計(jì)中操作顯示屏上設(shè)有報(bào)警顯示畫面和報(bào)警記錄畫面，可方便直觀地查看報(bào)警參數(shù)。所有工藝參數(shù)越線報(bào)警都在PLC上進(jìn)行報(bào)警畫面提示并發(fā)出報(bào)警聲，并且自動記錄報(bào)警時(shí)間和報(bào)警位號。（2）PLC控制室PLC控制是設(shè)在原藥車間東側(cè)的質(zhì)檢中心處，詳細(xì)位置參見附圖。（3）儀表選型根據(jù)工藝裝置爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的防爆要求，選擇符合相應(yīng)防爆等級要求的儀表，并按可燃?xì)怏w探測器，以確保裝置和人員安全。本車間工藝介質(zhì)有甲苯、乙酸乙酯、1,1-二氯乙烯、一甲胺，防爆等級不低于IICT2。溫度儀表：選用隔爆型鎧裝芯熱電偶、熱電阻。壓力儀表：選用隔爆型壓力變送器控制閥：選用隔爆型電動調(diào)節(jié)閥，開關(guān)閥。1.3儀表動力來源本項(xiàng)目PLC控制系統(tǒng)電源來自電氣配電室提供的220V、50Hz同相雙路電源，PLC系統(tǒng)設(shè)不間斷電源（UPS電源），在突然停電的情況下，能滿足PLC儀表控制系統(tǒng)至少30分鐘的用電要求。1.4PLC系統(tǒng)控制情況見附件1.5自動報(bào)警表1.5工藝參數(shù)報(bào)警點(diǎn)一覽表序號設(shè)置位置檢測參數(shù)設(shè)置說明報(bào)警參數(shù)數(shù)量備注1硝化反應(yīng)釜溫度硝化反應(yīng)溫度預(yù)報(bào)警40℃12硝化反應(yīng)釜溫度硝化反應(yīng)溫度高高限報(bào)警聯(lián)鎖停車50℃13硝化反應(yīng)釜壓力硝化反應(yīng)超壓預(yù)報(bào)警0.03Mpa14硝化反應(yīng)釜壓力硝化反應(yīng)壓力高高限報(bào)警聯(lián)鎖停車0.04Mpa15硝化反應(yīng)釜壓力硝化反應(yīng)超壓爆破片啟爆0.05Mpa16冷凍鹽水管道壓力夾套導(dǎo)熱油管道低壓預(yù)報(bào)警0.15Mpa17冷凍鹽水管道壓力夾套導(dǎo)熱油管道低低限報(bào)警聯(lián)鎖停車0.12Mpa18冷凍鹽水管道壓力夾套導(dǎo)熱油管道高壓預(yù)報(bào)警0.34Mpa19冷凍鹽水管道壓力夾套導(dǎo)熱油管道高高限報(bào)警聯(lián)鎖停車0.35Mpa110硝化反應(yīng)釜攪拌用電機(jī)電流電流低預(yù)報(bào)警11A111硝化反應(yīng)釜攪拌用電機(jī)電流電流低低限報(bào)警10A112硝化反應(yīng)釜攪拌用電機(jī)電流電流高預(yù)報(bào)警15A113硝化反應(yīng)釜攪拌用電機(jī)電流電流高高限報(bào)警16A11.6儀表防雷及接地（1）用電儀表的金屬外殼及自控設(shè)備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如絕緣破壞等）而又可能帶危險(xiǎn)電壓者，均作保護(hù)接地。（2）為保證儀表及控制系統(tǒng)的可靠工作，做工作接地，其中包括：儀表信號回路接地、屏蔽接地、本質(zhì)安全儀表接地。（3）安裝PLC等設(shè)備的控制室、機(jī)柜、操作臺，考慮防靜電接地，