內蒙古蘭太鈉業(yè)有限公司( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公司”)利用低溫低壓法進(jìn)行氯氣的液化。目前，保障螺桿氟冷液化機組安全運行的保護連鎖只有油溫高溫停機保護、排氣壓力高壓停機保護。保障螺桿氟冷液化機組高效運行的方法有: 人工適時(shí)調節冷凍溫度或液氯尾氣閥以提高液化效率; 人工適時(shí)調節機組內制冷劑的循環(huán)量來(lái)控制機組的制冷量; 人工適時(shí)調節循環(huán)水閥控制油溫，人工適時(shí)調節油位。因此，為了加強氯氣安全生產(chǎn)管理，歸檔重要設備參數，盡量降低操作員對設備的誤操作，氯氣液化工藝的自動(dòng)化改造勢在必行。
1 需要實(shí)現的控制功能統計
公司各專(zhuān)業(yè)人員積*參與，與*三方進(jìn)行現場(chǎng)勘查和充分溝通后，確定了以下九項需要實(shí)現的控制功能。這些功能主要是冷凍機油溫自動(dòng)控制功能、設備停機后自動(dòng)回收制冷劑功能、冷凍機自動(dòng)加載與卸載控制功能、冷凍機重要參數顯示、預報警、報警功能、遠程開(kāi)停機功能、重要數據歸檔功能、根據壓縮機吸氣壓力自動(dòng)控制儲氟罐往蒸發(fā)器供液功能、增加高壓儲氟罐液位信號遠程功能。要實(shí)現上述功能需增加一臺 PLC 機柜，將油溫、油壓等模擬量信號進(jìn)行采集，機組現場(chǎng)控制柜上加裝觸摸屏用于現場(chǎng)控制與參數顯示，監控室加裝上位機安裝冷凍機機組組態(tài)程序，將原手動(dòng)調節閥更換為電動(dòng)調節閥或電磁閥等工作。
2 功能控制描述
2．1 冷凍機油溫自動(dòng)控制功能
將原油冷凝器循環(huán)水進(jìn)口閥門(mén)更換為電動(dòng)調節閥，在機頭部位加裝溫度探頭 T3。當設備運行后通過(guò)油溫 T3 對電動(dòng)調節閥進(jìn)行閉環(huán)控制，使電動(dòng)調節閥能夠隨著(zhù)油溫的變化自動(dòng)調整開(kāi)關(guān)度。此功能達到后可代替人工調節循環(huán)水閥。閉環(huán)控制性能如下: (1) 可選擇自動(dòng)與手動(dòng)控制; (2) 自動(dòng)控制設定控制目標值; (3) 設定自動(dòng)控制目標正反作用; (4)設定自動(dòng)控制目標限制*小/*大開(kāi)度值; (5) 手動(dòng)控制根據要求選擇閥門(mén)開(kāi)度對目標溫度進(jìn)行調節; (6) 自動(dòng)調節閥現場(chǎng)可以用手輪調節，安裝在進(jìn)口管手動(dòng)閥的出口端。
2．2 冷凍機吸氣壓力與電子膨脹閥自動(dòng)控制功能
及設備停機后自動(dòng)回收制冷劑功能
在儲氟罐往蒸發(fā)器供氟利昂的主管道上加裝旁通冷媒球閥，主管道上加裝電子膨脹閥，與壓縮機吸氣壓力實(shí)現閉環(huán)控制。當設備運行時(shí)，旁通冷媒球閥保持常閉狀態(tài)，電子膨脹閥隨著(zhù)吸氣壓力的變化調節開(kāi)關(guān)度，自動(dòng)控制儲氟罐往蒸發(fā)器供液量的大小，實(shí)現目標自動(dòng)調節。此功能達到后可代替人工調節機組內制冷劑的循環(huán)量，詳情如下: (1) 可選擇自動(dòng)與手動(dòng)控制; (2) 自動(dòng)控制設定控制目標值; (3) 設定自動(dòng)控制目標正反作用; (4) 設定自動(dòng)控制目標限制*小/*大開(kāi)度值; (5) 手動(dòng)控制根據要求選擇閥門(mén)開(kāi)度對目標溫度進(jìn)行調節; (6) 電子膨脹閥與現場(chǎng)手動(dòng)閥并聯(lián)安裝。在設備停機時(shí)可在遠程端或就地端選擇制冷劑回收，系統會(huì )根據特定程序對冷凍機進(jìn)行制冷劑回收程序，當回收成功后冷凍機會(huì )自動(dòng)進(jìn)行停機。
2．3 冷凍機自動(dòng)加載與卸載控制功能
將原能量調節閥( 四通換向閥) 上的手動(dòng)閥更換為電磁閥，根據壓縮機吸氣溫度 T2 對能量調節電磁閥進(jìn)行自動(dòng)能量調節，可在現場(chǎng)觸摸屏或后臺上位機上選擇自動(dòng)加卸載或手動(dòng)加卸載。此功能達到后可代替人工調節機組加卸載。
2．4 冷凍機重要參數顯示、預報警、報警功能
由于冷凍機排氣溫度、儲氟器液位、冷凍機排氣壓力、冷凍機吸氣溫度、冷凍機吸氣壓力、冷凍機油溫溫度、冷凍機油壓壓差、冷卻循環(huán)水溫度等參數已接入 DCS，可通過(guò)更換一進(jìn)二出信號隔離柵或新裝探頭等措施，上傳至 PLC 模塊內轉換為數字信號，通過(guò)光纖上傳至上位機。組態(tài)內容包含冷卻循環(huán)水壓力報警提示、報警停機。參數自動(dòng)記錄、參數自動(dòng)報表等功能。在控制柜內加裝電流互感器，將信號上傳，實(shí)現冷凍機電流遠程顯示，編程內增加排氣壓力高報警停車(chē)功能。
2．5 遠程開(kāi)停機功能
實(shí)現遠程停機功能，在崗位操作臺上加裝急停按鈕( 硬件連接控制) ，以應對突發(fā)情況。
2．6 將儲氟器液位顯示實(shí)現遠程顯示功能
將儲氟器原玻璃管液位計更換為襯四氟磁翻板液位計，襯四氟磁翻板液位計可用于各種塔、罐、槽、球型容器和鍋爐等設備的介質(zhì)液位檢測。該系列的液位計可以做到高密封，防泄漏和適用于高溫、高壓、耐腐蝕的場(chǎng)合。它彌補了玻璃板（管）液位計指示清晰度差、易破裂等缺陷，且全過(guò)程測量無(wú)盲區，顯示清晰、測量范圍大。將 4 mA ～ 20 mA 信 號 接 入 PLC 模 擬 量 模 塊AE08，實(shí)現儲氟罐液位的遠程顯示功能，代替人工現場(chǎng)巡檢工作。
2．7 所有工藝參數實(shí)現聲光報警功能
冷凍機原有的保護不拆除，實(shí)現硬件與軟件雙重保護?？刂乒癫捎?UPS 供電，確保在全廠(chǎng)停電的狀態(tài)下，電動(dòng)閥可關(guān)閉。
3 改造實(shí)施
從施工方案的編制評審、儀表控制線(xiàn)路的布設、儀表閥的安裝調試、系統編程到系統的接線(xiàn)調試，歷經(jīng)緊張的一個(gè)月時(shí)間，完成了改造工程的現場(chǎng)實(shí)施。主要畫(huà)面提供: 生產(chǎn)控制---冷凍機操作參數顯示，數據查詢(xún)---歷史數據曲線(xiàn)，操作說(shuō)明---重要操作說(shuō)明資料，系統設置---權限分配和時(shí)鐘設置，輸入輸出檢查---檢查 CPU 的工作情況、模擬量斷線(xiàn)、短路自我檢查，參數設置---模擬量量程、模擬量修正、報警參數設置、維護保養時(shí)間設置，曲線(xiàn)查詢(xún)---模擬量每時(shí)每刻的監控曲線(xiàn)，便于查詢(xún)系統性能，故障查詢(xún)---傳感器斷( 短) 路、設備故障、溫度壓力預報警或報警、維護保養，操作權限分配---操作員、維修員、工程師、主管，以及打印系統參數及畫(huà)面。
4 結束語(yǔ)
在前期的改造實(shí)施和調試后，經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的試運行和跟蹤驗證，氯氣液化系統運行穩定，各項工藝指標均優(yōu)于改造前。通過(guò)氯氣液化工藝的自動(dòng)化改造，克服了改造前存在的人工調節頻繁、液化機組運行效率低、運行維護成本高等缺點(diǎn)，為企業(yè)的減員增效和安全生產(chǎn)奠定了工藝基礎。