侯寶成

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305）

1 實(shí)施背景

合成崗位自動(dòng)化水平較低，許多操作都是由現(xiàn)場人員手動(dòng)完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)效率低。生產(chǎn)過程中需要手動(dòng)與自動(dòng)的配合，一旦發(fā)生生產(chǎn)波動(dòng)情況無法發(fā)揮遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制的優(yōu)勢，部分操作（如：滅爐充氮、遠(yuǎn)程排酸、成品鹽酸倒罐等）需要現(xiàn)場手動(dòng)操作。安全隱患大，一旦出現(xiàn)事故，人員危險(xiǎn)系數(shù)增加，安全事故將無法得到快速處理。

2 實(shí)施內(nèi)容

（1）在合成爐進(jìn)爐氯氣、氫氣管線增加氯氣、氫氣調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動(dòng)化操作，克服了以前調(diào)氣量只能依靠現(xiàn)場人員、勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)系數(shù)高等弊端。通過氯氣氫氣串級調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)氯氣量時(shí)便會自動(dòng)調(diào)節(jié)氫氣量，穩(wěn)定了生產(chǎn)，提高了工作效率。進(jìn)爐氯氣調(diào)節(jié)閥與進(jìn)爐氫氣調(diào)節(jié)閥對應(yīng)與合成爐的氯氣、氫氣流量構(gòu)成控制回路。

改造過程中進(jìn)爐氯氣調(diào)節(jié)閥采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。經(jīng)過近一年的使用，調(diào)節(jié)精度高，運(yùn)行穩(wěn)定。與以往氣動(dòng)閥門相比，解決了小開度無法調(diào)節(jié)，閥門倒量過調(diào)明顯，閥門喘動(dòng)振動(dòng)較大的情況。電動(dòng)閥門調(diào)試曲線圖見圖1。

圖1 電動(dòng)閥門調(diào)試曲線圖

相比川儀、工裝閥門，曲線符合二次函數(shù)特征，點(diǎn)分布均勻，曲線平滑，運(yùn)行穩(wěn)定。

（2）增加火焰監(jiān)測裝置，在儀表出現(xiàn)誤差時(shí)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)合成爐是否過氯，從而解決現(xiàn)有攝像頭監(jiān)控弊端，同時(shí)緩解人員觀火的緊張局面，節(jié)省勞動(dòng)成本。

（3）增加了合成爐冷凝酸排放收集罐、冷凝酸罐遠(yuǎn)傳液位計(jì)及排酸切斷閥，DCS人員通過監(jiān)測放酸小罐液位實(shí)現(xiàn)了冷凝酸的遠(yuǎn)程排放，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。放酸切斷閥與放酸小罐液位構(gòu)成控制回路，當(dāng)放酸小罐液位高于60%時(shí)，放酸切斷閥打開排酸，當(dāng)液位低于10%時(shí)，閥門將關(guān)閉。

（4）膜吸下酸系統(tǒng)增加三通切斷閥，合成爐做酸時(shí)，遠(yuǎn)程自動(dòng)切換至自用酸系統(tǒng)或是外售鹽酸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒罐，節(jié)省人力。同時(shí)在下酸系統(tǒng)管線增加遠(yuǎn)傳壓力表，及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決下酸系統(tǒng)憋壓問題，保證了安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

（5）合成爐鹽酸管線增加在線鹽酸濃度監(jiān)測，當(dāng)鹽酸濃度不合格時(shí)，可以及時(shí)增減吸收水量，減少了現(xiàn)場人員頻繁打比重環(huán)節(jié)，確保生產(chǎn)指標(biāo)合格。鹽酸濃度的調(diào)控，需要現(xiàn)場人員與DCS共同配合才能完成，通過濃度計(jì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，對簡化生產(chǎn)操作具有一定的指導(dǎo)意義。公用膜吸酸濃度見表1。

表1 公用膜吸酸濃度 %

增加的在線鹽酸濃度計(jì)顯示值與實(shí)際值差1.2%左右，可作為調(diào)節(jié)濃度的參考

（6）一、二級膜吸系統(tǒng)循環(huán)水上水增加調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)倒?fàn)t做酸時(shí)自動(dòng)切換，同時(shí)在合成爐不做酸時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)水的使用量，可節(jié)省循環(huán)水的使用量，并降低能耗。

（7）氫氣、氯氣提純增加調(diào)節(jié)閥及遠(yuǎn)傳流量顯示，氯氣提純調(diào)節(jié)閥與氯氣提純流量計(jì)構(gòu)成控制回路，氫氣提純調(diào)節(jié)閥與氫氣提純流量計(jì)構(gòu)成控制回路。實(shí)現(xiàn)了DCS人員通過遠(yuǎn)程進(jìn)行提純操作，減少了現(xiàn)場人員在提純時(shí)與DCS溝通不到位，造成氯氫主管壓力突然降低的操作風(fēng)險(xiǎn)。

（8）各酸罐罐頂增加遠(yuǎn)傳壓力表，DCS實(shí)時(shí)監(jiān)測，防止酸罐憋壓。下酸不暢，造成鹽酸反串到合成爐中，引發(fā)安全事故。

3 項(xiàng)目的進(jìn)展情況

（1）2016年1月至3月，課題研究人員著手準(zhǔn)備合成爐自動(dòng)化改造前期設(shè)計(jì)工作。

（2）2月進(jìn)行儀表設(shè)計(jì)。

（3）3月完成工藝設(shè)計(jì)并提出采購計(jì)劃。3月中旬掛網(wǎng)招標(biāo)，月底完成招標(biāo)。

（4）5月確定施工隊(duì)伍，月底安裝材料到貨。

（5）6月開始施工，合成爐逐臺改造。

（6）7月全部完成安裝工作，正式投用。

4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

（1）開發(fā)一套新型完善的石墨合成爐自動(dòng)化工藝裝置。

（2）研發(fā)崗位人員配置合理，通過自動(dòng)化提高了氯化氫合成爐工序的安全系數(shù)。

5 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

（1）經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)約循環(huán)水成本：目前消耗的循環(huán)水量為300 m3/h（成本0.19元/m3），每天減少循環(huán)水成本：300×24×0.19（單價(jià)）=1 368（元）；1年按 330天計(jì)算，每年創(chuàng)效：330×1 368=45.1（萬元）；本項(xiàng)目設(shè)備和材料費(fèi)用為337萬元，按14年進(jìn)行設(shè)備折舊，設(shè)備折舊費(fèi)為：337×0.95/14=22.86（萬元）。

每年節(jié)省循環(huán)水效益：45.1-22.86=22.24（萬元）；

節(jié)約人工成本：自動(dòng)化提升后，崗位可進(jìn)行人員優(yōu)化，每班組可減員一名，共減員4名，每年可節(jié)省費(fèi)用：4×9（年工資總收入）=36（萬元）；

節(jié)約生產(chǎn)成本：合成爐增加火焰監(jiān)測，燃燒過氯時(shí)能及時(shí)調(diào)整氫氣、氯氣配比，避免燈頭炸裂，每年單臺合成爐損壞3套，7臺合成爐共損壞21套。每套燈頭成本2萬元，共節(jié)省21×2=42（萬元）。

每臺爐當(dāng)年檢修3次，每次5個(gè)人工，檢修時(shí)間8 h，每小時(shí)檢修費(fèi)10元，故7臺爐檢修費(fèi)用：3×5×8×10×7=8 400（元）。

當(dāng)年效益：22.24+36+42-0.84=99.4（萬元）。

（2）社會效益

該公司在國家政策的正確指引下，狠抓安全環(huán)保的同時(shí)，加大對科技創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)，提升自動(dòng)化水平，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，淘汰落后產(chǎn)能，提質(zhì)增效。合成爐自動(dòng)化升級改造，提高了公司在行業(yè)內(nèi)的綜合競爭力，為公司未來發(fā)展提供方向，為集團(tuán)做大、做強(qiáng)提供有力保障。