乙炔冷却塔PLC自控联锁系统改造

王志祥，陈春林

(1.青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海 格尔木 816099；2.新乡市锦源化工有限公司，河南 新乡 353000)

青海盐湖工业股份有限公司化工分公司(以下简称青海盐湖化工)10万t/a聚氯乙烯树脂生产原料乙炔来源以天然气法为主，电石法为辅。电石法乙炔装置主要由破碎工序、发生工序、清净工序、压滤工序和集控PLC工序组成。乙炔冷却塔位于发生工序，设置在水环压缩机前，其主要作用是对发生器生产的粗乙炔进行冷却降温。乙炔通过冷却塔时，被冷却水直接喷淋来降低温度，并使其中大部分水冷凝下来，防止气柜及管道积水；冷却塔还可降低水环压缩机温度，有效提高水环压缩机送气能力，此外也有利于提高清净塔的清净效果。该冷却工艺存在以下不足：①冷却效果不好，②冷却塔水泵控制不便。为此，青海盐湖化工对发生工序冷却塔自控系统进行了工艺改造。

1 改造过程

1.1 原乙炔冷却系统控制工艺

原乙炔冷却系统工艺流程见图1。

清净工序来自清净塔的废次氯酸钠经循环泵从冷却塔喷头喷淋进入冷却塔内。来自发生工序的粗乙炔从冷却塔底部进入，与废次氯酸钠逆流接触，粗乙炔经冷却后从塔顶流出，一部分进入水环式压缩机进行加压，另一部分进入乙炔气柜储存。冷却塔液位由PLC液位监控系统进行监控，当液位达到1 200 mm时，集控人员通知操作人员到现场启动冷却塔水泵，现场操作人员启动水泵后告知集控人员密切观察冷却塔液位，待PLC液位监控系统显示冷却塔液位降至约400 mm时，由集控人员告知现场操作人员停止水泵运转，操作很烦琐。

进入冷却塔的废次氯酸钠是由清净塔次氯酸钠循环泵打入的，废次氯酸钠一部分用于清净塔自身循环，另一部分经阀门手动控制打入冷却塔内，所以进入冷却塔内的冷却液喷淋量小，不能及时移走乙炔携带的热量。乙炔温度高导致水环式压缩机温度持续上升，压缩机出口压力低，系统压力波动，严重时甚至影响氯乙烯的合成转化。

1.2 PLC自控联锁系统改造

PLC自控联锁系统改造是在原有工艺的基础上，根据冷却塔液位，并借助计算机编程方法对冷却塔水泵设置自动启停功能。冷却塔液位计安装了液位高报警和液位低报警装置并连接PLC机柜，通过计算机设置的参数来控制冷却塔水泵自动启动和停止。当冷却塔液位达到高报警参数值时，自动启泵程序激活，向PLC机柜发出指令，冷却塔水泵远程自动启动；当冷却塔液位降至设置的低报警参数值时，自动停泵程序激活，向PLC机柜发出指令，冷却塔水泵远程自动停止运转。

1.3 工艺管线改造

改造前，冷却塔内的冷却积液通过冷却塔水泵一次性抽到浓缩池，排出的废水不再作为冷却液进入冷却塔内循环利用；改造后冷却塔水泵抽出的废水一部分重新进入冷却塔内进行自身循环，另一部分由阀门手动控制排到浓缩池，经自然冷却后进入发生工序作为发生器生产用水。改造后乙炔冷却系统工艺流程见图2。

2 改造效果

2.1 改造后工艺指标

改造后冷却塔工艺指标如下：①冷却塔出口温度为30～40 ℃，②冷却塔液位为液位计1/2处，③冷却塔液位高报警为1 200 mm，④冷却塔液位低报警为400 mm。

图2 改造后乙炔冷却系统工艺流程图Fig.2 Improved process flow diagram of acetylene cooling

2.2 改造后运行效果

冷却塔PLC自控系统改造后，在操作上更加智能化，原冷却塔抽水需要2人操作完成；改造后，则完全由电脑自动控制操作，大大节省了人力资源。

工艺管线改造后，冷却液实现了循环利用，并增大了冷却塔内冷却液的喷淋量，能更有效地除去乙炔中的冷凝水，降低乙炔温度。 乙炔温度降低后，水环式压缩机性能明显提升，不再出现压缩机温度上升、压缩机出口压力低、系统压力波动等问题；同时解决了因乙炔温度高，乙炔管道积冷凝水而导致的气柜忽高忽低的现象，后续其他设备的液位也更加稳定。

3 结语

青海盐湖化工对发生工序冷却塔PLC自控系统和工艺管线进行改造后，清净工序运行更稳定，大大提高了生产效率，减少了停车次数，提高了乙炔产量。