氯氢处理工序联锁问题及解决方法

孙龙彬，李鹏智

(陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319)

陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称“陕西北元”)第1期50万t/a聚氯乙烯、40万t/a烧碱装置于2010年7月开车投运。为保证安全生产，防止异常情况生产安全事故的发生，这套生产装置设计工艺联锁较多。本文中主要介绍其中几个涉及到氯氢处理工序的工艺联锁在运行中存在的问题及改进措施。

1 工艺简介

由电解工序来的湿氢气进入氢气洗涤塔洗涤冷却；然后一路进入氢气压缩机加压，经过氢气后冷却器、氢气水雾捕集器，送至氯化氢合成炉，另一路进入氢气气柜来保证本工序氢气压力稳定。来自电解的氯气进入一级填料干燥塔、二级填料干燥塔、泡罩塔，得到氯气含水量不高于0.02%。干燥后的氯气进入氯气压缩机加压至0.2 MPa左右，送至氯化氢合成炉。合格的氯气和氢气在合成炉内燃烧生成氯化氢气体。氯化氢合成炉出口分为2路：一路经过氯化氢缓冲罐、石墨冷却器、酸雾捕集器后送至VCM合成工序；另一路通过一级降膜吸收器、二级降膜吸收器、尾气吸收塔，制作成高纯盐酸供用户使用[1]。

2 运行中存在问题的联锁及改进措施

2.1 VCM停车时氯化氢出酸联锁存在问题及改进措施

2.1.1 VCM停车时氯化氢出酸联锁

VCM停车时，为了保持离子膜电解系统的安全运行，设置氯化氢出酸联锁逻辑，即氯化氢接到VCM停车信号后，合成炉供气切换到出酸状态(单台合成炉出酸联锁可以通过旁路选择)。

(1)开启一段石墨冷却器排酸阀HV-5466A～E/2HV-5466A～E。

(2)开启尾气吸收塔进水控制阀FV-5455A～E/2FV-5455A～E(根据运行负荷面板上设定)，当流量达到设定流量(根据运行负荷在面板上更改)时，FIC-5455A～E/2FIC-5455A～E投入自动。

(3)延时5 s开启进一段石墨冷却器氯化氢气体开关阀HV-5452A～E/2HV-5452A～E(根据运行负荷在面板上设定)，10 s后HV-5452A～E/2HV-5452A～E设为自动状态，且S与联锁前的合成炉出口(PT-5460)压力值相等。

2.1.2 存在问题

当VCM合成岗位出酸联锁触发后，氯化氢合成岗位只是对应的出酸阀门动作，无报警灯提示消息。这就导致在操作人员不知情的情况下，无法第一时间判断事故原因，须要通过和VCM合成岗位人员沟通联系等判断事故原因，使应急处置变慢，很有可能引发次生事故。

2.1.3 解决方法

VCM联锁氯化氢合成炉出酸联锁增加报警。①VCM出酸联锁触发后在保证原程序不变的情况下，增加VCM出酸联锁报警信息(报警信息栏：R1VCM TRIP为A线，R2VCM TRIP为B线)并且自动弹出报警对话框。②单台合成增加出酸联锁投退报警信息。

2.2 氯气压缩机或氢气压缩机与电解装置的联锁存在问题及改进措施

2.2.1 氯气压缩机或氢气压缩机与电解装置的联锁

当氯气压缩机或氢气压缩机满足下列任一条件时，联锁停离子膜电解整流器：①当单条线离子膜电解槽电流负荷之和大于45 kA时，必须2台氯气压缩机和2台氢气压缩机处于运行状态；②当单条线离子膜电解槽电流负荷之和大于93 kA时，必须3台氯气压缩机和3台氢气压缩机处于运行状态。

2.2.2 存在问题

2017年1月15日，氯碱分厂电解a线联锁停车，停车原因为a线的氯压机b信号线松动脱落，运行信号丢失，触发氯压机与电解槽的联锁。经排查，现场实际情况为a线的氯压机b处于正常运行状态。

氯压机和氢压机本身与电解联锁信号为运行氯氢压机运行信号，即氯氢压机运行信号丢失对应电解槽停车。即这种信号丢失原因不一定是氯压机停机，也有可能是接线松动或接触不良而导致。不要因此造成不必要的停车。

2.2.3 解决方法

氯氢压机增加电流联锁信号变更。在原氯氢压机联锁信号中增加氯氢压机电流信号(联锁值数据来源为氯氢压机空载60%电流值)，即氯氢压机运行信号和电流信号同时丢失才会触发联锁，信号去离子膜电解。

2.3 氯碱分厂氢气气柜联锁存在问题及处理措施

2.3.1 氯碱分厂氢气气柜联锁

当氢气气柜高度极高达HH时(90%)，氢气放空阀HV-5901/2HV-5901打开；当气柜高度达到极低LL时(15%)，氢气压缩机跳停。

2.3.2 存在问题

2013年11月1日2时9分11秒，氯碱分厂氯氢处理DCS记录显示气柜液位为100%，联锁HV5901和PV5901氢气放空全部打开，导致气柜液位降至0，洗涤塔与氢压机进口压力降为0，而DCS人员没有及时发现，导致气柜平压运行5 min之久，形成很大的安全隐患。

氢气气柜液位计只有1个远传液位计，当氢气气柜液位计故障时，直接触发联锁。

2.3.3 处理措施

将氢气气柜液位监控设置成3选2液位计，并要求仪表人员定期检查。3个液位计按液位值的大小取中间值作为联锁触发值。

3 结语

安全联锁装置突出的特点就是联锁性，即在故障中保证所有相关的系统都会相互制约，使2种运动或者操控协调起来，保证多个系统的同步安全控制，是各种生产设备使用最多并安全可靠的装置。所以只有在生产过程中不断总结，不断优化联锁系统，保证联锁系统完好运行，才能在关键时刻更好地保证整个生产系统安全与稳定。