氯化氢合成炉远程控制和自动点火系统改造总结 张东元

氯化氢合成炉远程控制和自动点火系统改造总结张东元

摘要：通过对老旧的氯化氢石墨合成炉远程控制系统改造和设计自动点火系统

过程的分析、运行参数和运行经验的总结，得出老旧的低压蒸汽石墨合成炉可以

进行现场本体开孔改造，并可通过对自控系统进行全新设计，实现老旧式合成炉

的远程控制和自动点火功能。

关键词：合成炉；远程控制；自动点火

1 远程自动控制

1.1 氯、氢主管线安装切断系统

（1）联锁X#-Y#炉氢气、氯气切断阀关闭；（2）联锁关闭氢气缓冲罐进口系统切断阀；（3）联锁关闭氯气缓冲罐进口系统切断阀；（4）乙炔系统水环泵送

出压力达到70kPa时，大回路旁路切断阀开。

1.2 分比例调节系统

考虑到氢气过量太多会使氯化氢纯度降低，氢气过量太少虽会使氯化氢纯度

上升，但氯化氢中游离氯含量会超量，为此设计上考虑氯化氢纯度为93%～96%，并优先考虑游离氯含量在20×10-6以下为条件进行程序设计。氯气通过主切断阀

后并联进入各合成炉，单台合成炉均设计有流量计和手动阀、自动切断阀、主自

动调节阀，主自动调节阀旁并联有一个辅助自动调节阀及前后手阀组，主自动调

节阀可控制流量在0~2500m3/h，辅助调节阀可控制流量在0~250m3/h，即主流

量的10%，氢气系统也采用相同流程。氯气和氢气的微量调节均采用单回路闭环

控制，每次只调节一个变量，保证系统稳定生产。同时设置在线游离氯含量超标（超250×10-6，可设置）一键紧停程序。

2 自动点火系统

2.1 自控系统

引火完成后，程序自动进入点燃炉膛灯头火焰的程序，通过自控阀门、限流

孔板、火焰检测等组合完成。

火焰监测采用冗余式火焰检测方法，利用光波原理，通过信号转换，获得开

关量输出与模拟量输出的双组信号。

2.2 合成炉准备

合成炉抽真空，分析合格后，合成炉准备完成。10 min内完成点炉程序。

2.3 点火程序设置

（1）枪内空气吹扫

合成炉装置准备就绪，DCS启动程序。对点火枪关闭氮气控制阀，打开空气

控制阀将空气调节阀开至最大设定值，进行空气吹扫；吹扫时间约10s；

（2）枪内点火

空气调节阀至较小值。启动内置定时器，枪内点火，点火成功灯亮，同时关

闭高压放电，延时适当时间。

（3）氢气小火

打开氢气主管道小自动控制阀，检测点火信号送入PLC和DCS；在40s内见

点火状态灯常亮，表示点火成功；

3 首次开车

首次改造后开车，为保护合成炉块冷等设备，同时让程序调节有个熟悉过程，需缓慢加量，第一次开车负荷及蒸汽压力调节规定见表1。

4 生产操作中主要经验

4.1 防前工序氢气压力和纯度波动

氢气压力与纯度对于合成炉稳定运行有至关重要作用。30万t/aPVC装置氢气来源有3处，一是电解槽来氢气，约8000～9000m3/h；二是水制氢装置来氢气，约600m3/h；三是其他装置副产氢气，约0～500m3/h。因氢气来源较多，如协

调不好，会使合成炉因氯氢配比出现较大波动，从而造成炉况不稳定。

4.2 在线分析值与联锁

优先级考虑游离氯含量在20×10-6以下为条件进行程序设计。正常时一般在0～20×10-6间波动，但有时也会波动到100×10-6～200×10-6之间，最高发现一定时间内，含氯350×10-6左右系统不会出现问题。如果低值联锁易引起系统较频繁跳车，反而成为不安全因素，所以对出口管含氯优先设计声、光报警，达到

250×10-6以上时DCS才联锁。

4.3 点火前加氮保护时间

试车时发现点火会不定时出现点火后炉顶防爆膜易破现象，经分析发现是氢

主管DN250最后一道自控阀门离炉门较远，虽炉内置换合格，但启动点火程序后，因主管线较长，枪内点火后，主管点火前，氢气在主管内易积存，且炉内也会有

少量积存，不定时形成爆炸气体，造成炉顶防爆膜易破碎。自检合格后2s关阀，保证炉内一直有氮气保护。修改程序后，再没有出现此类问题。

结论

通过对老旧的合成炉远程控制系统改造和设计远程自动点火系统，实现了整

个氯化氢合成的自动化管理，降低了设备的故障率，提高了生产中的安全可靠性，同时降低了现场操作人员和仪表维护人员的劳动强度。

参考文献：

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