一种聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐安全预警方法与流程

本发明涉及聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐设备，特别是聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐安全预警方法。

背景技术：

1、悬浮法聚氯乙烯(pvc)生产工艺中，氯乙烯分厂重大危险源——氯乙烯气柜和球罐，进出口增加切断装置，保证安全生产。将压缩岗位送来的粗氯乙烯气体脱水冷凝液化后，经过分馏，精制成符合指标的氯乙烯，经氯乙烯脱水除水后送往氯乙烯储槽，精馏后的氯乙烯精制后，经氯乙烯脱水工段脱水后送往球罐，球罐内的氯乙烯经氯乙烯送料泵，一部分回流至球罐，一部分经氯乙烯过滤器过滤后送往聚合工段。在发生泄漏时的氯乙烯注水原理如下：氯乙烯的密度为910kg/m3,水的密度为1000kg/m3，水的密度大于液态氯乙烯的密度，氯乙烯和水互不相溶，一般地，采用底部管线注水方式对球罐底部进行紧急水封。通常地，上述流程采用dcs控制系统进行操作及控制。

2、公知的控制系统中，dcs系统是distributed control system分散控制系统简称，dcs系统是过程控制系统，实时“动态”，需要人工适时干预，这有可能引起人为误动作；而sis是静态的，不需要人为干预，这样设置可以避免人为误动作；sis控制系统是safetyinterlocking system(safety instrument system)安全联锁系统/安全仪表系统简称。sis是“静态”系统。用于监视生产装置的运行状况，对出现异常工况迅速进行处理，使故障发生的可能性降到最低，确保人和装置处于安全状态；在正常工况下，它始终监视装置的运行，系统输出不变，对生产过程不产生影响；在异常工况下，它将按预先设计的策略进行逻辑运算，使生产装置安全停车；dcs是“动态”系统。用于过程变量连续进行检测、运算、控制（连续、顺序、间歇等），对生产过程动态控制，保证生产装置平稳运行，确保产品质量和产品。sis比dcs 在可靠性、可用性上要求更严格，iec61508、iec61511等标准中，要求sis与dcs硬件独立设置。这类系统往往用于石化等高危行业，一旦动作就是全厂停车，以确保安全防线。

3、目前存在的问题是：

4、1、因氯乙烯球罐液位低，会导致氯乙烯泵空抽，造成设备设施损坏，从而引起氯乙烯泄漏造成火灾爆炸事故；

5、2、球罐异常泄漏时，球罐底部注水操作多为操作人员依据经验判断操作；

6、3、聚合车间原有的投料程序中氯乙烯球罐液位低时，只有简单的过程报警提示，但岗位操作人员若操控不及时，或者忙于其他而忽略此报警，将造成设备设施损坏，安全事故的发生；

7、4、球罐内积液会对下一工序的氯乙烯量有影响，产生粗料隐患；

8、5、操作人员定时排污会增加操作人员的操作强度；

9、6、而球罐连续进料，通过设定dcs控制系统设定压力、液位控制的方法并不明确；

10、7、现场球罐一旦出现异常抽空，后果极为严重，可能出液态氯乙烯的泄漏。

11、8、氯乙烯易燃、易爆且易挥发，处理不当会产生安全隐患，因此气体探测仪是较为重要的安全控制仪器之一。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利于氯乙烯存贮、安全防护及应急控制氯乙烯安全生产方法，尤其是适合氯乙烯生产中聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐的安全预警方法。

2、本发明解决其技术问题采用的的技术方案是：一种聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐安全预警方法，设置sis控制系统与dcs控制系统独立硬件、软件系统，同时设置sis信号优先，设置sis控制系统与球罐液位、压力、温度满足一定高低限指标连锁，设置sis氯乙烯球罐液位计a、氯乙烯球罐液位计b与氯乙烯进料阀b、氯乙烯出料阀b连锁；设置氯乙烯球罐压力计与氯乙烯回收阀连锁；设置氯乙烯温度显示仪与氯乙烯进料阀b、高压喷淋水阀、氯乙烯球罐喷淋系统连锁；设置dcs控制系统控制三台氯乙烯球罐进料、出料、回流、切罐、注水、报警工艺控制全过程，设置氯乙烯球罐a为备用回收球罐，氯乙烯球罐b/c为聚合供料球罐；包括dcs自动控制模式及手动控制模式，手动控制模式为，在dcs控制系统的中控操作站对球罐上静动设备阀、泵、检测仪表，依据压力、液位、温度、气体探测仪检测情况进行开启及关闭；所述dcs自动控制模式，以球罐为控制中心，设置五套系统，分别为球罐入料系统、球罐出料系统、球罐预警系统、球罐注水系统、球罐喷淋系统；氯乙烯球罐依据生产实时情况启动五套系统：

3、所述球罐入料系统，即为氯乙烯精馏后的氯乙烯精制后，经氯乙烯脱水工段脱水后送往氯乙烯球罐内，一部分为回流系统的氯乙烯；所述球罐入料系统中的氯乙烯进料阀a、氯乙烯进料阀b启动dcs自动控制模式及连锁模式时，达到球罐预警系统各连锁指标即启动由氯乙烯进料阀a由dcs控制急停、氯乙烯进料阀b19由sis控制急停，设置球罐液位量程sl，设置高高报液位l1，高高报值l1满足大于等于限定液位时提示报警信息同时sis控制系统关闭氯乙烯进料阀b，高报液位l2，当l2满足大于等于限定液位时提示报警信息不连锁氯乙烯进料阀b；设置低报液位l3，当l3小于等于限定液位时提示报警信息不连锁氯乙烯出料阀b，设置低低报液位l4，当l4小于等于限定液位时提示报警信息同时关闭氯乙烯出料阀b22；上述操作由dcs控制系统分别按照相同连锁条件关闭氯乙烯进料阀a、关闭氯乙烯出料阀a；

4、上述满足sis控制系统触发条件，程序自动动作：氯乙烯球罐13液位测量氯乙烯球罐液位计a、氯乙烯球罐液位计b均≥8.00m，则2取2且连锁投用，即1个液位计异常，提示报警；2个液位计异常则连锁投用、启动氯乙烯球罐氯乙烯进料阀b关闭，辅操台灯亮并且蜂鸣器响。

5、上述操作紧急情况人为手动操作：辅操台紧急停车按钮按下，连锁氯乙烯球罐氯乙烯进料阀b关闭，辅操台灯亮并且蜂鸣器响。

6、上述操作正常运行前复位确认：若不满足以上两个条件，按下操作站或工程师站中sis操作画面复位按钮、若辅操台有复位按钮要按下确认；若没有只在电脑中复位确认即可，则氯乙烯球罐氯乙烯进料阀b打开，辅操台灯灭并且蜂鸣器不响。

7、上述操作正常运行前复位确认，必须操作人员人工复位确认。

8、所述球罐出料系统，即当dcs自动控制模式设置氯乙烯球罐a为备用回收球罐，氯乙烯球罐b/c为聚合供料球罐，分别设置各球罐氯乙烯液位大于1.5m3时方可给聚合供料，即可启动球罐出料系统，设置氯乙烯输送泵至聚合釜输送流程，设置氯乙烯出料阀a由dcs控制急停、氯乙烯出料阀b由sis控制急停；

9、上述球罐出料系统设置氯乙烯球罐液位低低报液位l2=1.50m，当l2≤1.50m延时三秒后dcs控制画面将提示液位低报警，继续延时2秒，液位居低不涨，即刻dcs自动控制模式启动关闭球罐出料系统、氯乙烯出料阀a、氯乙烯出料阀b、聚合釜、聚合釜氯乙烯进料阀，提示聚合入料故障停止。

10、所述球罐预警系统，即设置氯乙烯球罐的压力安全范围值、液位安全范围值、温度安全范围值：

11、上述预警系统设置氯乙烯球罐储存系数不应大于85%；压力在雷雨或七级以上的大风天气，使用氯乙烯球罐内氯乙烯总容积不得超过全容积的60%；设置氯乙烯气体探测仪监测指标在允用范围内，设定取样分析含氯乙烯＜0.40％；不满足上述信息，启动应急及报警措施；

12、上述预警系统实时检测压力安全范围值，设置压力高高报p1=0.35mpa、高报p2=0.35mpa、低低报p2=0.15mpa、低报p2=0.10mpa，满足条件提示报警信息；

13、上述预警系统实时检测液位安全范围值：设置液位高高报l1=8.00m、高报l2=7.50m、低报l3=2.00 m、低低报l4=1.50m，满足条件提示报警信息；

14、上述预警系统实时检测温度安全范围值：设置温度高高报t1=42℃、高报t2=40℃、低低报t3=-10℃、低报t4=-13℃，满足条件提示报警信息；

15、所述球罐注水系统，包括高压注水管、高压注水阀、注水氮气保压阀、注水调节阀、注水旁路切断阀、缓冲液封进口阀、缓冲液封罐、缓冲液封保氮阀、缓冲液封出口阀、氯乙烯球罐液位计a、氯乙烯球罐、氯乙烯球罐压力计、氯乙烯球罐液位计b；所述缓冲液封罐为中心控制区，设置球罐液封自动补水连锁，一般地，保证自动补水连锁投用状态；确保缓冲液封罐液位高于0.65m，则设置高压注水阀、注水氮气保压阀、注水调节阀、注水旁路切断阀、缓冲液封进口阀关闭状态；检测氯乙烯球罐异常泄漏时，中控人员再次确认球罐底部密封点泄漏，开启切换氯乙烯球罐备用罐操作；关闭对应泄漏球罐进料切断阀，启动非泄漏氯乙烯球罐进料切断阀，将进料切换至非泄漏氯乙烯球罐。dcs自动启动球罐注水系统，切换球罐进料阀，关闭氯乙烯出料阀a、氯乙烯出料阀b，氯乙烯回流阀，打开球罐高压注水阀、注水氮气保压阀、注水调节阀、缓冲液封进口阀、缓冲液封保氮阀、缓冲液封出口阀，通过压差或者氮气补压将高压消防水注入氯乙烯球罐。实现氯乙烯球罐底部水封，防止液态氯乙烯的泄漏；设置泄漏球罐液位上升速度0.05m/min,判断是否在规律升高，速度满足条件，则球罐液位上升说明向球罐内注水量大于液态氯乙烯泄漏量,控制液位小于高高报l1=8.00m，直到从对应泄漏球罐泄漏点流出的全为水，注水完毕，泄漏处理正常后，关闭球罐高压注水阀、注水氮气保压阀、注水调节阀、缓冲液封进口阀8，缓冲液封保氮阀，解除注水连锁，同时打开氯乙烯球罐排凝阀，将球罐内的水外排，直到液态氯乙烯排出，静置24小时，检测对应泄漏氯乙烯球罐内的液态氯乙烯含水小于300ppm；不满足条件，则重复上注水外排操作。

16、上述注水系统对应泄漏氯乙烯球罐压力大于0.38mpa，设置自动开启对应泄漏氯乙烯球罐回收切断阀；

17、上述高压注水管管网压力保证在至少在0.50mpa以上；

18、上述缓冲液封罐液位高于0.65m，为了保证持续有效液封；

19、上述操作站操作画面上配套“注水投用”、“注水解除”操作面版；

20、上述任一阀门或系统异常及报警，必须人工解除报警状态。

21、所述球罐喷淋系统，包括高压喷淋水管、高压喷淋水阀、喷淋氮气保压阀、喷淋系统压力显示仪、氯乙烯球罐喷淋系统、氯乙烯气体探测仪，所述氯乙烯球罐喷淋系统设置于氯乙烯球摃罐顶部，所述氯乙烯气体探测仪实时检测，当氯乙烯体积含量≥0.50％，dcs自动启动球罐喷淋系统中高压喷淋水管、高压喷淋水阀、喷淋氮气保压阀、氯乙烯球罐喷淋系统，直至满足氯乙烯气体探测仪检测氯乙烯体积含量≤0.35％，停止喷淋系统，关闭高压喷淋水管、高压喷淋水阀、喷淋氮气保压阀、氯乙烯球罐喷淋系统；系统实时检测球罐温度高报t2≥40℃时，启动球罐喷淋系统中高压喷淋水管、高压喷淋水阀、喷淋氮气保压阀、氯乙烯球罐喷淋系统；直至满足温度设定值球罐温度≤30℃，停止喷淋系统。

22、如上所述的一种聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐安全预警方法，其中sis控制系统与dcs控制系统由硬件和软件构成，其中硬件包括现场控制站、操作站、工程师站、通讯网线等；软件包括操作系统平台及工业控制用的sis和dcs组态软件。

23、如上所述的一种聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐安全预警方法实现的一种预警装置，该装置包括氯乙烯输送主泵、氯乙烯输送泵备泵、高压注水管、高压注水阀、注水氮气保压阀、注水调节阀、注水旁路切断阀、缓冲液封进口阀、缓冲液封罐、缓冲液封保氮阀、缓冲液封出口阀、氯乙烯球罐液位计a、氯乙烯球罐、氯乙烯回收阀、氯乙烯球罐压力计、氯乙烯球罐液位计b、氯乙烯温度显示仪、氯乙烯进料阀a、氯乙烯进料阀b、氯乙烯回流阀、氯乙烯出料阀a、氯乙烯出料阀b、聚合釜、聚合釜氯乙烯进料阀、高压喷淋水管、高压喷淋水阀、喷淋氮气保压阀、喷淋系统压力显示仪、氯乙烯球罐喷淋系统、氯乙烯气体探测仪、球罐排凝阀；上述构件以所述氯乙烯球罐为中心，所述氯乙烯球罐的下部设置有高压注水管、高压注水阀、注水氮气保压阀、注水调节阀、注水旁路切断阀、缓冲液封进口阀、缓冲液封罐、缓冲液封保氮阀、缓冲液封出口阀、氯乙烯进料阀a、氯乙烯进料阀b、氯乙烯回流阀、氯乙烯出料阀a、氯乙烯出料阀b、球罐排凝阀所述氯乙烯球罐的中部设置有氯乙烯球罐液位计a、氯乙烯球罐液位计b、氯乙烯温度显示仪；所述氯乙烯球罐的顶部设置有氯乙烯回收阀、氯乙烯球罐压力计、高压喷淋水管、高压喷淋水阀、喷淋氮气保压阀、喷淋系统压力显示仪、氯乙烯球罐喷淋系统、氯乙烯气体探测仪；所述氯乙烯出料阀a、氯乙烯出料阀b与氯乙烯输送主泵、氯乙烯输送泵备泵、聚合釜、聚合釜氯乙烯进料阀依次相连。

24、所述氯乙烯球罐液位计a与氯乙烯球罐液位计b冗余设置，以确保安全可靠。

25、所述氯乙烯输送主泵、氯乙烯输送泵备泵冗余设置，以确保安全可靠。

26、所述缓冲液封罐，设置于氯乙烯球罐的底部，其进口处依次与高压注水管、高压注水阀、注水氮气保压阀、注水调节阀、注水旁路切断阀、缓冲液封进口阀相连，主要用于设置球罐液封自动补水连锁、日常微漏手动处理液封补水的作用，更加安全可靠。

27、所述缓冲液封罐，其底部设置有缓冲液封进口阀，其罐体侧下部设置有缓冲液封保氮阀；其顶部有缓冲液封出口阀与氯乙烯球罐连接。

28、所述高压注水管、高压喷淋水管的压力保持在0.50mpa以上，以保证注水或者喷淋时的压力。

29、所述注水氮气保压阀，设置在高压注水管上，为保证注水系统压力所需。

30、所述喷淋氮气保压阀，设置在高压喷淋水管上，以保证喷淋时的压力。

31、优选地，所述氯乙烯球罐、缓冲液封罐上所有压力与液位、气体探测仪、自控阀状态及开启关闭均与dcs控制系统相连，操作更加便捷，安全可靠。

32、如上所述的一种聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐安全预警方法，实施例中预设温度、压力、液位、氯乙烯含量参考值可以根据经验需要取多个，具体取值与氯乙烯球罐的大小、设备特性等有极为重要的关系。

33、本发明主要是对氯乙烯球罐13的控制与硬件装置作了改进，其它与已有技术相同。

34、与现有技术相比，本发明提供了一种聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐安全预警方法，球罐为控制中心，设置五套系统，分别为所述球罐入料系统、球罐出料系统以液位连锁为核心控制；所述球罐预警系统以压力、温度、液位为核心连锁指标；所述球罐注水系统以球罐异常泄漏时，球罐底部注水操作为核心控制；利用水的密度大于液态氯乙烯的密度，氯乙烯和水互不相溶；氯乙烯球罐底部密封点发生泄漏，通过注水管道向氯乙烯球罐内注入的水量大于等于从泄漏点流出的水量，确保从泄漏点流出的是水而不是液态氯乙烯，实现氯乙烯球罐底部紧急水封，所述缓冲液封罐为球罐注水中心控制区，设置球罐液封自动补水连锁，同进设置泄漏连锁，从而防止液态氯乙烯的泄漏；所述球罐喷淋系统以气体探测仪检测指标为喷淋启动核心指标，安全可靠、利于氯乙烯存贮、安全防护及应急控制氯乙烯安全生产方法，尤其是适合氯乙烯生产中聚氯乙烯生产中氯乙烯球罐的安全预警方法，所述氯乙烯球罐上所有压力与液位、自控阀状态及开启关闭均与dcs控制系统相连，操作更加便捷，安全可靠。，均显示至dcs控制系统，核心指标控制在sis控制系统，同时满足设置sis控制系统与dcs控制系统独立硬件、软件系统独立，运行平稳，降低了劳动强度，实现了全自动化操作，提高了工作效率及安全可靠性。