大型硫磺制酸装置一键开车设计-礼正来

大型硫磺制酸装置一键开车设计

前言

随着国家推行自改数转，硫酸行业正掀起一场智能化改造与数字化转型的热潮[1]。各方都在积极探讨如何提升硫酸装置的自动化水平，以及如何实现其数字化转型，以适应社会快速发展的需求[2]。目前，礼正来科技致力于推动硫酸装置的数字化转型。我们广泛听取了多家大型硫酸生产企业的意见，深入了解他们对硫酸装置智能化改造与数字化转型的需求。行业共识表明，一键开车是衡量智能化改造成功与否的关键标准，我们运用研究数字硫酸积累的理论知识，并结合硫酸生产操作的实际经验，设计大型硫酸装置一键开车方案，旨在助力企业实现智能化改造和数字化转型[3]。

1、总体思路

硫磺制酸装置开车大体可分为开车前检查，开车准备，装置开车，指标控制，正常运行五大步骤。开车前检查主要是检查工艺条件、设备、仪表、电气是否满足开车条件，这个以现场检查为主，可以用电子OK表确认；开车准备主要是针对装置工艺流程是否已经打通、各基础控制点是否具备开车条件，这个可以利用开车导航来最终确认如图1；装置开车主要以进风喷磺为主，控制风磺比是其中的重点及难点，这个通过物料平衡为切入点达到精准控制；指标控制主要针对各工序工艺指标控制，可以通过自动调节来实现；正常运行是指各控制点达指标后能自主运行，并可根据需求增减负荷，负荷增减也可以通过物料平衡来实现。

硫酸装置一键开车导航图

2、总体要求

为达到一键开车，设备、电气、仪表的可靠性和自动运行要求较高，运转设备运行要平稳可靠，同时满足自动启停需求，对于关键机泵设备，要有热备用设计，设置安全连锁，可以自动切换。仪表性能可靠，能准确显示物料的温度、流量、压力等参数，对于关键控制点需要冗余设计，可三选二或者两个全部同时满足。调节阀根据其实际位置和调节功能实现有效、精准、稳定控制。

3、开车逻辑

3.1焚硫转化工段逻辑

电子OK表确认后各工段开车准备自建，DCS点击开车准备按钮，焚硫工段开车准备自动建立。

建立蒸汽保温系统：精硫槽保温蒸汽自动打开，磺管保温蒸汽自动打开，磺枪保温蒸汽出口导淋阀自动打开。

建立硫系统：以保温蒸汽压力和精硫槽温度为触发点系统自动选择高液位液硫储罐（或人工选择）打开其底部阀，再开大精硫槽液位调节阀，控制精硫槽液位，液位维持65%左右设置自动；

建立硫循环：以精硫槽液位为触发点可延迟三分钟精硫泵出口阀打开，磺管回流阀打开，三个磺枪隔离阀关闭，精硫泵自动启动，变频自动增加，流量计正常显示至60%装置负荷流量；

预喷磺：以管道保温蒸汽压力和磺管流量计为触发点磺枪隔离阀自动打开，磺管回流阀自动关闭，焚硫炉火检信号触发，3秒钟后磺管回流阀自动打开，磺枪隔离阀自动关闭。三支枪自动切换，保证每支磺枪通畅。

焚硫转化阀门自动设置：以预喷磺火检信号和锅炉上水流量为触发点风机出口放空阀全开、焚硫炉进口阀全关、锅炉出口蝶阀全开、钟罩阀开80%、一段进口蝶阀全开、高温过热器烟气旁路全开、热热换热器烟气旁路全关、省煤器2出口蝶阀全开、冷热换热器旁路全关。（转化升温使用两个阀门关闭）。

3.2干吸工段逻辑

电子OK表确认DCS点击开车准备按钮，干吸工段开车准备自动建立。

灌母酸：自动打开干燥、二吸、HRS灌母酸阀门，罐区自动打开泵进、出口阀，人为选择使用哪个大罐启动泵，干燥循环酸槽、二吸循环酸槽、HRS循环酸槽液位灌至85%液位根据实际情况设定，停泵，关闭阀门。

循环水循环：循环水池自动补水到达液位，酸冷器循环水进出口阀门自动打开，循环水泵自动启动，泵出口阀自动打开，水进入酸冷器，给水压力、流量、酸冷器出口PH至均正常（循环水系统也单独做开车准备逻辑）。

低温热回收系统上水：（除氧器液位为触发点）HRS蒸发器放空阀打开，产汽阀关闭，进加热器调节阀打开，HRS蒸发器给水泵自动启动，锅炉出口阀打开，蒸发器上水，液位至75%（根据实际情况定），蒸发器上水量减小至10 m3/h,锅炉定排打开，控制锅炉液位稳定。低温热回收系统也单独做开车准备逻辑。

建立单独酸循环：

干燥循环：以干燥酸槽液位为触发点干燥酸冷器旁路阀打开，HRS产干燥酸阀关闭，干燥串二吸循环酸槽阀门关闭，干燥循环酸泵自动启动，控制上塔酸量到指标值850 m3/h。液位维持55%左右，液位不足可再次补母酸。

二吸循环：以二吸酸槽液位为触发二吸酸冷器旁路打开包括HRS酸旁路，产酸阀门关闭，HRS产二吸循环酸槽阀门关闭，HRS二吸酸进口阀门关闭，二吸循环酸泵自动启动，控制上塔酸量到指标值800 m³/h。液位维持55%左右，液位不足可再次补母酸。

HRS酸循环：以干燥酸槽液位和锅炉液位为触发点HRS产酸阀关闭，HRS酸泵冷却水和轴封风气自动打开轴封空气控制压力和流量，HRS酸泵自动启动，控制一级上塔酸量到指标值（1200m³/h）。液位维持60%左右，液位不足可再次补母酸。

建立串酸：以二吸上塔和HRS一级酸流量为触发点HRS二级酸阀门打开，控制上塔酸量60m³/h，HRS产二吸循环酸槽阀门打开，控制HRS循环酸槽液位稳定。建立HRS和二吸酸循环。

4、结语

本文针对硫磺制酸装置一键开车技术进行了深入的研究和分析，通过本文设计模拟验证的一键开车技术方案，可成功实现硫磺制酸装置的快速平稳启动，以及高效稳定的生产过程。这一技术方案的实际应用，可为硫磺制酸行业未来的发展带来革命性的变革，不仅能大幅提升硫酸生产效率和能源利用效率，还能有效降低生产成本和安全风险，此方案不仅展现出广泛的应用前景和重要的社会价值，还为硫酸工业的数字化转型提供新示范。

参考文献

[1] 杨林国. 数字化转型为传统工业赋能添翼[N]. 贵阳日报. 2022-05-26(004).

[2] 陈心怡, 张华, 贾君君等. 数字经济下工业生产标准数字化转型探索研究[J]. 中国标准化, 2023, 48-52.