前言

隨著國家推行自改數(shù)轉(zhuǎn)，硫酸行業(yè)正掀起一場智能化改造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的熱潮[1]。各方都在積極探討如何提升硫酸裝置的自動(dòng)化水平，以及如何實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)社會(huì)快速發(fā)展的需求[2]。目前，禮正來科技致力于推動(dòng)硫酸裝置的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。我們廣泛聽取了多家大型硫酸生產(chǎn)企業(yè)的意見，深入了解他們對(duì)硫酸裝置智能化改造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求。行業(yè)共識(shí)表明，一鍵開車是衡量智能化改造成功與否的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，我們運(yùn)用研究數(shù)字硫酸積累的理論知識(shí)，并結(jié)合硫酸生產(chǎn)操作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)大型硫酸裝置一鍵開車方案，旨在助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型[3]。

1、總體思路

硫磺制酸裝置開車大體可分為開車前檢查，開車準(zhǔn)備，裝置開車，指標(biāo)控制，正常運(yùn)行五大步驟。開車前檢查主要是檢查工藝條件、設(shè)備、儀表、電氣是否滿足開車條件，這個(gè)以現(xiàn)場檢查為主，可以用電子OK表確認(rèn)；開車準(zhǔn)備主要是針對(duì)裝置工藝流程是否已經(jīng)打通、各基礎(chǔ)控制點(diǎn)是否具備開車條件，這個(gè)可以利用開車導(dǎo)航來最終確認(rèn)如圖1；裝置開車主要以進(jìn)風(fēng)噴磺為主，控制風(fēng)磺比是其中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，這個(gè)通過物料平衡為切入點(diǎn)達(dá)到精準(zhǔn)控制；指標(biāo)控制主要針對(duì)各工序工藝指標(biāo)控制，可以通過自動(dòng)調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)；正常運(yùn)行是指各控制點(diǎn)達(dá)指標(biāo)后能自主運(yùn)行，并可根據(jù)需求增減負(fù)荷，負(fù)荷增減也可以通過物料平衡來實(shí)現(xiàn)。

硫酸裝置一鍵開車導(dǎo)航圖

2、總體要求

為達(dá)到一鍵開車，設(shè)備、電氣、儀表的可靠性和自動(dòng)運(yùn)行要求較高，運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行要平穩(wěn)可靠，同時(shí)滿足自動(dòng)啟停需求，對(duì)于關(guān)鍵機(jī)泵設(shè)備，要有熱備用設(shè)計(jì)，設(shè)置安全連鎖，可以自動(dòng)切換。儀表性能可靠，能準(zhǔn)確顯示物料的溫度、流量、壓力等參數(shù)，對(duì)于關(guān)鍵控制點(diǎn)需要冗余設(shè)計(jì)，可三選二或者兩個(gè)全部同時(shí)滿足。調(diào)節(jié)閥根據(jù)其實(shí)際位置和調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)有效、精準(zhǔn)、穩(wěn)定控制。

3、開車邏輯

3.1焚硫轉(zhuǎn)化工段邏輯

電子OK表確認(rèn)后各工段開車準(zhǔn)備自建，DCS點(diǎn)擊開車準(zhǔn)備按鈕，焚硫工段開車準(zhǔn)備自動(dòng)建立。

建立蒸汽保溫系統(tǒng)：精硫槽保溫蒸汽自動(dòng)打開，磺管保溫蒸汽自動(dòng)打開，磺槍保溫蒸汽出口導(dǎo)淋閥自動(dòng)打開。

建立硫系統(tǒng)：以保溫蒸汽壓力和精硫槽溫度為觸發(fā)點(diǎn)系統(tǒng)自動(dòng)選擇高液位液硫儲(chǔ)罐（或人工選擇）打開其底部閥，再開大精硫槽液位調(diào)節(jié)閥，控制精硫槽液位，液位維持65%左右設(shè)置自動(dòng)；

建立硫循環(huán)：以精硫槽液位為觸發(fā)點(diǎn)可延遲三分鐘精硫泵出口閥打開，磺管回流閥打開，三個(gè)磺槍隔離閥關(guān)閉，精硫泵自動(dòng)啟動(dòng)，變頻自動(dòng)增加，流量計(jì)正常顯示至60%裝置負(fù)荷流量；

預(yù)噴磺：以管道保溫蒸汽壓力和磺管流量計(jì)為觸發(fā)點(diǎn)磺槍隔離閥自動(dòng)打開，磺管回流閥自動(dòng)關(guān)閉，焚硫爐火檢信號(hào)觸發(fā)，3秒鐘后磺管回流閥自動(dòng)打開，磺槍隔離閥自動(dòng)關(guān)閉。三支槍自動(dòng)切換，保證每支磺槍通暢。

焚硫轉(zhuǎn)化閥門自動(dòng)設(shè)置：以預(yù)噴磺火檢信號(hào)和鍋爐上水流量為觸發(fā)點(diǎn)風(fēng)機(jī)出口放空閥全開、焚硫爐進(jìn)口閥全關(guān)、鍋爐出口蝶閥全開、鐘罩閥開80%、一段進(jìn)口蝶閥全開、高溫過熱器煙氣旁路全開、熱熱換熱器煙氣旁路全關(guān)、省煤器2出口蝶閥全開、冷熱換熱器旁路全關(guān)。（轉(zhuǎn)化升溫使用兩個(gè)閥門關(guān)閉）。

3.2干吸工段邏輯

電子OK表確認(rèn)DCS點(diǎn)擊開車準(zhǔn)備按鈕，干吸工段開車準(zhǔn)備自動(dòng)建立。

灌母酸：自動(dòng)打開干燥、二吸、HRS灌母酸閥門，罐區(qū)自動(dòng)打開泵進(jìn)、出口閥，人為選擇使用哪個(gè)大罐啟動(dòng)泵，干燥循環(huán)酸槽、二吸循環(huán)酸槽、HRS循環(huán)酸槽液位灌至85%液位根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，停泵，關(guān)閉閥門。

循環(huán)水循環(huán)：循環(huán)水池自動(dòng)補(bǔ)水到達(dá)液位，酸冷器循環(huán)水進(jìn)出口閥門自動(dòng)打開，循環(huán)水泵自動(dòng)啟動(dòng)，泵出口閥自動(dòng)打開，水進(jìn)入酸冷器，給水壓力、流量、酸冷器出口PH至均正常（循環(huán)水系統(tǒng)也單獨(dú)做開車準(zhǔn)備邏輯）。

低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)上水：（除氧器液位為觸發(fā)點(diǎn)）HRS蒸發(fā)器放空閥打開，產(chǎn)汽閥關(guān)閉，進(jìn)加熱器調(diào)節(jié)閥打開，HRS蒸發(fā)器給水泵自動(dòng)啟動(dòng)，鍋爐出口閥打開，蒸發(fā)器上水，液位至75%（根據(jù)實(shí)際情況定），蒸發(fā)器上水量減小至10 m3/h,鍋爐定排打開，控制鍋爐液位穩(wěn)定。低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)也單獨(dú)做開車準(zhǔn)備邏輯。

建立單獨(dú)酸循環(huán)：

干燥循環(huán)：以干燥酸槽液位為觸發(fā)點(diǎn)干燥酸冷器旁路閥打開，HRS產(chǎn)干燥酸閥關(guān)閉，干燥串二吸循環(huán)酸槽閥門關(guān)閉，干燥循環(huán)酸泵自動(dòng)啟動(dòng)，控制上塔酸量到指標(biāo)值850 m3/h。液位維持55%左右，液位不足可再次補(bǔ)母酸。

二吸循環(huán)：以二吸酸槽液位為觸發(fā)二吸酸冷器旁路打開包括HRS酸旁路，產(chǎn)酸閥門關(guān)閉，HRS產(chǎn)二吸循環(huán)酸槽閥門關(guān)閉，HRS二吸酸進(jìn)口閥門關(guān)閉，二吸循環(huán)酸泵自動(dòng)啟動(dòng)，控制上塔酸量到指標(biāo)值800 m³/h。液位維持55%左右，液位不足可再次補(bǔ)母酸。

HRS酸循環(huán)：以干燥酸槽液位和鍋爐液位為觸發(fā)點(diǎn)HRS產(chǎn)酸閥關(guān)閉，HRS酸泵冷卻水和軸封風(fēng)氣自動(dòng)打開軸封空氣控制壓力和流量，HRS酸泵自動(dòng)啟動(dòng)，控制一級(jí)上塔酸量到指標(biāo)值（1200m³/h）。液位維持60%左右，液位不足可再次補(bǔ)母酸。

建立串酸：以二吸上塔和HRS一級(jí)酸流量為觸發(fā)點(diǎn)HRS二級(jí)酸閥門打開，控制上塔酸量60m³/h，HRS產(chǎn)二吸循環(huán)酸槽閥門打開，控制HRS循環(huán)酸槽液位穩(wěn)定。建立HRS和二吸酸循環(huán)。

4、結(jié)語

本文針對(duì)硫磺制酸裝置一鍵開車技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和分析，通過本文設(shè)計(jì)模擬驗(yàn)證的一鍵開車技術(shù)方案，可成功實(shí)現(xiàn)硫磺制酸裝置的快速平穩(wěn)啟動(dòng)，以及高效穩(wěn)定的生產(chǎn)過程。這一技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，可為硫磺制酸行業(yè)未來的發(fā)展帶來革命性的變革，不僅能大幅提升硫酸生產(chǎn)效率和能源利用效率，還能有效降低生產(chǎn)成本和安全風(fēng)險(xiǎn)，此方案不僅展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景和重要的社會(huì)價(jià)值，還為硫酸工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供新示范。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊林國. 數(shù)字化轉(zhuǎn)型為傳統(tǒng)工業(yè)賦能添翼[N]. 貴陽日?qǐng)?bào). 2022-05-26(004).

[2] 陳心怡, 張 華, 賈君君等. 數(shù)字經(jīng)濟(jì)下工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索研究[J]. 中國標(biāo)準(zhǔn)化, 2023, 48-52.

[3] 范小祥. 新技術(shù)新設(shè)備在硫磺制酸裝置中的應(yīng)用[J]. 化工安全與環(huán)境, 2020, 15-17.