- 安全聯(lián)鎖為低溫余熱回收系統(tǒng)保駕護(hù)航
前言
低溫余熱回收系統(tǒng)（簡稱余熱回收）的目的是為了提高硫酸裝置能量的回收。
系統(tǒng)的關(guān)鍵是將余熱回收塔循環(huán)酸操作溫度提高到200℃以上，取代傳統(tǒng)工藝的一吸塔,以達(dá)到提高熱能溫位，并加以回收[1] 。
但是余熱回收工藝也要面臨一個問題：當(dāng)一吸循環(huán)酸溫度達(dá) 200~220℃，生產(chǎn)0.6～1.0MPa低壓飽和蒸汽時，循環(huán)酸溫必須保持在200℃以上，而200℃的濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，所以在材料選用方面要嚴(yán)格使用合格的不銹鋼，確保余熱回收的安全運(yùn)行。
當(dāng)余熱回收的硫酸濃度不合格時，200℃硫酸腐蝕性會更強(qiáng)。一旦泄漏，會將水（汽）漏到酸側(cè)，若不能及時安全停下系統(tǒng)，會發(fā)生嚴(yán)重設(shè)備腐蝕，導(dǎo)致余熱回收長時間不使用。所以可靠的安全聯(lián)鎖將有效避免余熱回收工藝參數(shù)偏離安全值，即使少量水略微泄漏也能及時發(fā)現(xiàn)，并且快速將裝置恢復(fù)到安全狀態(tài)。
1、安全聯(lián)鎖控制邏輯
安全聯(lián)鎖控制邏輯設(shè)計(jì)的目的是當(dāng)裝置運(yùn)行工藝參數(shù)偏離安全值時，將觸發(fā)相應(yīng)的安全聯(lián)鎖保護(hù)，并在故障狀態(tài)下能快速恢復(fù)到安全狀態(tài)，同時也把相對應(yīng)控制設(shè)備恢復(fù)到安全狀態(tài)，避免因人為的操作失誤擴(kuò)大故障，造成更大安全事故。
以下是根據(jù)低溫余熱回收系統(tǒng)運(yùn)行工藝參數(shù)和安全保護(hù)需要的條件所設(shè)計(jì)的安全聯(lián)鎖邏輯。（僅供參考，實(shí)際應(yīng)用需要根據(jù)低溫余熱回收裝置實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)安全聯(lián)鎖）
| 序號 | 聯(lián)鎖名稱 | 觸發(fā)聯(lián)鎖的條件 | |
| 1 | 稀釋器保護(hù)(41) | 主風(fēng)機(jī)停止 | 風(fēng)機(jī)停止信號 |
| 鍋爐水位低 | 小于安全值;推薦值30% | ||
| 鍋爐酸入口溫度高 | 大于安全值；推薦值240℃ | ||
| 鍋爐酸出口溫度高 | 大于安全值；推薦值220℃ | ||
| 稀釋供水壓力低 | 小于循環(huán)酸泵出口壓力 | ||
| 循環(huán)泵啟動后3分鐘酸濃低 | 酸濃儀A\B <97% | ||
| 一級酸流量低 | 小于循環(huán)流量安全值 | ||
| 緊急停車 | 手動停止 | ||
| 酸水逆溫差 | 換熱設(shè)備溫度差 | ||
| 2 | 二級吸收保護(hù)(42) | 主風(fēng)機(jī)停止 | 風(fēng)機(jī)停止信號 |
| 一級酸流量低 | 小于循環(huán)流量安全值 | ||
| 二吸酸濃低 | 吸收酸濃度 小于97.5% | ||
| 緊急停車 | 手動停止 | ||
| 酸水逆溫差 | 換熱設(shè)備溫度差 | ||
| 3 | 預(yù)熱器保護(hù)(43) | 循環(huán)泵啟動后5分鐘酸低 | 酸濃儀A\B 小于97.5% |
| 預(yù)熱器出口水電導(dǎo)率高 | 預(yù)熱水出口大于100us/cm | ||
| 預(yù)熱器出口水溫度高 | 出口水溫大于120° | ||
| 緊急停車 | 手動停止 | ||
| 酸水逆溫差 | 換熱設(shè)備溫度差 | ||
| 4 | 鍋爐保護(hù)(44) | 循環(huán)泵啟動后5分鐘酸低 | 酸濃儀A\B小于97.5% |
| 除氧器液位低 | 液位小于30% | ||
| 緊急停車 | 手動停止 | ||
| 酸水逆溫差 | 換熱設(shè)備溫度差 | ||
| 循環(huán)槽酸濃 | 小于99% | ||
| 5 | 加熱器保護(hù)(45) | 循環(huán)泵啟動后3分鐘酸，低-低 | 酸濃儀A\B 小于97.5% |
| 塔泵槽液位，高-高 | 液位小于90% | ||
| 加熱器出口水電導(dǎo)率，高-高 | 加熱水出口大于100us/cm | ||
| 加熱器出口水溫度，高-高 | 出口水溫大于120℃ | ||
| 緊急停車 | 手動停止 | ||
| 酸水逆溫差 | 換熱設(shè)備溫度差 | ||
| 6 | 系統(tǒng)保護(hù)(46) | 主風(fēng)機(jī)停止 | 風(fēng)機(jī)停止信號 |
| 鍋爐水位， | 小于安全值;推薦值30% | ||
| 鍋爐酸入口溫度高 | 大于安全值;推薦值240℃ | ||
| 鍋爐酸出口溫度高 | 大于安全值;推薦值220℃ | ||
| 稀釋供水壓力 | 小于循環(huán)酸泵出口壓力 | ||
| 循環(huán)泵啟動后3分鐘酸濃低 | 酸濃儀A\B<97.5% | ||
| 一級酸流量低 | 小于循環(huán)流量安全值 | ||
| 緊急停車 | 手動停止 | ||
| 循環(huán)槽酸濃 | 小于99% | ||
| 工廠風(fēng)壓力低 | 小于循環(huán)酸泵出口壓力 | ||
2、酸水逆溫差邏輯
酸水逆溫差是換熱器酸水進(jìn)、出口溫差，以此判斷換熱器是否泄漏。
當(dāng)換熱器發(fā)生酸漏進(jìn)水里或者水漏進(jìn)酸里的情況時，由于沒有攪拌，酸水混合會發(fā)生劇烈反應(yīng)，使換熱器進(jìn)出口的酸和水出現(xiàn)逆偏差現(xiàn)象，此時就可以通過酸水逆偏差對裝置安全進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)，避免裝置出現(xiàn)嚴(yán)重設(shè)備腐蝕。
| 序號 | 酸水逆溫名稱 | 邏輯條件 |
| 1 | 預(yù)熱器酸水逆溫差 | 進(jìn)口水溫<進(jìn)口酸溫與出口酸溫-進(jìn)口酸溫 小于4℃ |
| 進(jìn)口水溫>進(jìn)口酸溫與進(jìn)口水溫>出口酸溫 | ||
| 2 | 加熱器酸水逆溫差 | 進(jìn)口水溫<進(jìn)口酸溫與出口酸溫-進(jìn)口酸溫 小于4℃ |
| 進(jìn)口水溫>進(jìn)口酸溫與進(jìn)口水溫>出口酸溫 | ||
| 3 | 鍋爐酸水逆溫差 | 進(jìn)口水溫<進(jìn)口酸溫與出口酸溫-進(jìn)口酸溫 小于7℃ |
| 進(jìn)口水溫>進(jìn)口酸溫與出口酸溫>鍋爐水溫 |
3、總結(jié)
余熱回收系統(tǒng)若要設(shè)計(jì)完善的安全聯(lián)鎖控制邏輯，還需要對參與安全聯(lián)鎖控制的測量儀表提出了更高的要求。如循環(huán)酸濃度、循環(huán)槽濃度、酸水逆溫差的測量溫度等都是保護(hù)余熱回收系統(tǒng)免受腐蝕的核心測量儀表，也是保護(hù)余熱回收系統(tǒng)的安全底線。
參考文獻(xiàn)
1. 劉紀(jì)狀 《大型硫磺制酸裝置的熱能回收利用》硫酸工業(yè) [J] 2008（6）：49～52
2. MICHAEL KEMMERICH 《硫酸生產(chǎn)裝置中的余熱回收和數(shù)字化》硫酸工業(yè)[J] 2018（2）：22～26