第二章 氨碱法纯碱生产工艺概述

第二章 氨碱法纯碱生产工艺概述 第一节 氨碱法基本生产原理及总流程简述 一、氨碱法生产纯碱的特点及总流程 氨碱法生产纯碱的技术成熟，设备基本定型，原料易得，价格低廉，过程中的NH循3环使用，损失较少。能大规模连续化生产，机械化自动化程度高，产品的质量好，纯度高。 该法的突出缺点是:原料利用率低，主要是指NaCl的利用率低，废渣排放量大。严重污染环境，厂址选择有很大局限性，石灰制备和氨回收系统设备庞大，能耗较高，流程较长。 针对上述不足和合成氨厂副产CO的特点，提出了氨碱两大生产系统组成同一条连续2 的生产线，用NaCl，NH和CO同时生产出纯碱和氯化铵两种产品——即联碱法。 32 氨碱法生产纯碱的总流程见图5-19。 二、氨碱法制纯碱的生产工艺流程 1、氨碱法生产纯碱的流程示意如图5-1所示。其过程大致如下: 2、氨碱法纯碱生产工艺流程框图: 原盐 石灰石 无烟煤 CO 2 盐水精制 石灰煅烧 盐水吸氨 石灰乳制备 NH3 氨盐水碳化 母液蒸馏 重碱过滤 废液 重碱煅烧 重质纯碱 水合 轻质纯碱 ggganzao 3、氨碱法纯碱生产工序的基本划分: (1)石灰工序:CO和石灰乳的制备，石灰石经煅烧制得石灰和CO，石灰经消化得石灰22乳; (2)盐水工序:盐水的制备和精制; (3)蒸吸工序: 盐水氨化制氨盐水及母液中氨的蒸发与回收; (4)碳滤工序: 氨盐水碳化制得重碱及其重碱过滤和洗涤; (5)煅烧工序:重碱煅烧得纯碱成品及CO;和重质纯碱的生产; 2 (6)CO压缩工序:窑气CO、炉气CO的压缩工碳酸化制碱。 222 三、氨碱法纯碱生产原理及工艺流程叙述 氨碱法生产纯碱的原料是食盐和石灰石，燃料为焦炭(煤)。氨作为催化剂在系统中循环使用。原料盐(海盐、岩盐、天然盐水)经精制吸氨、碳化、结晶、过滤，再煅烧即为成品。母液经石灰乳中和后，氨蒸发并回收使用，氯化钙则排放。其化学反应为: 氨碱法具有原料来源丰富和方便，生产过程均在气液相间进行，可以大规模连续化生产及产品质量好、成本低等优点。但排出的氯化钙(CaCl)废渣没有应用出路，造成大量堆积。2 因此，该生产方法在厂址选择方面相对较为苛求，否则引起公害。另外盐的总利用率低(<30%)，工艺流程较长且复杂。 (1)、 氨碱法纯碱生产的基本原理及总流程叙述:氨碱法是当今世界大规模制造纯碱的工业方法之一。是以食盐、石灰石为主要原料，以氨作为中间辅助材料制取纯碱。总的化学反应方程式为:CaCO+2NaCL=NaCO+CaCL 3232 这个化学反应实际上是不能直接进行的，它只是一系列中间反应的总和。这个反应的实际过程是由右向左进行的，因此要实现由左至右的反应，就必须通过复杂的中间途径，还必须导入氨，在系统中不断循环再用，这就使得氨碱法制碱成为一种很复杂的化学反应过程，其全过程需范围若干个步骤，各主要步骤及其主要化学反应如下: 1、石灰石煅烧以制取CO及生石灰 2 CaCO(s)===CaO(s)+CO(g)—178.27KJ/mol 32 燃料中的碳在空气流中燃烧生成CO并放热 C(s)+O=CO(g)+395.4KJ/mol 222 氧化钙(生石灰)消化制成熟石灰 CaO(s)+HO(l)=Ca(OH)(s)+65.65KJ/mol 22 2、饱和盐水吸氨、碳酸化制成NaHCO，叫做重碳酸钠(碳酸氢钠)，或简称重碱。综合反3 应如下所示: NaCL(aq)+NH(g)+CO(g)+HO(l)=NHCL(aq)+NaHCO(s)+114.5KJ/mol 32243 或分布反应如下: NH(g)+HO(l)=NHOH(aq)+34.6KJ/mol 324 2NHOH(aq)+CO(g)=(NH)CO(aq)+HO(l)+94.0KJ/mol 424232 (NH)CO(aq)+CO(g)+HO(l)=2NHHCO(aq)+35KJ/mol 4232243 NHHCO(aq)+NaCL(aq)=NHCL(aq)+NaHCO(s)+15.4KJ/mol 4343 、将重碱NaHCO与溶液分离，进行煅烧而制得纯碱，并回收CO。 3322NaHCO(s)=NaCO+CO(g)+HO(g)-129.1KJ/mol 32322 4、将溶液中的NH4CL及几种碳酸铵盐分解然后将氨蒸出，以循环使用。主要反应式是: 2NHCL(aq)+Ca(OH)(s)=2NH(g)+CaCL(aq)+ 2HO(l)—44.1KJ/mol 42322 (2)、现代氨碱法纯生产程序可以分为下列步骤: ,、,,气和石灰乳的制备。煅烧石灰石制得生石灰和二氧化碳气;生石灰经消化而制得, 石灰乳。 ,、原盐化盐制备盐水和盐水的精制。 ,、精盐水吸氨制得氨盐水。 ,、氨盐水的碳酸化制取重碱。来自石灰石煅烧及重碱煅烧的二氧化碳，经过压缩、冷却送至碳化塔制碱。 ,、重碱的过滤及洗涤(即碳化所得晶浆的固液分离)。 ,、重碱煅烧制得纯碱成品及二氧化碳，纯碱水合生产重质纯碱。 ,、母液中氨的蒸馏回收。 第二节 氨碱法纯碱生产的主要原料概述 一、原盐(食盐) 1、原盐的物化性质及成份规格: 原盐是氨碱法纯碱生产的主要原料。原盐的主要成份为氯化钠，化学分子式为NaCL，纯氯化钠为无色等轴晶体，但是由于原盐是由许多晶体机和而成，晶体之间的缝隙中往往含有卤水或者空气，因而变成白色而且不透明体，同时又因含有泥沙等杂质，使原盐常呈现灰褐色，氯化钠晶体通常是正六面体。 (1)食盐的物化性质: 氯化钠的分子量 58.45 熔点 800? 沸点 1440? 20?时比热 0.867(J/g?) 3 25?时密度 2.161t/m 原盐中因为含有氯化镁等杂质，容易吸收空气中的水分而潮解。氯化钠易溶于水，其溶解热为——4.9KJ/mol，溶解过程为吸热反应，当制成饱和盐水时，可使溶液温度降低6?多。氯化钠的溶解度随温度升高没有明显的变化，这一性质与绝大多数易溶物质溶解度随着温度升高而增加的性质不同，所以其水溶液(卤水)在冷冻工业中被用作载冷体。 (2)食盐的质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 : 作为制碱工业的原料，要求原盐中的主要成份NaCL含量尽可能高，而泥沙及其他杂质，特别是钙、镁杂质越低越好。因为食盐中的氯化镁、硫酸镁、硫酸钙等杂质，在盐水精制、吸氨、碳化过程中，会生成炭酸镁、碳酸钙及其他复盐等，使塔器与管道堵塞，这些杂质如不能在碳化以前清除掉，就会较多地混入纯碱中，使产品的品位降低，因此用于氨碱法的食盐一般需要符合以下标准: 2+2- NaCL% ? 90%;水分% ? 4.2%;Mg% ?0.8%;SO%? 0.8%。 4 2、原盐的需要用量 氨碱法纯碱生产的全过程，可以归结为一个综合的化学反应方程式。即 CaCO+2NaCL= CaCL +NaCO 3223 2×58.45 106 X 1000kg 按照上述反应方程式,可以计算出生产1t纯碱理论上所需要的氯化钠量 X=58.45×2×1000/106=1103kg 所求出的X 是指生产每吨纯碱(含NaCO100%) 所需要的纯的氯化钠(折NaCL100%) 的23 量。实际生产中,由于食盐中只有90%左右的氯化钠,而且又只能有70-75%的NaCL可以转化为NaCO, Na+离子至少损失27%以上，加之过程中跑、冒、滴、漏等各项损失， 实际耗用23 食盐的量远远超过上述理论用量，这样使每生产1吨工业纯碱所需耗用的原盐实物量高达1.6—1.7t之多。氨碱法制碱的食盐消耗量是很大的，纯碱工业从来就是用盐大户，因此必须保证有大量、廉价的原盐供应，才能维持生产并在经济上获益。就其纯度而言，矿盐多数要比海盐为高，并可以采用注入高压水压裂地下化盐方法进行开采，得到接近饱和的卤水，节省设备和人力，降低成本。十分适用于由湿法精制盐水的氨碱法生产，不过要铺设卤水输送管道或久盐矿附近建厂均存在其他制约因素，而我国又以盛产海盐为主，尽管其质量不如矿盐，也仍然是氨碱厂原料的天然宝库，所以我国大多数碱厂是以海盐为原料，临海发展纯 碱生产。 3、我国盐资源概况 3.1 分类 盐是NaCl(氯化钠)的俗称。在我国，根据来源和生产方法可分为3类:以海水为原料晒制而得的盐叫作“海盐”;开采现代盐湖矿加工制得的盐叫作“湖盐”;开采地下天然卤水或古代岩盐矿床加工制得的盐则称“井矿盐”。我国井矿盐工艺以钻井水溶汲取卤水，进而真空蒸发结晶生产高品质盐为主，因此，又称真空盐。 按照产品形式又分为固体盐和液体盐，我国以固体盐为主，液体盐主要指汲取的天然地下卤水或注水溶解地下岩盐矿床而得到的卤水，目前我国液体盐的比例不足10%，但国外发达国家较高，如美国达到51%。 氯化钠除供食用外(惯称食盐)，大量用作工业原料(名曰工业用盐)，国家统计局的统计年表以“原盐”为总称。 3.2 资源分布 我国盐资源非常丰富，开采历史悠久。基本分布状况是:东部海盐，中部及西南部井矿盐，西北部湖盐。 海水晒盐与国家的海岸线长度、滩涂面积及气候条件等有关，我国海盐以北方海盐区(含辽宁、河北、天津、山东和江苏)为主。 井矿盐矿床广泛分布在河南、四川、湖北、湖南、江西、四川、重庆、云南、江苏、山东、安徽及陕西等18个省区。据不完全统计，现已查明的氯化钠储量大于100亿t的盐矿床就有十余个。 湖盐主要分布在内蒙古、青海、新疆及西藏等西北部地区，以青海盐湖最为丰富，储量在3000多亿t，生产成本较为低廉，但我国西北地区经济相对落后，对盐的需求也较低，远距离运输一直是制约其发展的瓶颈。 我国1995年探明盐矿储量3824亿t，资源量在6.2万亿t以上。目前我国的盐总产量不足6000万t，因此，我国的盐资源可以满足制盐工业长期快速发展的需求，很多省市都有发展制盐工业以及盐化工的资源条件。 4、我国制盐工业概况 4.1 生产情况 近十余年，受我国盐化工及下游行业快速发展的影响，我国对原盐的需求也快速增加。2007年，我国原盐生产和消费量5920万t，居世界第1位。从历年统计数据看，海盐产能 最大，井盐次之，湖盐最低。 东部沿海地区制盐产能约占总产能的60%。海盐生产主要集中在环渤海湾的山东、河北、天津和辽宁四省市，四省市产量占全国海盐产量的90%以上。湖盐主要集中在内蒙、新疆和青海三省。井矿盐主要分布在四川、湖北、江苏、河南、江西、湖南、安徽、云南、重庆等省市。近年我国原盐产量见表1。 受沿海地区各类园区和工业等项目建设发展的影响，北方海盐区的盐田面积逐年萎缩，海盐产能增幅和所占比例逐渐降低，产能进一步增加的潜力不大。而井矿盐资源丰富且分布广，技术成熟，投资门槛不高，因此近年井矿盐产能增幅较快，在全国盐总产量中的比例逐年提高。目前规划建设的制盐产能(主要是井矿盐)超过1000万t,a，盐业产能的增长可以满足下游行业的需求。 4.2 存在问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 (1)产品结构比较单一。公路化雪、畜牧、水处理、洗浴用盐、高纯度工业盐等高附加值产品的开发，从数量、品种、质量等各方面还没有拓展和满足市场需求。尤其是液体盐的开发利用仍处于较低水平，折盐产量仅占井矿盐总产量的12%。卤水化工的深加工系列产品，如钾镁肥、阻燃剂、农药、医药中间体等还没有形成规模化和产业化。 (2)资源利用水平低。目前，制盐工业仍主要以单一的制盐业为主，资源利用率很低。海盐苦卤利用率不足20%，莱州湾地下卤水的掠夺性开采使盐、溴比例失调，这一地区出现水位下降、浓度降低、流量减少等资源枯竭的现象;湖盐区由于单一提取盐，导致镁害严重，使湖盐资源遭到污染;矿盐区的芒硝提取率不足10%。国外则基本做到零排放。 (3)产业布局不合理。50%以上的原盐运输半径超过200km。在美国，80%以上的运输半径在150km以内，管输液体盐比例较高。 4.3 发展思路 近年盐业行业效益起伏较大，为避免产能严重过剩，国家发展改革委员会2006年发布《制盐工业结构调整指导意见》。 (1)优先考虑与两碱项目的配套建设。制盐生产能力由2005年的5500万t提高至2010年的6500万t，年增幅控制在5%以内。但实际预测该指标将被大大突破。 (2)稳定海盐生产，主要作为化工用盐，关键是要提高产品质量。有序发展井矿盐。井矿盐生产成本相对较高，但生产稳定，产品质量相对较好，在适度增加产能的前提下，增加低耗能的液体盐的供应量。 (3)按需发展湖盐。湖盐区地处西部，运输条件还有待改善;但资源丰富，成本低廉，也具有一定优势。 4.4 消费结构 我国盐化工用盐占73%，食用盐占16%，其它用盐占11%。盐化工是我国制盐工业发展的决定因素。我国盐消费结构与发达国家相比，主要体现在盐化工耗盐比例过大;道路除雪等行业的消费比例过低(美国融雪耗盐达到1900万t);卤水直接消费比例过低(如美国达到51%)，而我国液体盐消费比例只有10%左右，可见我国制盐工业的产品结构不尽合理。 我国以盐为原料的盐化工产业，主要是纯碱和氯碱两大行业(俗称“两碱”)。近年来，氯酸钠和金属钠也发展较快，但这两种下游产品的盐的消耗较低，不足总消费量的1%，对全行业的供需平衡影响较小。“两碱”的发展拉动了盐业的发展，我国已形成以纯碱和氯碱为龙头，下游产品开发并存的盐化工产业格局。 二、石灰石 1、石灰石的物化性质及规格成分 石灰石为氨碱法纯碱生产的第二大重要原料，其消耗量不亚于食盐。 (1)石灰石的物化性质: 石灰石颜色有灰白、茶色、褐色等，单纯从色泽不能判断其品质的好坏。典型的矿石时方解石、大理石，主要成份是碳酸钙，其结晶大部分为六方晶系。化学分子式为CaCO。 3 碳酸钙的分子量 100.09 密度 2.711T/M3 分解温度 825? 熔点 1339? 石灰石在石灰窑中煅烧，发生CaCO的分解反应。生成的CaO称为生石灰，为无色等轴3 3晶系，熔点2372?，密度3.37 t/m，在氨碱厂将它用水消化而制得氢氧化钙悬浊液，用于蒸氨反应。CaO+HO=Ca(OH)+65.65KJ/mol 生成的Ca(OH)称为熟石灰或消石灰，其分222 3子量为74.09，为无色斜方晶系，密度2.24t/m，无吸湿性，溶解度很小，而且温度越高，溶解度越小。氢氧化钙与水混合呈白色悬浊液即石灰乳，呈强碱性，用于蒸氨及盐水除镁过程。 CaCO + 2HCl === CaCl + HO + CO?摩氏硬度值(MOH):3 3222 化学分析: 二氧化硅0.07%、三氧化二铝0.02%、三氧化二铁0.03%、氧化钙55.22%、氧化镁0.08%、 石灰石块状/粉状:烧失量40.79,，硅4.62,，铝1.21,，铁0.52,，钙50.16,，镁1.10, 白云石粉/块:硅0.19,，铝0.15,，铁0.17,，钙32.1,，镁21.19, 石灰石是生产玻璃的主要原料。 二氧化碳(CO)能使熟石灰变混浊。 2 石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是许多工业的重要原料。石灰石可直接加工成石料和烧制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等，用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合，经高温煅烧制得。玻璃由石灰石、石英砂、纯碱等混合，经高温熔融制得。炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。 (2)石灰石的质量指标: 石灰石的成份规格: CaCO % ? 90% ;SiO ?5.5%;MgCO?3.5%;RO ? 0.5% (RO为铁铝氧化物) 323 2323 2、石灰石的用量 根据反应方程式:CaCO+2NaCL= CaCL +NaCO 3223 100 106 X 1000(kg) 可求出 X=100×1000/106=943(kg) 即每生产1吨纯碱(折100%)理论上需耗用的100% CaCO约943kg。实际生产中石灰3 石不是纯的CaCO ，也不能百分之百分解，加上各个环节的损失，其耗用量同样大大超过理3 论值，因此实物耗量达到1.3—1.6t/t之多。 因此，应尽可能采用纯度高的石灰石才较为经济，从而，可以提高CO 气及石灰乳质量，2提高关键设备的生产强度，减少系统物料当量，一般要求石灰石含碳酸钙不低于90%，其他酸性杂质如SiO+ RO以不超过6%为佳。这样可使石灰窑生产出的CaO达到80%以上，而窑223 气含CO 则可以达到40%以上，此外，氨碱厂对石灰石的粒度有特殊要求，其直径在2 70—150mm较为适宜。 3、我国石灰石的储量及分布情况 石油是经济的命脉，国力发展的命脉，谁拥有了石油，谁就拥有了21世纪的发展。储备石油，参与石油期货市场的交易，不仅仅是经济活动，而是出于战略发展目标的考虑。因此控制石油资源是爆发伊拉克战争的因素之一。中国有句古语，民以食为天，天命也。石灰石就是水泥工业的粮食，是水泥生产的命脉。水泥厂只要生产，就一刻离不开石灰石，谁占有了石灰石资源，谁就占有了水泥工业的发展。目前我国水泥企业争夺市场之战，也可以说是争夺石灰石资源之战，因此大企业集团把占有优势石灰石资源作为实现自身发展战略的措施之一。 ?、石灰石是用途极广的宝贵资源石灰石是石灰岩作为矿物原料的商品名称。石灰岩在人类文明史上，以其在自然界中分布广、易于获取的特点而被广泛应用。作为重要的建筑材料有着悠久的开采历史，在现代工业中，石灰石是制造水泥、石灰、电石的主要原料，是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩，优质石灰石经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化妆品、饲料、密封、粘结、抛光等产品的制造中。据不完全统计，水泥生产消耗的石灰石和建筑石料、石灰生产、冶金熔剂，超细碳酸钙消耗石灰石的总和之比为1?3。石灰岩是不可再生资源，随着科学技术的不断进步和纳米技术的发展，石灰石的应用领域还将进一步拓宽。 ?、我国石灰石资源概况及其地理分布我国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一。除上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地质中心统计，全国石灰岩分布面积达43.8万KM2(未包括西藏和台湾)，约占国土面积的1/20，其中能供做水泥原料的石灰岩资源量约占总资源量的1/4,1/3。为了满足环境保护、生态平衡，防止水土流失，风景旅游等方面的需要，特别是随着我国小城镇建设规划的不断完善和落实，可供水泥石灰岩的开采量还将减少。 全国已发现水泥石灰岩矿点七、八千处，其中已有探明储量的有1286处，其中大型矿床257处、中型481处、小型486处(矿石储量大于8000万吨为大型、4000,8000万吨为中型、小于4000万吨为小型)，共计保有矿石储量542亿吨，其中石灰岩储量504亿吨，占93%;大理岩储量38亿吨，占7%。保有储量广泛分布于除上海市以外29个省、直辖市、自治区，其中陕西省保有储量49亿吨，为全国之冠;其余依次为安徽省、广西自治区、四川(含重庆市)省，各保有储量34,30亿吨;山东、河北、河南、广东、辽宁、湖南、湖北7省各保有储量30,20亿吨;黑龙江、浙江、江苏、贵州、江西、云南、福建、山西、新疆、吉林、内蒙古、青海、甘肃13省各保有储量20,10亿吨;北京、宁夏、海南、西藏、天津5省各保有储量5,2亿吨。 三、焦炭或白煤 1、无烟煤(白煤)的物化性质 无烟煤(英文名称anthracite)，俗称白煤或红煤。是煤化程度最大的煤。无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。黑色坚硬，有金属光泽。以脂摩擦不致染污，断口成介壳状，燃烧时火焰短而少烟。不结焦。一般含碳量在90%以上，挥发物在10%以下。无胶质层厚度。热值约8000-8500千卡/公斤。有时把挥发物含量特大的称做半无烟煤;特小的称做高无烟煤。 无烟煤为煤化程度最深的煤，含碳量最多，灰分不多，水分较少，发热量很高，可达25000~32500kJ/kg，挥发分释出温度较高，其焦炭没有黏着性，着火和燃尽均比较困难，燃烧时无烟，火焰呈青蓝色 。 煤样在规定条件下隔绝空气加热，煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态(此时为蒸汽状态)和气态产物，这些产物称为挥发物。挥发物占煤样质量的分数成为挥发分产率或简称为挥发分。以干燥无灰基为分析基，挥发分低于10%的煤称为无烟煤。挥发分大于6.5%小于10%的无烟煤称为无烟煤三号。01号无烟煤为年老无烟煤;02号无烟煤为典型无烟煤;03号无烟煤为年轻无烟煤。 2、焦炭的物化性质 焦炭定义:烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050?，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上 的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下: 3 真密度为 1.8-1.95g/cm; 3 视密度为 0.88-1.08g/ cm; 气孔率为 35-55%; 3 散密度为 400-500kg/ m; 平均比热容为 0.808kj/(kgk)(100?)，1.465kj/(kgk)(1000?); 热导率为 2.64kj/(mhk)(常温)，6.91kg/(mhk)(900?); 着火温度(空气中)为 450-650?; 干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g; 2 比表面积为 0.6-0.8m/g (使用全自动F-Sorb 2400比表面积仪BET方法检测)。 焦炭的比表面积研究是非常重要的，焦炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积分析仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器(兼备直接对比法)，更重要的F-Sorb 2400比表面积分析仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。 焦炭的反应性及反应后的强度:焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。 中国标准(GB/T4000-1996)规定了焦炭反应性及反应后强度试验方法。其做法是使焦炭在高温下与二氧化碳发生反应没，然后测定反应后焦炭失重率及其机械强度。焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值: CRIr?2.4% CSR:?3.2% 焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。 3、焦炭和无烟煤的质量指标 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体(或孔孢多孔体)。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度(指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少)来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率(只焦炭气孔体积占总体积的百分数)来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40,45%，铸造焦要求在35,40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低;而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40值表示;焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 焦炭质量标准:固定碳?80%;挥发份?5.0%;水份?7.0%;灰分?15.0%;发热值?28000KJ/kg 无烟煤质量标准:固定碳?78%;挥发份?9.0%;水份?4.0%;灰分?16.0%;发热值?28000KJ/kg 4、焦炭质量的 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 ?、焦炭中的硫分:硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石;3.5% 来自石灰石;82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加 0.1% ，焦炭使用量增加 1.8%，石灰石加入量增加3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.5—2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.4—0.7% 。 ?、焦炭中的磷分:炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03% 以下。 ?、焦炭中的灰分:焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加 2—2.5% 因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。 ?、焦炭中的挥发分:根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%，则表示生焦;挥发分小于 0.5—0.7%, 则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。 ?、焦炭中的水分:水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使M04偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。 ?、焦炭的筛分组成:在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为:对大焦炉(1300—2000 平方米)焦炭粒度大于 40 毫米;中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在40—25 毫米为好。大于 80 毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。 5、白煤和焦炭的用量 焦炭和白煤热值较高，固定碳含量高，挥发份含量低，杂质少，是石灰窑比较理想的燃料。 石灰石在石灰窑中煅烧需要按理论量配以适量的焦炭或白煤。实际配焦或配煤的比列应视石灰石和焦炭、白煤的品位而异。每煅烧单位重量石灰石所需要的焦炭或白妹的重量数，二者之百分率称为配焦率(或配煤率)。例如某氨碱厂煅烧1吨石灰石需用8kg白煤，则配煤率为:85/1000=8.5% 理论上分解1kgCaCO需要热量1796KJ，这就是说需要发热量为29307KJ/kg的标3 准煤0.061kg(1796/29307=0.061kg)，由于石灰窑本身有热损失，石灰要带走一些显热，加上燃料燃烧不完全，造成燃料消耗比理论值大，实际生产中每煅烧1吨石灰石 需要用标煤约75—85kg， 而每生产1吨纯碱若按1.5吨石灰石计算，则需耗用标煤120—130kg。 6、我国白煤的储量 中国无烟煤预测储量为4740 亿吨，占全国煤炭总资源量的10%，年产2 亿吨。山西省占32%，河南省占18%，贵州省占11%。中国有六大无烟煤基地:北京京煤集团，晋城煤业集团，焦作煤业集团，河南永城矿区，神华宁煤集团，阳泉煤业集团。 无烟煤块煤主要应用是化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、制造锻造等行业;无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹(高炉喷吹用煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤)。 焦炭分布:从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。 四、液氨 (1)液氨的物化性质 1、氨的分子式NH，分子量17.07。氨是一种无色、有强烈刺激臭味的气体;它比空3 3气轻，在标准状况下，氨气密度为0.77kg/m。 2、液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。氨在20?水中的溶解度为34%。 液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。 3、液氨为无色液体，有强烈刺激性气味，极易气化为气氨。密度0.617g/cm3;沸点为,33.5?，低于,77.7?可成为具有臭味的无色结晶。液氨密度在0?是为 330.638t/m,20?时为0.607 t/m。 气氨相对密度(空气,1):0(59 液氨相对密度(水,1):0(7067(25?) CAS编号:7664-41-7自燃点:651(11? 熔点(?):-77(7 爆炸极限:16,,25, 沸点(?):-33(4 1,水溶液PH值:11(7 比热kJ(kg?K) 氨(液体)4.609 氨(气体)2.179 蒸气压:882kPa(200?) 4、氨的临界温度为132.4?，临界压力为11.29MPa。因为氨的临界温度为132.4?,低于此温度只要予以适当压力即可将其液化。 在常温下，大概需要7,8个大气压即 可将氨液化为液氨存放。 但实际使用温度未必是常温，我国规定设计时要求不低于50?的饱和蒸气压力。液氨容器的设计压力应该为2.16MPa。 5、氨可以在氧气中燃烧，呈浅绿色火焰，同时分解成氨和水。4体积氨与3体积氧混合， 遇火则发生强烈爆炸。氨与空气混合时，遇火也会引起爆炸，其爆炸范围为氨浓度15.7——27.4%(体积比)。氨的自然点为651?。 6、液氨的挥发性很强，在常温下易挥发成氨气，气化时吸热，气化热较大(-15?时气化热为22.31KJ/mol)，广泛用作冷冻剂。液氨是一个很好的溶剂，由于分子的极性和存在氢键，液氨在许多物理性质方面同水非常相似。一些活泼的金属可以从水中置换氢和生成氢氧化物，在液氨中就不那么容易置换氢。但液氨能够溶解金属生成一种蓝色溶液。这种金属液氨溶液能够导电，并缓慢分解放出氢气，有强还原性。 7、氨极易溶解于水，并放出大量的热(熔解热为35KJ/mol)。在常温下，一体积水可溶解700体积的氨。氨的水溶液具有较强的碱性，并且易挥发逸出氨气。 8、氨及氨水与酸可发生中和反应，生成铵盐;与硫酸中和生成硫酸铵;与硝酸中和生成硝酸铵;与盐酸中和生成氯化铵;与碳酸、二氧化碳和水中和生成碳酸铵和碳酸氢铵。 9、在有水存在条件下，氨与铜或铜的合金作用生成铜氨络离子〔Cu(NH)〕+，使铜32受到氨水腐蚀，因此有氨水接触的设备、管线不宜使用铜及铜的合金。 10、氨对人的眼角膜和呼吸器官粘膜有刺激作用:液氨还能灼伤皮肤、眼睛、氨中毒 3会引起气管阻塞、窒息、肺水肿，甚至造成死亡。空气中氨的最大容许浓度为30mg/m。 (2)液氨的质量指标 液氨国家标准 GB536—88 (3)液氨的使用注意事项 液氨是强腐蚀性有毒物质，对皮肤和眼睛有强烈腐蚀作用，产生严重疼痛性灼伤。液氨蒸气强烈刺激呼吸道粘膜和眼睛，对呼吸有窒息作用。受液氨损伤的皮肤应立即用清水冲洗，然后以3%,5%的硼酸、乙酸或柠檬酸溶液湿敷。严重时应立即请医生处理。 ?毒性及中毒机理 液氨人类经口TDLo:0(15 ml,kg 液氨人类吸入LCLo:5000 ppm,5m 氨进入人体后会阻碍三羧酸循环，降低细胞色素氧化酶的作用。致使脑氨增加，可产生神经毒作用。高浓度氨可引起组织溶解坏死作用。 ?接触途径及中毒症状 A (吸入 吸入是接触的主要途径。氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。但由于嗅觉疲劳，长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。 a轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。 b急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而轻重不同。 c严重吸人中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管阻塞，引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。 B(皮肤和眼睛接触 低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。 皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。 高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。 ?急救措施 A(清除污染 如果患者只是单纯接触氨气，并且没有皮肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接触的是液氨，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。 如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗20分钟以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应慢慢滴入1,2滴0(4,奥布卡因，继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。 应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。 B(病人复苏 应立即将患者转移出污染区，对病人进行复苏三步法(气道、呼吸、循环): 气道:保证气道不被舌头或异物阻塞。 呼吸:检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等提供通气， 循环:检查脉搏，如没有脉搏应施行心肺复苏。 C(初步治疗 氨中毒无特效解毒药，应采用支持治疗。 如果接触浓度?500ppm，并出现眼刺激、肺水肿的症状，则推荐采取以下措施:先喷5次地塞米松(用定量吸入器)，然后每5分钟喷两次，直至到达医院急症室为止。 如果接触浓度?1500ppm，应建立静脉通路，并静脉注射1(0g甲基泼尼松龙(methylprednisolone)或等量类固醇。(注意:在临床对照研究中，皮质类固醇的作用尚未证实。) 对氨吸入者，应给湿化空气或氧气。如有缺氧症状，应给湿化氧气。 如果呼吸窘迫，应考虑进行气管插管。当病人的情况不能进行气管插管时，如条件许可，应施行环甲状软骨切开术。对有支气管痉挛的病人，可给支气管扩张剂喷雾，如叔丁喘宁。 如皮肤接触氨，会引起化学烧伤，可按热烧伤处理:适当补液，给止痛剂，维持体温，用消毒垫或清洁床单覆盖伤面。如果皮肤接触高压液氨，要注意冻伤。 (4)氨的用量 氨在生产过程中作为一种媒介在系统中循环使用，没有最终进入产品之中。但由于氨在制碱过程中参与了化学反应，一度以碳酸铵、碳酸氢铵的形式存在，所以与一般的催化剂又有值得区别(催化剂的定义是:能加速或延缓化学反应速度，而本身的量和化学性质并不改变的物质)。 按照下列化学反应式: 2NHHCO+2NaCL=NaCO+HO+CO+2NHCL 4323224 2×17(NH) 106 3 X=320kg 1000kg 理论上制造1吨纯碱，需要有320kg氨循环，由于碳化出碱液中带走部分游离氨，加上各处的损耗，则必须有520kg氨的循环量才能生产1吨纯碱。 在生产过程中，氨只生成中间产品，而并不最终进入产品，因此氨的消耗量主要损失于蒸氨塔排出的废液带走约0.5kg/t碱， 此外还有碳化尾气净氨塔尾气，各净氨塔尾气，过滤机爆空，真空机排水以及跑冒滴漏等各项损失。氨耗的高低主要取决于企业的技术管理水平及文明生产程度如何。高效率的氨循环是现代氨碱工业的最大成功之处。当然，由于具有较强的挥发性，从气相中逸散损失是不可避免的，氨又易溶解于水，要从液相中百分之百分离出来也很困难。而且从技术经济观点看，追求百分之百的吸收率及回收率往往要加大设备， 使工序复杂化，或增加能量及其他物料的消耗，结果所费多于所得，并不经济。 目前，国内各大型氨碱厂的氨耗水平一般在3—5kg/t，这比世界上的先进水平有很大差距，如美国氨耗在0.7——0.8kg/t，意大利为1.0—1.1kg/t，最先进的氨耗可在0.4kg/t以下。 我们应该努力搞好技术进步，加强生产控制管理，把各项氨损失减少到合理的限度， 以求降低氨耗， 达到降低纯碱成本和改善劳动环境的目的。 第三节 主要中间物料名称、当量及其他工艺参数 一、碱厂常用术语 1、母液:生产过程中，分离出结晶后的溶液，它含有与结晶同样或更多的成分。例如:碳化出碱液，经过滤机分离出NaHCO结晶后的溶液叫做母液(或冷母液)，其中含有NaHCO，33还有NHHCO、NHCL、NaCL等。 434 2、当量:(该当量区别于一般的化合当量)是指每生产1吨纯碱的中间物料的量。单位为33m/t或kg/t。例如:每生产1吨纯碱需要用合格氨盐水5.97 m ，则称氨盐水的当量为 35.97m/t。 3、循环:在氨碱生产中，物料在系统中按一定的封闭路线反复被输送和应用，就称之为“循环”。如氨循环，二氧化碳循环等。(严格地讲:并非是绝对的封闭系统，因为有部分氨和二氧化碳要损失掉，还需要不断向系统内补充。) 4、游离氨:是指能够用加热的方法直接从溶液中蒸出的氨，包括溶液中的NH、NHOH及氨34的碳酸盐等。以符号FNH来表示。 3 5、结合氨(也称固定氨):是指不能单纯靠加热方法而分解出的氨的化合物。一般指溶液中的NHCL， (NH)SO等， 它们必须先经过化学反应转变成游离氨，然后才能从溶液中4424 蒸出。以符号CNH表示。 3 6、总氨(也称全氨):是指溶液中游离氨与结合氨的总和。以TNH表示。 3 、总氯(也称全氯):是指溶液中氯离子的含量总和，包括NaCL、NHCL及MgCL等的氯离742子，以TCL-表示。 8、总碱度:是指溶液NH碱度及Na+碱度的总和。通常以直接滴定的总碱度近似地表示FNH，33实际是忽略了Na+ 碱度。 9、消耗定额:每生产1吨产品所耗用的标准原燃材料数量。有时分别注明实物耗量或折白耗量。例如:每生产1吨纯碱，需耗用100%NaCL1500kg，则盐耗即为1500kg/t(100%NaCL)。 10、能耗:每生产1吨产品，需耗用的各种能源——包括蒸汽、燃料、电以及耗能工质如压缩空气、水等——所折算的能源量，单位kj/t。 二、主要中间物料名称 1、粗盐水:用杂水溶解食盐制得的饱和食盐溶液。要求TCL-达到107.5tt以上，比重保持在1.19—1.20之间。 2、一次盐水(也叫除镁盐水):粗盐水经过除镁，从一次澄清桶出来的清液，称为一次盐水。石灰纯碱法盐水精制中，将粗盐水经过除镁后的盐水称作除镁盐水。 3、二次盐水(也叫精盐水):一次盐水经除钙后，在二次澄清桶内澄清后的清液称为二次盐水。石灰纯碱法盐水精制中，将除镁盐水经过除钙后在盐水澄清桶中澄清后的清液称为精盐水。要求其TCL-在104.5tt以上。 4、氨盐水:精盐水经过分段吸氨，制成的含氨溶液。要求其TCL- 在89tt以上，氨与钠浓度(按滴度tt)的比值为1.12——1.18，温度在36——40?之间。 5、碳化氨盐水(也叫中和水):氨盐水在碳化清洗塔中溶解塔壁的结疤(NaHCO等)，同3时吸收部分CO进行预碳化，使CO含量达到60tt左右，此液体称为碳化氨盐水(或中和水)。 22 6、出碱液:碳化氨盐水(中和水)在碳化塔中与CO充分反应，生成含有碳酸氢钠、碳酸2 氢铵结晶的悬浮液，从塔底排出的液体称为出碱液。 7、冷母液:即过滤液，出碱液经过滤分离出碳酸氢钠等结晶的液体，称为冷母液。 8、热母液:冷母液在母液洗涤塔中洗涤并冷却煅烧炉气，使本身温度上升至62?左右，其中重碳酸盐被预分解，即称为热母液。 9、预热母液:热母液进入蒸氨塔上部的加热分解短，被塔下部上来的气体加热，使其中绝 大部分CO 和部分游离氨蒸出后的液体，称为预热母液。 2 10、调和液:预热母液在预灰桶内，与石灰乳均匀混合并进行反应，使母液中的结合氨大部分分解为游离氨的液体称为调和液。 11、废液:调和液在蒸氨塔的加灰蒸馏段将氨蒸出后，使塔底排出的含渣液体称为废液。 冷凝液:氨碱厂中含氨、CO 的气、汽混合气经过间接换热使气体中的水蒸气冷凝成12、 2 水，气体中的NH及CO溶于水中。得到的水溶液称为冷凝液。来自蒸氨塔出气的称为蒸氨32 冷凝液，来自煅烧炉气的称为煅烧冷凝液。 13、石灰乳:化灰工序将生石灰(CaO)消化制成的含Ca(OH)的悬浮液叫石灰乳，供蒸2 氨及盐水精制使用。 三、氨碱厂各种主要中间物料当量 3粗盐水 m/t碱 4.94——4.98 3一次盐水 m/t碱 5.02——5.08 3精盐水 m/t碱 5.10——5.15 3氨盐水 m/t碱 5.97——6.04 3中和水 m/t碱 5.95——6.0 3出碱液 m/t碱 5.4——5.5 3冷母液 m/t碱 5.75——5.86 3热母液 m/t碱 6.40——6.6 3预热母液 m/t碱 7.52——7.70 3调和液 m/t碱 9.70——10.10 3废液 m/t碱 10.0——10.50 3冷凝液(蒸氨) m/t碱 各厂0.4——0.75不等 3石灰乳 m/t碱 各厂2.30——2.55不等 第四节 氨碱法纯碱生产的特点 氨碱法制碱之所以在目前仍不失为最主要的纯碱生产方法，是由于它具有以下一些优点:即原料价廉易得，它的上游工业不过是石矿的采掘和海水日晒成盐或天然湖盐开采，不需要技术难度大的相关工业(如合成氨等)与之配套;产品质量高，特别是水不溶物含量低;它的历史悠久，技术成熟，实现大规模连续生产，也实现了许多手工作业的机械化。生产中氨得到了充分的循环利用，损耗量较小。它的生产物料的腐蚀性仅属于中度，多数设备、管 道只须采用铸铁或碳钢制造，已能耐腐蚀等等。 其他的工业制取纯碱的方法，如联合制碱法、天然碱加工等所以在内地有较快的发展，是由于氨碱法存在着一些缺点，诸如:通过冗长、繁复的生产过程，仅得到单一的产品纯碱，因此，产品成本较高，纯收益较低;此法原料利用率较低，如食盐的钠利用率仅为70,72%。氯则完全未被利用，总的食盐利用率仅为27.5,28.5%，未能达到很好的综合利用;氨碱法纯碱厂需要排放大量废液和废渣，污染江河土地。故只能临海或在沙漠及荒无人烟处建厂排放废液，使产品、原料运输距离拉长，工业布局不合理。 氨碱法纯碱生产的工艺与设备通过多年来的发展还有以下一些显著特点: 1、设备笨重低效; 氨碱法纯碱厂的主要化工过程大部分是吸收、洗涤、脱吸、煅烧等气液、气固传质过程，需要有足够大的气液接触面积及足够长的接触反应时间，因此其主体设备都比较高大。如碳化塔，直径有1.83m、2.0m、2.2m、2.5m、2.0m、3.0m及3.2m等多种型号，还有几种异径塔，如?3m/?3.4m、?2.8m/?3.0m等，高度达25,30m，最大型的?3.2m塔，重量近300t。又如最大的蒸氨塔，直径?3.2m，最大的吸氨塔，直径?2.8m，他们的总高度达30,48m不等。 又如石灰窑多为内径?4.8m/?5.3m，加上窑衬后使外壳直径达到6.2,7.2m，高度为27,29m，每座窑工况下总重量接近2000t。有些工序，由于继续延用老式设备，生产效率不高，扩大生产后，出现了机、器、塔、桶众多成群的局面。 氨碱法碱厂的工艺设备所以笨重，还由于它多数采用铸铁制成，一般只能在接近于常压下作业。因钢铁材料对氨碱厂介质相对腐蚀性较小，当温度高时耐蚀性能更差，采用钢制设备及管道，工程寿命较短，因此尽管钢制设备承压能力大并容易制造，但钢材仍不能成为氨碱厂的第一材料。 针对上述这一特点，近年来人们致力于开发和引进多种高效、紧凑的新型设备及具有优良机械加工性质与化学稳定性的新材料，应用于纯碱生产过程，实现对纯碱工业的技术改造，已经取得了长足的进步。例如，应用了大批钛制设备及部件。钛材具有比重小，比强度高，高低温下耐蚀性能良好等特性，在氯化物溶液中，其耐蚀性能远比不锈钢等其他许多金属优异，能耐孔蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀、磨损腐蚀及电偶腐蚀等，耐污垢性也很好，并且有较高的导热率，当然，由于钛材价格昂贵，也限制了更广泛的应用。 国内外碱厂已在蒸氨塔及碳化塔冷却水箱中全面或部分应用钛管。用钛板换热器代替铸 2铁的吸氨冷却排管，其总传热系数在工业运行下可高达1400,1740W/(m.K)即1200, 21500Kcal/(m.h.?)，比铸铁排管提高效率4,5倍。 我国钛资源十分丰富，钛矿储量居世界首位，随着钛工业的发展，钛及钛合金在碱业扩大应用的前景是非常良好的。 2、工艺流程冗长，生产连续性强，各个工序互相牵制影响，并通过往返的物料流互相提供优化条件。 除了个别间歇操作的部位以外，必须保持物料连续衡温地流动与温度、压力的稳定，不发生中断，也不超出安全限度。因为物料从一个工序进入下一工序，任何一处出现事故都回影响邻近工序，以至破坏全系统的稳定与连续，因此要组织好中间物料平衡，精心维持各工艺指标在规定的范围，及时采取技术组织措施，消除生产的薄弱环节。此处在工序间或设备间设置足够的中间物料储槽(桶)，起到缓冲吞吐的作用，提高对生产波动的承受力。 3、氨循环CO部分循环周而复始，有利于提高利用与回收率。 2 氨碱厂工艺操作中存在着人们熟悉的氨循环及CO的部分循环。 2 氨循环的路线是，母液在蒸氨塔中蒸出气态氨，在吸氨塔内被盐水吸收，制成氨盐水， 碳化塔，从塔底取出碱浆，经过滤，此时游离氨已有75%左右转化为结合氨，两者同时送入 存在于滤液中，滤液再送往蒸氨塔蒸馏出氨，进入下一个循环。 碳化尾气带出的氨，约为氨盐水总氨量的8——9%，除钙塔(或净氨塔)被盐水洗涤下来，返回系统。重碱带走的小部分铵盐在煅烧炉内加热分解，氨在炉气处理过程进入冷凝液及洗水中，并入主物料流回收。 二氧化碳部分循环的路线分为两个支路:一是氨盐水碳酸化制成的重碱经煅烧炉煅烧，分解出浓的CO气即炉气，处理后送入碳化塔;二是出碱液分离下来的滤液，送至蒸氨塔上2 部的加热分解短，蒸出的CO等气、汽混合气，浓缩后，被吸收制成氨盐水，送到碳化塔制2 碱，这样周而复始，循环往复。由于有大部分CO转入产品，需以窑气补充CO故称为部分22循环。 由于氨与CO都是循环利用的，必须尽可能提高它们的利用率与回收率，使各工序协调2 一致，整个系统处于均衡文稳定的工况下，同时要杜绝物料的跑冒滴漏和逸散损失。通过掌握氨及CO在系统的正常流转及其化合物形式的转变，注意中间产品的存量，以抓住生产的2 中心环节，带动工艺管理工作。 其中特别重要的是，对煅烧炉气要最大限度地回收利用，而不使泄露及稀释。这对于提高产量、产率都有重要作用。此外，氨碱法经历了百余年的历史，制碱技术在不断的进步，日益成熟，制碱工作者在实践中，也积累了许多宝贵的经验，有些经验的获得甚至是付出过 很大代价的。例如:制碱过程中U形管液封，溢流管应用较多，气升效应，虹吸效应，浆液悬浮，气阻效应等等理论及应用都是来之不易的。现今制碱工作者可以通过捷径学习理解，应对这些细节给于足够的注意和重视，尽快掌握应用并大力开拓更新的技术，为氨碱法纯碱生产开辟更加广阔的空间。 4、具有特色盐硝联产的纯碱生产车间划分及工艺流程(如广东南方制碱有限公司)。 A、盐硝车间 ?生产目的:回收原料卤水中的NaSO生产工厂副产品;对回收NaSO后的卤水进行处理生2424 产满足碱要求的饱和粗盐水。 ?工艺流程简述:来自硝盐矿车间和从中堂盐矿购进的原料卤水混合进入氨蒸发器，由液氨蒸发间接冷冻降温度，产生NaSO?10HO结晶后进入沉硝罐。经自然沉降分离后，脱硝卤242 水经过预冷器降低进入氨蒸发器的原料卤水的温度后，进入制盐多效蒸发器，以来自热电车间低压蒸汽为热源，蒸发浓缩产生固体盐结晶。浓缩后的悬浮液进入溶盐系统与大部分的脱硝盐水混合，利用盐结晶的重新溶解使脱硝卤水成为饱和粗盐水。饱和粗盐水经旋液分离器夹带的盐结晶后被送至重碱车间盐水岗位，用于纯碱生产。 在沉硝罐内沉淀下来的NaSO?10HO晶浆经过过滤机分离出大部分卤水(即滤液(该242 滤液与原料卤水混合)后，进入热溶设备，用低压蒸汽和水重新溶解。溶液进入提硝多效蒸发器，以热电车间送来的低压蒸汽为热源蒸发浓缩生成NaSO结晶。蒸发悬浮经离心机进行24 固液分离，液体经母液池最终返回原料卤水贮罐，结晶则进入干燥器，与鼓风机送进的热空气直接接触干燥后成为工厂副产品包装出厂。离开干燥器的热空气经旋风除尘、水膜洗涤后排空。 B、石灰车间 ?生产目的:利用无烟块煤或焦碳燃烧的热量，把原料石灰石分解并对分解产生的氧化钙进行消化，生产二氧化碳和石灰乳。对重碱车间来的蒸馏废液进行物理处理，进行固液分离，清废液外排，固体(碱渣)装船外运或综合利用。 ?工艺流程简述:采购进厂的石灰石和无烟煤块按照一定的比例混合后进入石灰窑，通过鼓风机把空气从石灰窑底部进入，使无烟块煤或焦碳和石灰石燃烧，利用无烟煤块燃烧产生的热量令石灰石分解成为二氧化碳、氧化钙。二氧化碳气从石灰窑顶离开并经过窑气净化系统除尘处理后到重碱车间压缩岗位;氧化钙则从石灰窑底离开后进入化灰机，与热水混合消化成石灰乳送至重碱车间蒸吸和盐水岗位，分离出来的未分解石灰石则返回石灰窑再次利用。 从重碱送来的废液与二氧化碳在中和塔内直接接触吸收，调节废液的pH，并分离出大颗粒砂子后，加入絮凝剂聚丙烯酰胺，进入澄清桶自然沉降分离，上层清废液经加盐酸中和，调节pH调节到6-9，经泵送到8km外的墩头基涌排放，下层的悬浮液进行板框压滤后，液体返回澄清桶，碱渣装船外运，或进行综合处理(生产土壤改良剂)。 C、重碱车间 ?生产目的:生产重碱(碳酸氢钠)并送煅烧车间。 ?工艺流程简述:利用盐硝送来的粗盐水经过石灰纯碱法精制合格的精盐水,盐泥增稠后排放。利用来自热电车间的中压蒸汽及压缩机排放的乏汽，经过减温或减压，分别送煅烧、小苏打使用。利用精盐水、二氧化碳气和采购的液氨，生产中间产品碳酸氢钠，并送往煅烧车间;利用来自石灰车间的石灰乳、压缩岗位送来的低压蒸汽回收生产母液中的氨，循环用于碳酸氢钠的生产，并产生蒸馏废液，送往石灰车间净化岗位处理。 D、煅烧车间 ?生产目的:以重碱车间送来的中压蒸汽为热源，与重碱车间送来的重碱(碳酸氢钠)进行间接换热加热分解成纯碱，产生的二氧化碳循环再利用，纯碱按各种规格进行包装。 ?工艺流程简述:来自重碱车间的碳酸氢钠结晶在轻灰煅烧炉内与中压蒸汽间接换热，产生分解反应，生成纯碱产品，并分解出二氧化碳和水，从轻灰炉出来的轻灰进行凉碱炉进行降 温，降温后送至包装岗位进行分类包装;如生产重质纯碱，从轻灰炉出来的纯碱进入水合机与喷洒的脱盐水混合形成NaCO?HO(目的:产生重结晶和造粒)，出来的水合碱进入重灰232 煅烧炉与蒸汽间接换热，除去水分，再经过凉碱炉的降温，送至包装岗位进行分类包装。从轻灰炉出来的气体以过旋风分离器回收纯碱，气体进入水封槽，回收碱液送重碱盐水岗位用，气体经螺旋板冷却器回收氨后，二氧化碳送压缩岗位。 E、热电车间 ?生产目的:通过阴、阳离子交换树脂及反渗透装置，利用进厂的自来水或直流水(江水)生产脱盐水，用于锅炉产蒸汽以及纯碱工艺生产;在锅炉内，利用烟煤和无烟煤混合燃烧产生的热量生产蒸汽用于纯碱、芒硝工艺生产及汽轮机发电;汽轮机发电供应全厂使用。 ?工艺流程简述:进厂的自来水或直流水依次经过机械过滤器(去除机械杂质)、反渗透装置(去除有机杂质)、阳离子交换床(去除阳离子)和阴子交换床(去除阴离子)后成为脱盐水(阴、阳离子交换床分别在运行周期末期用烧碱、盐酸再生，再生水形成排放废水)，部分送至纯碱工艺生产使用，其余进入锅炉除氧器后成除氧水。除氧水一部分送至纯碱工艺生产使用，剩余部分作为锅炉给水进入锅炉。 采购进厂的烟煤和无烟煤依据质量情况按照一定比例混合后在球磨机内被磨碎成粉，进入锅炉燃烧，释放出热量，加热锅炉给水产生过热蒸汽。锅炉烟气夹带着燃烧后的煤灰先进入旋风除尘器(干法分离)去除大部分煤灰(经干灰埋刮板排出系统成为干煤灰〉，再进入水膜脱硫塔，与含有氧化钙和氢氧化钙的碱性水直接接触进行除尘脱硫后排空。水膜脱硫塔的水夹带冲洗下来的煤灰进入沉淀池分离煤灰后循环使用。 锅炉产生的过热蒸汽一部分送至纯碱工艺生产使用，剩余部分进入汽轮发电机进行发电，在汽轮机的某个压力位置，一部分蒸汽被抽取出来用于芒硝工艺生产，其余蒸汽完成发电后被冷凝为冷凝水，返回锅炉使用。 5、老三大碱厂的主要工艺设备特点趋于工艺优化稳定(如唐山三友、连云港碱厂)。 在设计上采用了诸多新的工艺技术:1)、石灰纯碱法精制盐水首次在国内使用，该法具有流程短、设备少、操作弹性大、设备结疤轻、精盐水质量稳定、一次性投资省等优点。2)、首次在国内使用?2800mm内冷式吸收塔，该塔具有操作方便、弹性大、生产能力大等特点。3)、首次在国内使用固相水合法生产重质纯碱，并取得了显著的成果。 大型及新型设备的采用，使大型碱厂的设计生产更加趋于合理，1)、?24.5m大型高效盐水澄清桶具有设备直径大，生产能力大，澄清效果好，结构先进，效率高等性能特点。2)、?2800mm内冷式吸氨塔塔高32.18m，下部为氨盐水储存段，中部为冷却吸收段，上部 为洗涤段。冷却管为?51×1.5mm钛管，出塔氨盐水,70?，生产能力可达1000t/d以上。 223)、?3m/?3.4m异径碳化塔塔高29.895m，全容积207m，冷却面积1379m，27块塔板， 2固定花板，钛冷却管?63×2mm。4)、20m不锈钢滤碱机、?3.6m轻灰蒸汽煅烧炉、?2.5m水合机、?3.2m重灰煅烧炉、?3.2m沸腾凉碱炉、螺旋板氨气冷凝器、?3.2m蒸馏塔、?3m化灰机、80m长链板运灰机、大型蒸汽驱动离心式压缩机、?10m纯碱筒仓等大型设备在国内均属于第一次设计和使用。 大型氨碱厂在原设计上均采用了当时最为先进的工艺路线，在生产过程的关键环节均采用国内先进技术，也使整体纯碱生产技术水平有了进一步的提高;主要包括: (1)在石灰石工序采用大型竖式混装窑,这种窑具有生产能力大、热效率高等优点。上料采用PC机程序控制,大幅度降低了石灰石和焦碳的消耗.该装置是当前国内氨碱法纯碱生产企业采用的单台生产能力最大的混装窑; (2)在盐水精制工序采用一步法精制盐水。与传统的石灰碳酸铵法相比,该法具有工艺流程短、设备结疤轻、盐水质量稳定、产品质量高、精制过程中不产生CNH、有利于提高NaCl3 该设备集絮凝反应区、沉淀浓缩区、沉降区、转化率等优点。在澄清工序采用双锥形澄清桶, 清液区于一体,结构紧凑。 (3)在吸氨工序采用了在吸氨塔中设置冷却水箱的内冷吸氨塔。经实践证明,内冷吸氨塔具有以下优点:?简化了流程;?动力消耗少,运行费用低;?生产能力大,操作弹性大;?吸收效率高,尾气含氨低;?冷却效率高,冷却水消耗少。 ?生产能力大;?冷却效率高;(4)在碳化工序采用异径菌帽碳化塔。该塔具有以下优点: ?转化率高,碳化转化率75%左右;?结晶质量好。 (5)在蒸氨工序采用正压蒸馏流程,使用的是直径3.2米,高35.37米的大型母液蒸馏塔。 (6)在滤碱工序采取了在滤碱洗水中添加助滤剂的措施,并取得了以下效果:?使过滤后重碱水份降低了 1%~5%,盐份也有所降低;?煅烧用中压蒸汽约降低30~170kg/t;?洗水量减 3少0.05~0.15m/t;?提高了滤过机及煅烧炉的能力。 (7)为了进一步适应市场竞争、满足国内外各类用户提出的质量要求,从德国引进了离心机、流化床等关键设备,增加了200 kt/ a 的低盐重质纯碱装置。引进德国筛得力公司SHS1002/1090ZK 型双级柱锥式离心机,对真空过滤后重碱进行二次分离。在不加洗水的条件下,分离后重碱水份降到12.3%,盐份比分离前降低0.11%。使用后降低了重碱水份和盐份,提高了产品质量,节约了能源,提高了煅烧炉生产能力,而且还可以大规模生产优质低盐纯碱。 (8)在煅烧工序使用的?3600×30000 外返碱蒸汽煅烧炉,是目前生产能力最大的国产煅烧炉,生产能力 800t/d,采用变频调速控制其转速,可大大缓解前工序波动对后工序的影响。 (9)在凉碱工序采用沸腾式凉碱炉?4000/?3200×8000,它是将 160?的高温纯碱在流化状态下,与冷却水进行间壁换热,将高温纯碱降温到70?。该方法具有操作方便,运转可靠, 生产费用低,基本可以实现无人操作。 生产能力大, (10)生产系统中自动化技术的应用，使纯碱生产更加趋于稳定。主要的纯碱生产工艺过程控制有:?针对石灰窑上料系统中存在的问题,采用C-200H PC机取代原继电器连锁系统,计算出布料器转动的最佳角度,达到了窑内煅烧物料分布均匀的目的,从而大幅度提高了窑气浓度,降低了石灰石和焦碳消耗。?选用日本横河公司生产的DCS产品—μXL集散系统取代煅烧工序常规仪表控制,实现了煅烧工艺指标的优化,提高了生产效率,降低了消耗。?在碳化工序选用日本横河自动化有限公司的最新一代超大规模集散控制系统CENTUM-CS。采用该系统可以对碳化操作进行优化控制,还可以通过系统内部的运算功能,实现各塔的平衡进气,对进一步改善碳化操作指标起到了重要作用。 、引进国外纯碱装置结合国内氨碱法生产纯碱先进工艺特点(如山东海化纯碱厂)。 6 对于工艺流程与老氨碱厂基本工艺非常接近，采用了海水化盐、石灰——碳酸铵法精制盐水、外冷式吸氨塔、泡罩蒸氨塔、碳化滤过、轻灰煅烧、沸腾凉碱、半自动化包装等工艺 2和设备。从民主德国引进了九台筛板型碳化塔，四台32m真空过滤机，五台大型蒸汽煅烧炉等设备;筛板型碳化塔上部吸收段直径?3000mm，高15750mm，共有12块筛板，板上有99个?40mm筛孔和一个?600mm溢流管，塔板开孔率1.76%。下部塔径?2800mm，有8个水箱，总高12790mm，水箱之间有笠帽，共10个，冷却用钛管，规格为?63×2mm，每个水箱 2有303根小管，总冷却面积1400m，在第5和第6水箱之间有中段气进口，在第11圈，即 22变径圈有上段气进口，全塔总高28.55m。32m滤碱机过滤面积32m，转鼓?2.5×4.41m，由不锈钢焊接而成，转鼓外圆周上有等距的28根轴向长筋，将转鼓分为28个“蜂房”，不用滤布，用不锈钢滤网，错气头的静环用石墨材质，密封性能好。蒸汽煅烧炉内径?3000mm， 2长30m，加热面积2900m，主电机132KW，工作时转速7r/min，炉前带双轴桨式预混器。进气压力3.2MPa，进汽温度260?，出碱温度210-220? ,炉头出气温度105?，蒸汽消耗?1.4t/t碱，返碱比1:2.7。引进废液管道清扫器，用在4.3Km长，DN500mm的废液管内清 3除结疤，效果良好。螺杆压缩机的型号为LG63C-430/3.8，打气量430m/min，出口压力 30.38MPa，配2000KW汽轮机驱动;离心式真空机的型号为D630-32，抽气量630m/min，配664KW汽轮机，617r/min。在自动化控制方面均采用了最先进的自动调节控制系统，如盐水 的杂水温度自动调节;石灰窑上料、称量、出料等程序控制;母液蒸馏，选用可清洗PH计测量调和液槽出口液，调节塔顶灰乳进量，中部温度调节进汽量;吸氨氨盐水温度调节冷却水量;碳化进气、进液的自动调节，出碱温度调节进水量;滤过盐分自动分析，自动调节洗水量;煅烧预混器温度自动调节进重碱量，以及出碱温度自动调节进汽量，和一整套开炉停炉自动联锁装置;压缩系统的一整套自动报警、联锁、压力自调等装置;还有窑气和碳化尾气中CO红外线自动分析仪等装置。 2 纯碱生产工艺流程为: ?????? ?????? ????? ????? ?原盐 ? ?海水 ? ?石灰石? ?焦炭 ? ?????? ?????? ????? ????? ? ? ? ? ?????? ? ????? ?化盐 ?????? ?石灰窑???? ?????? ????? ? ? ? ? ?????? ????? ? ?除镁 ???????????????????化灰 ? ? ?????? ????? ? ? ? ?????? ? ? ?一次澄清? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ???除钙 ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ?二次澄清? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ????? ? ? ?吸氨 ???????????????????蒸馏 ? ? ? ?????? ????? ? ? ? ?? ? ? ?????? ?? ???? ???碳化 ?????????????????????????压缩? ?????? ?? ???? ? ?? ? ?????? ?? ? ?真空过滤????????????????????? ? ?????? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ?轻灰煅烧??????????????????????????? ?????? ????? ?????? ? ??????水合 ???重灰煅烧? ? ? ????? ?????? ? ? ? ? ?????? ?????? ??????? ?凉碱 ? ?凉碱 ? ?废液排放 ? ?????? ?????? ??????? ? ? ? ?????? ?????? ??????? ?包装 ? ?包装 ? ? 渣汤 ? ?????? ?????? ??????? ? ? ?????? ?????? ?轻质纯碱? ?重质纯碱? ?????? ?????? 7、新中型氨碱厂引进荷兰阿克苏制碱工艺设备的特点(如内蒙古吉兰泰碱厂) 在工艺装置、设备选型、技术经济指标参数方面始终坚持高起点、高标准、高要求和立足国内、引进吸收的原则，该装置集中采用了一大批国内纯碱业近年来的新技术成果。如:大型Ø3000/3400×29895异径碳化塔;带抛料机的Ø2500×27000自身返碱蒸汽煅烧炉;废 液闪发器及废液余热回收;钛平板换热器用于氨盐水冷却及气体冷凝;传热及回收融于一体的Ø2800×32235大型内冷式吸氨塔;改良道尔式带有中心套筒的?15000×8000斜板式盐水澄清桶;石灰—纯碱法盐水精制工艺;大小机制配套的LG290/3.8电动螺杆CO压缩机;2钢及纯钛材制造的Ø2800×39110大型蒸氨塔;大型高效节能的Ø4800×29000石灰窑;?2500×19200化灰机新结构及热回收装置等。在充分利用了国内成熟的先进技术设备的同时，又引进了荷兰阿克苏公司的过滤、煅烧、重质化工艺技术;美国艾姆科公司引进了Ø2401× 22400(F=18.5m)滤碱机及仪表;瑞士苏尔寿公司引进了11725×2000×8000重灰沸腾干燥/冷却器;荷兰阿克苏公司引进了?3144×5210腰鼓式水合机;从德国哈菲尔公司引进了2NWEDO-DP-85(Q=900bag/h小袋和Q=15bag/h大袋)小袋包装机等技术和设备。这些先进技术设备的采用，提高了生产技术装备水平，使其在国内同行业中处于领先地位。 盐水工序增设了一台?8000×8600的粗盐水桶，可与原桶串联或并联使用，并对盐泥系统进行技术改造，增设一套盐泥压滤回收装置(XAE-F型化工专用板框压滤机)，盐泥经压滤回收盐装置，以满足生产要求和降低盐耗。吸收工序增设一台?12000×10760的氨盐水澄清桶，以提高产品质量，增加中间物料缓冲量，减少生产波动。石灰工序增设一座?4800×29000的石灰窑，以解决因石灰窑检修无备用窑时无法实现连续生产的问题，同时增设了一台?1500×15309的化灰机和一台外置式灰乳转筛，以解决化灰机检修时无法实现连续稳定 生产和灰乳含沙量大的问题。压缩工序将原列管式CO后冷却器改造为压降小的旋流板冷却2 塔，增设Ø1200×5435旋流板冷却塔两台与原列管换热器并联交换使用，以提高制碱用CO2的压力和换热效率。碳化工序增设一座?3000/3400×29895的碳化塔，以充分挖掘制碱设备的生产潜力，进一步优化工艺操作，并且五塔一组新编的碳化操作方式已经打破了纯碱行业传统制碱习惯，使其在生产能力和平稳操作方面有了新的突破，单塔制碱时间大大增加，也减少了各项损失，增产效益和节能效益非常可观。煅烧工序增设Dg100的中压蒸汽管线，并对滤碱机调速部分进行改造，使其生产能力提高，对煅烧炉返碱管及炉头密封进行了改造，使其生产能力大大提高，并对煅烧炉气冷却系统进行了改造，使其运行更加合理，完全满足生产需求。增设一台YL—2型凉碱机，以改善成品轻灰包装环境，降低了因高温包装编织袋老化损耗严重的问题，煅烧炉气系统改造解决了原工艺设计方面存在的缺陷，使制约生产的“瓶颈”彻底得到解决。包装工序增设了双层皮带运输线，以解决原设计单一产品生产线的不足，又增设了一台BFT-3型自动包装机，彻底解决了技改后的生产需求。对全厂污水进行了二次回收利用，回收污水用在冷却石灰窑气和压缩机出气CO上，不仅能够保护环境免受2 污染，而且更能促进我厂生产的发展。 8、新大型氨碱厂自主开发研究制碱生产工艺特点(如青海碱业、山东海天化工公司)。 100万吨/年纯碱项目采用先进的索尔维法(氨碱法)生产工艺，是目前世界上氨碱法制碱工艺单套装置能力最大的纯碱生产线。其主要特点是: 1).技术先进可靠，(1)盐水工序采用了石灰——纯碱法精制盐水(苛化一步法); 术;(3)碳化工序采用(2)吸收工序采用了现今最为高效的内冷与高低真空分开吸收塔技 了现金较为成熟的?3000/?3400×29895mm大型异径碳化塔技术;(4)蒸馏工序采用了引进?3000大型筛板蒸馏塔技术;(5)沸腾凉碱等技术属国内外最先进成熟的技术，因此其技术水平为国内外领先;(6)盐泥采用三层洗泥桶洗涤回收盐分，外排盐泥又采用板框式压滤机压滤回收盐分技术，均处于行业领先水平;(7)重质纯碱的生产采用固相水合和液相水合法两种先进工艺设备进行生产。(8)包装工序采用了现今最为先进的全自动包装机和全自动码垛机技术，大大降低了人工劳动强度。 32).设备高效大型化，(1)采用的主要设备盐水澄清桶直径为?24.5m，容积为2784m，为国内外同行业最高效的设备;(2)筛板蒸馏塔为天津渤海化工集团引进的俄罗斯专有技术;(3)异径碳化塔和?2800内冷吸收塔为中国成达化学工程公司开发的国内外纯碱行业最先进、生产能力最大的设备;(4)石灰窑直径5.3m高37.5m，化灰机直径3.0m，均为同行业生产能力最大和最先进的设备;(5)螺杆压缩机为上海压缩机有限公司生产的国内抽 气能力最大的435型螺杆压缩机，并采用蒸汽轮机驱动;(6)滤碱机为成都天保机械有限 2公司制造的国内外最先进的20m大型真空转鼓滤碱机;(7)轻灰煅烧炉为大连化工机械有限公司研制的国内最成熟的,3000×30000的蒸汽煅烧炉;(8)重灰煅烧炉为四川矿山机械有限公司生产的,2500×27000自身返碱蒸汽煅烧炉，该设备节能效果显著。(9)水合 144×5210腰鼓式水合机，该设备具有碱水混合均匀、不宜结疤、机采用的是引进设备,3 一水碱粒度大等特点。因此青海碱业装备水平非常先进。 3).自动化程度高，全厂生产控制采用计算机DCS系统，为国内外纯碱行业最先进的控制技术。 4).供热供电热电联产，部分中压蒸汽先经发电后降为低压蒸汽分级使用，能源利用率高。 5).广泛采用钛材、不锈钢、非金属材料，产品质量好，生产消耗低。100万吨/年纯碱项目按GB210.1—2004优等品重质纯碱设计，总碱量大于99.2%,氯化钠小于0.7%，铁份小于0.0035%，堆积密度大于0.9，粒度大于70%，符合出口标准，同时可以满足30万吨/年轻质纯碱和食品碱的需求。也同时能够满足40万吨/年I类优等品重质纯碱的需求，产品总碱量大于99.4%，氯化钠小于0.3%，铁份小于0.003%，堆积密度大于0.85，粒度大于75%，主要满足国际市场竞争和高端玻璃产品的原料需要。 6)制碱工艺更加完善可靠节能降耗。 (1)、盐水工序是制备合格的精盐水供吸收工序吸氨，并洗涤盐泥，尽量回收盐份，降低盐的消耗。盐水精制采用石灰-纯碱法工艺是首先将石灰乳与纯碱液(其中含有部分 -HCO)反应生成苛化液，将苛化液与饱和粗盐水反应，经一次澄清即可获得合格的精盐水。3 该工艺的优点是:工艺流程短，设备台数少，操作简单，投资省，精盐水质量高。化盐方式采用了地下化盐的方式，化盐池位于盐堆场边，用推土机将盐推入化盐池，饱和粗盐水流入缓冲池内，用泵将饱和粗盐水打入反应罐。该工艺方案可省去了200米以上的高架栈桥和皮带及盐水厂房的化盐桶框架部分。在设备选型方面，选用?24.5m高效大型澄清桶二台，代替传统的道尔型澄清桶四台，节约了大量的投资。 (2)、石灰工序的任务是制备石灰乳和提供清洁的石灰窑气。其工艺流程国内各碱厂均大致相同。但在石灰窑的操作控制方面，实现了PLC自动控制。从自动配焦、自动上料、窑顶上下钟帽的开合、分石器的布料等均为自动操作。在石灰窑的设备选型上，对原φ7200/φ4800窑进行改造，改成为φ7200/φ5300窑，该窑为现今纯碱行业中最为先进和生产能力最大的石灰窑。化灰机也采用?3.0m的大型化灰机，窑气洗涤塔和电除尘器均为行业领先 水平的设备，石灰工序采用的技术是国内纯碱工业数十年来的成熟可靠的生产技术。 (3)、蒸吸工序的任务是制备合格的氨盐水和从蒸馏母液回收氨。在传统的氨碱法工艺中，蒸氨塔均为菌帽式。由于蒸氨塔的结疤，生产操作一个月就必须停下来清塔，清塔工作繁重，工作环境差，利用机械工具人工清理，工人劳动量非常之大。采用引进俄罗斯技术筛板式蒸氨塔，使以前无法克服的恶劣繁重的清塔工作变得简单化、容易化，可以说这是彻底改变和克服菌帽式蒸氨塔的缺点一次革命。同时筛板式蒸氨塔具有操作稳定、操作弹性大、生产能力高的优点。采用菌帽式蒸氨塔需要8台，规格为φ3200;采用筛板式蒸氨塔仅需5台，规格为φ3000。吸氨塔是吸收工序的关键设备，吸氨塔在设计中选用了先进且运行可靠的?2800×45850mm内冷式吸氨塔，简化了流程，降低了换热器的维修工作量，既方便了操作，又降低了生产成本。另外母液与淡液分开蒸馏，蒸馏废液采用二级闪发技术，可以使每吨碱节约蒸汽300kg。淡液蒸馏后可作为脱盐水用于生产装置,节约淡水的消耗。对于蒸氨塔出气的冷凝冷却国内近十几年进行了许多的方案选择:最早为水箱式，冷却水消耗高，效率低，投资高，成本高。后来使用钛板换热器，由于板间距缝隙小，使其系统阻力降大，且通常易结疤，需经常酸洗或拆洗;也有选用螺旋板换热器进行氨气冷却的，用钛材价格贵，用双相钢耐腐蚀性能差且设备寿命短。随着国内钛工业的发展，当前该工况选用钛管式水箱换热器，该设备可直接布置在蒸馏塔顶，冷凝液自流回塔，总投资并不会增加，但是操作简单了，长期的运行费用减少了。 (4)、碳化工序是将氨盐水与CO气(来自石灰窑的窑气CO，38,40%;和来自轻灰22 煅烧炉的炉气CO，83,87%)在碳化塔中逆流接触反应生成NaHCO结晶，再经转鼓真空过23 滤机将结晶与母液分离，母液送到蒸吸车间，循环使用，滤饼(重碱)送往煅烧车间。碳化的主要反应原理是，液体在碳化塔上半部吸收CO，达到饱和、过饱和生成细小的结晶，在2 下半部继续吸收CO，结晶逐渐长大，为提高NaCl的转化率，降低NaHCO在液体中的溶解23度，碳化塔的下半部设有水箱，用冷却水将反应热移走。碳化塔一组一般不超过5台，因此碳化塔规格的选择要按工厂能力和塔的能力相匹配，并尽量减少塔的台数为原则。从索尔维开发出的塔型到目前的塔型变化不大，俗称笠帽式碳化塔，塔的下部为冷却水箱，但塔的规格逐渐放大。该塔的系列规格大致有:φ1000、φ1600、φ2000、φ2500、φ3000/φ3400等。其中我国化工部第八设计院开发的φ3000/φ3400异径笠帽式碳化塔是代表着我国最先进的碳化技术水平，已在国内大型的纯碱企业大量采用，技术装备成熟可靠。除了笠帽式碳化塔外，尚有德国开发了筛板式碳化塔，该塔的结构为塔上半部的笠帽改换为筛板，其它型式不变。但由于液体在塔内停留时间短，其结晶粒度较细，转化率相对也较低一点。如筛板 碳化塔的结晶沉降时间一般在200秒以上，转化率一般小于73%。而φ3000/φ3400异径笠帽碳化塔的结晶沉降时间一般小于200秒，大约在180秒以下，而转化率一般均大于73%，故采用φ3000/φ3400异径笠帽式碳化塔。 (5)、滤过工序是纯碱生产的重要环节之一，主要是利用滤碱机将碳化的结晶与母液分离，母液送到蒸吸工序，循环使用，滤饼(重碱)送往煅烧工序。滤碱机是制碱生产中重要的设备之一;以往的滤碱机转鼓和碱液槽的材料均为铸铁，耐腐蚀性较差，现在一般采用316L不锈钢制造，错气盘也采用了特殊材料，不仅耐腐蚀、密封性好，还提高了通道面积，相应提高了生产能力，降低了真空度。 (6)、轻灰、重灰工序的任务是将湿的重碱在蒸汽煅烧炉内加热分解，制成轻质纯碱，根据市场情况或经凉碱后送去包装，或送去重灰工序。十几年前选用大型外返碱煅烧炉有的从日本引进，有的从德国引起，价格显然比较高。近年来国内设计制造的φ3m炉经过改造和试用，其炉能力、机械性能等均可同国外设备相比，因而选用国内生产φ3m×30m外返碱回转式蒸汽煅烧炉，其公称能力为600吨/日，选用六台，开五备一。轻灰凉碱以往选用沸腾炉，炉气粉尘难以处理，不仅浪费产品，而且污染环境。设计选用双螺旋推料式凉碱机，冷却效果好且无粉尘污染，流程短操作简单。设置炉气洗涤塔，不仅净化炉气，防止炉气管道结疤，还能降低炉气温度。洗涤炉气碱尘的洗涤水可用于化碱后，再用于盐水精制。重灰生产工艺主要包括:固相水合法、挤压法、液相水合法。固相水合法流程短但不能降低产品中的盐份，且粒度不好。挤压发世界上用的不多，省水但产品粒度不太好，也不能降低碱中的盐份，车间碱尘大。液相水合其工艺流程较固相水合法长、操作复杂些。但液相水合制取的重质纯碱质量上有一个突出的优点是产品盐份低且粒度均匀，可使产品中的盐份由0.7%~0.8%降到0.3%以下，真正达到国际标准的优质产品。该装置选固相水合法和液相水合法两种方法制重灰，这样可以根据用户的需求安排生产。 (7)、近几年重灰煅烧凉碱方案大多选用德国沸腾床，该工艺是将干燥、冷却、分级在一个设备中完成，流程简单产品粒度好。但电耗量大，能耗高，提高了产品成本。该工艺是综合了引进技术的精华，博众家之长，干燥仍采用操作平稳的回转式蒸汽煅烧炉，冷却用国产化的沸腾床。重灰炉气冷凝塔传统上多用铸铁塔，效率低又笨重，选用波纹管换热器，设备小巧，投资省。固相水合法生产重灰石八十年代从荷兰AKZO公司引进，现在已在我国大量采用，技术成熟可靠。液相水合法生产重灰是由生产低盐优质重质纯碱的方法，由天津渤海化工设计院设计，目前完全掌握此项技术的企业在国内并不多，该生产技术是生产低盐优质重灰的关键所在。 (8)、压缩工序是将轻灰煅烧工序来的炉气、石灰工序来的窑气压缩到一定压力，分别经炉气冷却器和窑气冷却器冷却后送往碳化工序。过去一直使用往复式压缩机，能力小，电耗高，维修工作量大，现已逐步被淘汰。离心式压缩机适用于大型碱厂，但对窑气的含尘量要求较严，维修量较大，还需要二级压缩二级冷却。随着国内螺杆压缩机技术的不断成熟，其在纯碱厂的应用越来越多，现已形成产品规格系列化。螺杆压缩机对窑气的含尘量没有离心机苛刻，维修工作量小，单机压缩可达4.8Mpa(A)。所以大型纯碱厂选用螺杆压缩机是适合的。压缩工序采用的技术是国内纯碱工业数十年来的成熟可靠的生产技术。 第五节 溶液浓度的表示方法及其换算 一、浓度的几种表示方法 1、百分比浓度(%) 用溶质的质量占全部溶液质量的百分比来表示溶液的浓度，叫做质量百分比浓度，简称百分比浓度。 百分比浓度=溶质的质量/溶液的质量×100% =溶质的质量/(溶质的质量+溶剂的质量) ×100% 例1、把146gNaCL溶解在500g水中，求所得溶液的百分比浓度是多少, 解:百分比浓度=146/(146+500)×100%=22.6% 例2、 配制20%的NaCL溶液400g，需要NaCL和水各多少g, 解:NaCL量=400×20%=80g 水量=400—80=320g 2、克/升浓度(g/l) 在生产中，有时量取溶液的体积比称取溶液的重量方便，以1L溶液中所含溶质的g数来表示溶液的浓度，叫做克/升浓度。 克/升浓度=溶质的克数(g)/溶液的体积(l) 3、摩尔浓度(mol/l) 以1L溶液中所含溶质的mol数来表示溶液的浓度，叫做摩尔浓度。 摩尔浓度=溶质的mol数/溶液的体积(l) 式中:溶质的mol数，等于溶质的质量(g)除以其mol质量(g/mol)，其中溶质的mol质量就是以g 为单位，数值上等于该溶质的分子量。例如:NH 17 g/mol;HO18 g/mol;32CO44 g/mol;NaCL58.5 g/mol等等。 2 例3、 每升溶液中含有NaCL210g，求此溶液的摩尔浓度,若取这种溶液200ml ,问其 中含有NaCL多少摩尔, 解:摩尔浓度=210?58.5=3.59(mol/l) NaCL含量=3.59×200/1000=0.718 (mol) 4、当量浓度(N) 当量浓度是以1升溶液中所含有溶质的克当量数来表示的。 当量浓度(N)=溶质的克当量数/溶液的体积(L) 当量浓度在数值上等于摩尔浓度乘以化合价，即N= mol/L×化合价 例如:1 mol浓度的NaCO(106g/l)等于2N。 23 5、滴度(tt) 滴度是盐碱行业常用的浓度单位，是以当量浓度(N)的1/20为单位来表示的浓度，即 1N等于20tt。 6、ppm浓度 -6 ppm表示百万分之一，即10。用溶质的质量占溶液质量的百万分比来表示溶液的浓度， 叫做ppm浓度。 -6 Ppm浓度=溶质的质量/溶液的质量×10 例如:10ppm即为百万分之十。 二、溶液浓度的换算 1、由克/升浓度换算成百分比浓度 百分比浓度=克/升浓度/(溶液密度×1000)×100% 3 例1:在20?的盐水溶液中，NaCL溶解度为313.93g/l溶液密度1196kg/m，求其百分 比浓度。 解:NaCL浓度=313.93/1196×100% =26.25% 2、由百分比浓度换算成克/升浓度 g/l浓度=100×密度×百分比浓度 例2:某溶液密度为1.2kg/l时含NaCL18.5%，问每升溶液中含NaCL多少克, 解:NaCL浓度=1000× 1.20× 18.5%=222g/l 3、由百分比浓度换算成摩尔浓度 摩尔浓度=1000×密度×百分比浓度/溶质摩尔质量 例3:某溶液中含NHCL18%时密度是1.13kg/l，问其中的NHCL的摩尔浓度是多少,是44多少g/l, 解:NHCL摩尔浓度=1000×1.13×185/53.5=3.8mol/l=53.5×3.8=203.4g/l 4 4、由摩尔浓度换算成百分比浓度 百分比浓度=溶质摩尔质量×摩尔浓度/(1000×溶液密度)×100% 例4:某溶液中含氨4.6mol/l时密度是1.13kg/l，问溶液中氨的百分比浓度是多少, 310m溶液含氨多少千克, 解:?氨浓度=17×4.6/(1000×1.13)×100%=6.92% ?含氨量=1000×1.13×6.92%×10=782kg 或=17×4.6×10=782kg 5、由ppm换算成百分比浓度 6 百分比浓度=ppm?10×100% 3例5:某溶液中含水不溶物600ppm，若用百分比浓度表示是多少,10 m溶液中含水不溶物多少kg,(溶液密度1.2 kg/l) 6解:?百分比浓度=600?10×100%=0.06% ?水不溶物含量=1000×1.20×10×0.06%=7.2kg 例6:溶液中含NaCO20tt，求此溶液中NaCO的摩尔浓度,该溶液中每升含NaCO多232323少克, 解:摩尔浓度=20?20?2=0.5mol/l NaCO含量=106×0.5=53g/l 23 3例7:某溶液中含NH112tt，求此溶液中NH 的摩尔浓度,该溶液15 m含NH多少kg, 333 解:?摩尔浓度=112?20?1=5.6 mol/l ?NH含量=17×5.6×15=1428 kg 3 电厂分散控制系统故障分析与处理 作者: 单位: 摘要:归纳、分析了电厂DCS系统出现的故障原因，对故障处理的过程及注意事项进行了说明。为提高分散控制系统可靠性，从管理角度提出了一些预防措施建议，供参考。 关键词:DCS 故障统计分析 预防措施 随着机组增多、容量增加和老机组自动化化改造的完成，分散控制系统以其系统和网络结构的先进性、控制软件功能的灵活性、人机接口系统的直观性、工程设计和维护的方便性以及通讯系统的开放性等特点，在电力生产过程中得到了广泛应用，其功能在DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系统成功应用的基础上，正逐步向MEH、BPC、ETS和ECS方向扩展。但与此同时，分散控制系统对机组安全经济运行的影响也在逐渐增加;因此如何提高分散控制系统的可靠性和故障后迅速判断原因的能力，对机组的安全经济运行至关重要。本文通过对浙江电网机组分散控制系统运行中发生的几个比较典型故障案例的分析处理，归纳出提高分散系统的可靠性的几点建议，供同行参考。 1 考核故障统计 浙江省电力行业所属机组，目前在线运行的分散控制系统，有TELEPERM-ME、MOD300，INFI-90，NETWORK-6000， MACS?和MACS-?，XDPS-400，A/I。DEH有TOSAMAP-GS/C800， DEH-IIIA等系统。笔者根据各电厂安全简报记载，将近几年因分散控制系统异常而引起的机组故障次数及定性统计于表1 表1 热工考核故障定性统计 2 热工考核故障原因分析与处理 根据表1统计，结合笔者参加现场事故原因分析查找过程了解到的情况，下面将分散控制系统异常(浙江省电力行业范围内)而引起上述机组设备二类及以上故障中的典型案例分类浅析如下: 2.1 测量模件故障典型案例分析 测量模件“异常”引起的机组跳炉、跳机故障占故障比例较高，但相对来讲故障原因的分析查找和处理比较容易，根据故障现象、故障首出信号和SOE记录，通过分析判断和试验，通常能较快的查出“异常”模件。这种“异常”模件有硬性故障和软性故障二种，硬性故障只能通过更换有问题模件，才能恢复该系统正常运行;而软性故障通过对模件复位或初始化，系统一般能恢复正常。比较典型的案例有三种: (1)未冗余配置的输入/输出信号模件异常引起机组故障。如有台130MW机组正常运行中突然跳机，故障首出信号为“轴向位移大?”，经现场检查，跳机前后有关参数均无异常，轴向位移实际运行中未达到报警值保护动作值，本特利装置也未发讯，但LPC模件却有报警且发出了跳机指令。因此分析判断跳机原因为DEH主保护中的LPC模件故障引起，更换LPC模件后没有再发生类似故障。另一台600MW机组，运行中汽机备用盘上“汽机轴承振动高”、“汽机跳闸”报警，同时汽机高、中压主汽门和调门关闭，发电机逆功率保护动作跳闸;随即高低压旁路快开，磨煤机B跳闸，锅炉因“汽包水位低低”MFT。经查原因系,1高压调门因阀位变送器和控制模件异常，使调门出现大幅度晃动直至故障全关，过程中引起,1轴承振动高高保护动作跳机。更换,1高压调门阀位控制卡和阀位变送器后，机组启动并网，恢复正常运行。 (2)冗余输入信号未分模件配置，当模件故障时引起机组跳闸:如有一台600MW机组运行中汽机跳闸，随即高低压旁路快开，磨煤机B和D相继跳闸，锅炉因“炉膛压力低低”MFT。当时因系统负荷紧张，根据SOE及DEH内部故障记录，初步判断的跳闸原因而强制汽机应力保护后恢复机组运行。二日后机组再次跳闸，全面查找分析后，确认2次机组跳闸原因均系DEH系统三路“安全油压力低”信号共用一模件，当该模件异常时导致汽轮机跳闸，更换故障模件后机组并网恢复运行。另一台200MW机组运行中，汽包水位高?值，?值相继报警后MFT保护动作停炉。查看CRT上汽包水位，2点显示300MM，另1点与电接点水位计显示都正常。进一步检查显示300MM 的2点汽包水位信号共用的模件故障，更换模件后系统恢复正常。针对此类故障，事后热工所采取的主要反事故措施，是在检修中有针对性地对冗余的输入信号的布置进行检查，尽可能地进行分模件处理。 (3)一块I/O模件损坏，引起其它I/O模件及对应的主模件故障:如有台机组 “CCS控制模件故障"及“一次风压高低”报警的同时， CRT上所有磨煤机出口温度、电流、给煤机煤量反馈显示和总煤量百分比、氧量反馈，燃料主控BTU输出消失，F磨跳闸(首出信号为“一次风量低”)。4分钟后 CRT上磨煤机其它相关参数也失去且状态变白色，运行人员手动MFT(当时负荷410MW)。经检查电子室制粉系统过程控制站(PCU01柜MOD4)的电源电压及处理模件底板正常，二块MFP模件死机且相关的一块CSI模件((模位1-5-3，有关F磨CCS参数)故障报警，拔出检查发现其5VDC逻辑电源输入回路、第4输出通道、连接MFP的I/O扩展总线电路有元件烧坏(由于输出通道至BCS(24VDC)，因此不存在外电串入损坏元件的可能)。经复位二块死机的MFP模件，更换故障的CSI模件后系统恢复正常。根据软报警记录和检查分析，故障原因是CSI模件先故障，在该模件故障过程中引起电压波动或I/O扩展总线故障，导致其它I/O模件无法与主模件MFP03通讯而故障，信号保持原值，最终导致 主模件MFP03故障(所带A-F磨煤机CCS参数)，CRT上相关的监视参数全部失去且呈白色。 2.2 主控制器故障案例分析 由于重要系统的主控制器冗余配置，大大减少了主控制器“异常”引发机组跳闸的次数。主控制器“异常”多数为软故障，通过复位或初始化能恢复其正常工作，但也有少数引起机组跳闸，多发生在双机切换不成功时，如: (1)有台机组运行人员发现电接点水位计显示下降，调整给泵转速无效，而CRT上汽包水位保持不变。当电接点水位计分别下降至甲-300mm，乙-250mm，并继续下降且汽包水位低信号未发，MFT未动作情况下，值长令手动停炉停机，此时CRT上调节给水调整门无效，就地关闭调整门;停运给泵无效，汽包水位急剧上升，开启事故放水门，甲、丙给泵开关室就地分闸，油泵不能投运。故障原因是给水操作站运行DPU死机，备用DPU不能自启动引起。事后热工对给泵、引风、送风进行了分站控制，并增设故障软手操。 (2)有台机组运行中空预器甲、乙挡板突然关闭，炉膛压力高MFT动作停炉;经查原因是风烟系统I/O站DPU发生异常，工作机向备份机自动切换不成功引起。事后电厂人员将空预器烟气挡板甲1、乙1和甲2、乙2两组控制指令分离，分别接至不同的控制站进行控制，防止类似故障再次发生。 2.3 DAS系统异常案例分析 DAS系统是构成自动和保护系统的基础，但由于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和安装调试质量的影响，DAS信号值瞬间较大幅度变化而导致保护系统误动，甚至机组误跳闸故障在我省也有多次发生，比较典型的这类故障有: (1)模拟量信号漂移:为了消除DCS系统抗无线电干扰能力差的缺陷，有的DCS厂家对所有的模拟量输入通道加装了隔离器，但由此带来部分热电偶和热电阻通道易电荷积累，引起信号无规律的漂移，当漂移越限时则导致保护系统误动作。我省曾有三台机组发生此类情况(二次引起送风机一侧马达线圈温度信号向上漂移跳闸送风机，联跳引风机对应侧)，但往往只要松一下端子板接线(或拆下接线与地碰一下)再重新接上，信号就恢复了正常。开始热工人员认为是端子柜接地不好或者I/O屏蔽接线不好引起，但处理后问题依旧。厂家多次派专家到现场处理也未能解决问题。后在机组检修期间对系统的接地进行了彻底改造，拆除原来连接到电缆桥架的AC、DC接地电缆;柜内的所有备用电缆全部通过导线接地;UPS至DCS电源间增加1台20kVA的隔离变压器，专门用于系统供电，且隔离变压器的输出端N线与接地线相连，接地线直接连接机柜作为系统的接地。同时紧固每个端子的接线;更换部份模件并将模件的软件版本升级等。使漂移现象基本消除。 (2)DCS故障诊断功能设置不全或未设置。信号线接触不良、断线、受干扰，使信号值瞬间变化超过设定值或超量程的情况，现场难以避免，通过DCS模拟量信号变化速率保护功能的正确设置，可以避免或减少这类故障引起的保护系统误动。但实际应用中往往由于此功能未设置或设置不全，使此类故障屡次发生。如一次风机B跳闸引起机组RB动作，首出信号为轴承温度高。经查原因是由于测温热电阻引线是细的多股线，而信号电缆是较粗的 单股线，两线采用绞接方式，在震动或外力影响下连接处松动引起轴承温度中有点信号从正常值突变至无穷大引起(事后对连接处进行锡焊处理)。类似的故障有:民工打扫现场时造成送风机轴承温度热电阻接线松动引起送风机跳闸;轴承温度热电阻本身损坏引起一次风机跳闸;因现场干扰造成推力瓦温瞬间从99?突升至117?，1秒钟左右回到99?，由于相邻第八点已达85?，满足推力瓦温度任一点105?同时相邻点达85?跳机条件而导致机组跳闸等等。预防此类故障的办法，除机组检修时紧固电缆和电缆接线，并采用手松拉接线方式确认无接线松动外，是完善DCS的故障诊断功能，对参与保护连锁的模拟量信号，增加信号变化速率保护功能尤显重要(一当信号变化速率超过设定值，自动将该信号退出相应保护并报警。当信号低于设定值时，自动或手动恢复该信号的保护连锁功能)。 (3)DCS故障诊断功能设置错误:我省有台机组因为电气直流接地，保安1A段工作进线开关因跳闸，引起挂在该段上的汽泵A的工作油泵A连跳，油泵B连锁启动过程中由于油压下降而跳汽泵A，汽泵B升速的同时电泵连锁启动成功。但由于运行操作速度过度，电泵出口流量超过量程，超量程保护连锁开再循环门，使得电泵实际出水小，B泵转速上升到5760转时突然下降1000转左右(事后查明是抽汽逆止阀问题)，最终导致汽包水位低低保护动作停炉。此次故障是信号超量程保护设置不合理引起。一般来说，DAS的模拟量信号超量程、变化速率大等保护动作后，应自动撤出相应保护，待信号正常后再自动或手动恢复保护投运。 2.4 软件故障案例分析 分散控制系统软件原因引起的故障，多数发生在投运不久的新软件上，运行的老系统发生的概率相对较少，但一当发生，此类故障原因的查找比较困难，需要对控制系统软件有较全面的了解和掌握，才能通过分析、试验，判断可能的故障原因，因此通常都需要厂家人员到现场一起进行。这类故障的典型案例有三种: (1)软件不成熟引起系统故障:此类故障多发生在新系统软件上，如有台机组80%额定负荷时，除DEH画面外所有DCS的CRT画面均死机(包括两台服务器)，参数显示为零，无法操作，但投入的自动系统运行正常。当时采取的措施是:运行人员就地监视水位，保持负荷稳定运行，热工人员赶到现场进行系统重启等紧急处理，经过30分钟的处理系统恢复正常运行。故障原因经与厂家人员一起分析后，确认为DCS上层网络崩溃导致死机，其过程是服务器向操作员站发送数据时网络阻塞，引起服务器与各操作员站的连接中断，造成操作员站读不到数据而不停地超时等待，导致操作员站图形切换的速度十分缓慢(网络任务未死)。针对管理网络数据阻塞情况，厂家修改程序考机测试后进行了更换。另一台机组曾同时出现4台主控单元“白灯”现象，现场检查其中2台是因为A机备份网停止发送，1台是A机备份网不能接收，1台是A机备份网收、发数据变慢(比正常的站慢几倍)。这类故障的原因是主控工作机的网络发送出现中断丢失，导致工作机发往备份机的数据全部丢失，而双机的诊断是由工作机向备份机发诊断申请，由备份机响应诊断请求，工作机获得备份机的工作状态，上报给服务器。由于工作机的发送数据丢失，所以工作机发不出申请，也就收不到备份机的响应数据，认为备份机故障。临时的解决方法是 当长时间没有正确发送数据后，重新初始化硬件和软件，使硬件和软件从一个初始的状态开始运行，最终通过更新现场控制站网络诊断程序予以解决。 (2)通信阻塞引发故障:使用TELEPERM-ME系统的有台机组，负荷300MW时,运行人员发现煤量突减，汽机调门速关且CRT上所有火检、油枪、燃油系统均无信号显示。热工人员检查发现机组EHF系统一柜内的I/O BUS接口模件ZT报警灯红闪，操作员站与EHF系统失去偶合，当试着从工作站耦合机进入OS250PC软件包调用EHF系统时，提示不能访问该系统。通过查阅DCS 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 以及与SIEMENS专家间的电话分析讨论，判断故障原因最大的可能是在三层CPU切换时，系统处理信息过多造成中央CPU与近程总线之间的通信阻塞引起。根据商量的处理方案于当晚11点多在线处理，分别按三层中央柜的同步模件的SYNC键，对三层CPU进行软件复位:先按CPU1的SYNC键，相应的红灯亮后再按CPU2的SYNC键。第二层的同步红灯亮后再按CPU3的同步模件的SYNC键，按3秒后所有的SYNC的同步红灯都熄灭，系统恢复正常。 (3)软件安装或操作不当引起:有两台30万机组均使用Conductor NT 5.0作为其操作员站，每套机组配置3个SERVER和3个CLIENT，三个CLIENT分别配置为大屏、值长站和操作员站,机组投运后大屏和操作员站多次死机。经对全部操作员站的SERVER和CLIENT进行全面诊断和多次分析后，发现死机的原因是:1)一台SERVER因趋势数据文件错误引起它和挂在它上的CLIENT在当调用趋势画面时画面响应特别缓慢(俗称死机)。在删除该趋势数据文件后恢复正常。2)一台SERVER因文件类型打印设备出错引起该SERVER的内存全部耗尽，引起它和挂在它上的CLIENT的任何操作均特别缓慢，这可通过任务管理器看到DEV.EXE进程消耗掉大量内存。该问题通过删除文件类型打印设备和重新组态后恢复正常。3)两台大屏和工程师室的CLIENT因声音程序没有正确安装，当有报警时会引起进程CHANGE.EXE调用后不能自动退出，大量的CHANGE.EXE堆积消耗直至耗尽内存，当内存耗尽后，其操作极其缓慢(俗称死机)。重新安装声音程序后恢复正常。此外操作员站在运行中出现的死机现象还有二种:一种是鼠标能正常工作，但控制指令发不出，全部或部分控制画面不会刷新或无法切换到另外的控制画面。这种现象往往是由于CRT上控制画面打开过多，操作过于频繁引起，处理方法为用鼠标打开VMS系统下拉式菜单，RESET应用程序，10分钟后系统一般就能恢复正常。另一种是全部控制画面都不会刷新，键盘和鼠标均不能正常工作。这种现象往往是由操作员站的VMS操作系统故障引起。此时关掉OIS电源，检查各部分连接情况后再重新上电。如果不能正常启动，则需要重装VMS操作系统;如果故障诊断为硬件故障，则需更换相应的硬件。 (4)总线通讯故障:有台机组的DEH系统在准备做安全通道试验时，发现通道选择按钮无法进入，且系统自动从“高级”切到“基本级”运行，热控人员检查发现GSE柜内的所有输入/输出卡(CSEA/CSEL)的故障灯亮, 经复归GSE柜的REG卡后，CSEA/CSEL的故障灯灭，但系统在重启“高级” 时，维护屏不能进入到正常的操作画面呈死机状态。根据报警信息分析，故障原因是系统存在总线通讯故障及节点故障引起。由于阿尔斯通DEH系统无冗余 配置，当时无法处理，后在机组调停时，通过对基本级上的REG卡复位，系统恢复了正常。 (5)软件组态错误引起:有台机组进行#1中压调门试验时，强制关闭中间变量IV1RCO信号，引起#1-#4中压调门关闭，负荷从198MW降到34MW，再热器压力从2.04MP升到4.0Mpa,再热器安全门动作。故障原因是厂家的DEH组态，未按运行方式进行，流量变量本应分别赋给IV1RCO-IV4RCO，实际组态是先赋给IV1RCO，再通过IV1RCO分别赋给IV2RCO-IV4RCO。因此当强制IV1RCO=0时，所有调门都关闭，修改组态文件后故障消除。 2.5 电源系统故障案例分析 DCS的电源系统，通常采用1:1冗余方式(一路由机组的大UPS供电，另一路由电厂的保安电源供电)，任何一路电源的故障不会影响相应过程控制单元内模件及现场I/O模件的正常工作。但在实际运行中，子系统及过程控制单元柜内电源系统出现的故障仍为数不少，其典型主要有: (1)电源模件故障:电源模件有电源监视模件、系统电源模件和现场电源模件3种。现场电源模件通常在端子板上配有熔丝作为保护，因此故障率较低。而前二种模件的故障情况相对较多:1)系统电源模件主要提供各不同等级的直流系统电压和I/O模件电压。该模件因现场信号瞬间接地导致电源过流而引起损坏的因素较大。因此故障主要检查和处理相应现场I/O信号的接地问题，更换损坏模件。如有台机组负荷520MW正常运行时MFT，首出原因“汽机跳闸"。CRT画面显示二台循泵跳闸，备用盘上循泵出口阀,86?信号报警。5分钟后运行巡检人员就地告知循泵A、B实际在运行，开关室循泵电流指示大幅晃动且A大于B。进一步检查机组PLC诊断画面，发现控制循泵A、B的二路冗余通讯均显示“出错”。43分钟后巡检人员发现出口阀开度小就地紧急停运循泵A、B。事后查明A、B两路冗余通讯中断失去的原因，是为通讯卡提供电源支持的电源模件故障而使该系统失电，中断了与PLC主机的通讯，导致运行循泵A、B状态失去，凝汽器保护动作，机组MFT。更换电源模件后通讯恢复正常。事故后热工制定的主要反事故措施，是将两台循泵的电流信号由PLC改至DCS的CRT显示，消除通信失去时循泵运行状态无法判断的缺陷;增加运行泵跳闸关其出口阀硬逻辑(一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度,30度，延时15秒跳运行泵硬逻辑;一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度,0度，逆转速动作延时30秒跳运行泵硬逻辑);修改凝汽器保护实现方式。2)电源监视模件故障引起:电源监视模件插在冗余电源的中间，用于监视整个控制站电源系统的各种状态，当系统供电电压低于规定值时，它具有切断电源的功能，以免损坏模件。另外它还提供报警输出触点，用于接入硬报警系统。在实际使用中，电源监视模件因监视机箱温度的2个热敏电阻可靠性差和模件与机架之间接触不良等原因而故障率较高。此外其低电压切断电源的功能也会导致机组误跳闸， 如有台机组满负荷运行，BTG盘出现“CCS控制模件故障”报警，运行人员发现部分CCS操作框显示白色，部分参数失去，且对应过程控制站的所有模件显示白色，6s后机组MFT，首出原因为“引风机跳闸”。约2分钟后CRT画面显示恢复正常。当时检查系统未发现任何异常(模件无任何故障痕迹，过程控制站的通讯卡切换试验正常)。机组重新启动并网运行也未发现任何问题。事后与厂家技术人员一起专题分析讨论，并利用其它机组小修机会对控制系统模拟试验验证后，认为事件原因是由于该过程控制站的系统供电电压瞬间低于规定值时，其电源监视模件设置的低电压保护功能作用切断了电源，引起控制站的系统电源和24VDC、5VDC或15VDC的瞬间失去，导致该控制站的所有模件停止工作(现象与曾发生过的24VDC接地造成机组停机事件相似)，使送、引风机调节机构的控制信号为0，送风机动叶关闭(气动执行机构)，引风机的电动执行机构开度保持不变(保位功能)，导致炉膛压力低，机组MFT。 (2)电源系统连接处接触不良:此类故障比较典型的有:1)电源系统底板上5VDC电压通常测量值在5.10,5.20VDC之间，但运行中测量各柜内进模件的电压很多在5V以下，少数跌至4.76VDC左右，引起部分I/O卡不能正常工作。经查原因是电源底板至电源母线间连接电缆的多芯铜线与线鼻子之间，表面上接触比较紧，实际上因铜线表面氧化接触电阻增加，引起电缆温度升高，压降增加。在机组检修中通过对所有5VDC电缆铜线与线鼻子之间的焊锡处理，问题得到解决。2)MACS-?DCS运行中曾在两个月的运行中发生2M801工作状态显示故障而更换了13台主控单元，但其中的多数离线上电测试时却能正常启动到工作状态，经查原因是原主控5V电源，因线损和插头耗损而导致电压偏低;通过更换主控间的冗余电缆为预制电缆;现场主控单元更换为2M801E-D01，提升主控工作电源单元电压至5.25V后基本恢复正常。3)有台机组负荷135MW时，给水调门和给水旁路门关小，汽包水位急速下降引发MFT。事后查明原因是给水调门、给水旁路门的端子板件电源插件因接触不良，指令回路的24V电源时断时续，导致给水调门及给水旁路门在短时内关下，汽包水位急速下降导致MFT。4)有台机组停炉前，运行将汽机控制从滑压切至定压后，发现DCS上汽机调门仍全开，主汽压力4260kpa，SIP上显示汽机压力下降为1800kpa，汽机主保护未动作，手动拍机。故障原因系汽机系统与DCS、汽机显示屏通讯卡件BOX1电源接触点虚焊、接触不好，引起通讯故障，使DCS与汽机显示屏重要数据显示不正常，运行因汽机重要参数失准手动拍机。经对BOX1电源接触点重新焊接后通讯恢复。5)循泵正常运行中曾发出#2UPS失电报警，20分钟后对应的#3、#4循泵跳闸。由于运行人员处理及时，未造成严重后果。热工人员对就地进行检查发现#2UPS输入电源插头松动，导致#2UPS失电报警。进行专门试验结果表明，循泵跳闸原因是UPS输入电源失去后又恢复的过程中，引起PLC输入信号抖动误发跳闸信号。 (3)UPS功能失效:有台机组呼叫系统的喇叭有杂音，通信班人员关掉该系统的主机电源查原因并处理。重新开 启该主机电源时，呼叫系统杂音消失，但集控室右侧CRT画面显示全部失去，同时MFT信号发出。经查原因是由于呼叫系统主机电源接至该机组主UPS，通讯人员在带载合开关后，给该机组主UPS电源造成一定扰动，使其电压瞬间低于195V，导致DCS各子系统后备UPS启动，但由于BCS系统、历史数据库等子系统的后备UPS失去带负荷能力(事故后试验确定)，造成这些系统失电，所有制粉系统跳闸，机组由于“失燃料”而MFT 。 (4)电源开关质量引起:电源开关故障也曾引起机组多次MFT，如有台机组的发电机定冷水和给水系统离线，汽泵自行从“自动”跳到“手动”状态;在MEH上重新投入锅炉自动后，汽泵无法增加流量。1分钟后锅炉因汽包水位低MFT动作。故障原因经查是DCS 给水过程控制站二只电源开关均烧毁，造成该站失电，导致给水系统离线，无法正常向汽泵发控制信号，最终锅炉因汽包水位低MFT动作。 2.6 SOE信号准确性问题处理 一旦机组发生MFT或跳机时，运行人员首先凭着SOE信号发生的先后顺序来进行设备故障的判断。因此SOE记录信号的准确性，对快速分析查找出机组设备故障原因有着很重要的作用。这方面曾碰到过的问题有: (1)SOE信号失准:由于设计等原因，基建接受过来的机组，SOE信号往往存在着一些问题(如SOE系统的信号分辨力达不到指标要求却因无测试仪器测试而无法证实，信号源不是直接取自现场，描述与实际不符，有些信号未组态等等)，导致SOE信号不能精确反映设备的实际动作情况。有台机组MFT时，光字牌报警“全炉膛灭火”，检查DCS中每层的3/4火检无火条件瞬间成立，但SOE却未捉捕到“全炉膛灭火”信号。另一台机组MFT故障，根据运行反映，首次故障信号显示“全炉膛灭火”，同时有“DCS电源故障”报警，但SOE中却未记录到DCS电源故障信号。这使得SOE系统在事故分析中的作用下降，增加了查明事故原因的难度。为此我省各电厂组织对SOE系统进行全面核对、整理和完善，尽量做到SOE信号都取自现场，消除SOE系统存在的问题。同时我们专门开发了SOE信号分辨力测试仪，经浙江省计量测试院测试合格后，对全省所属机组SOE系统分辨力进行全部测试，掌握了我省DCS的SOE系统分辨力指标不大于1ms的有四家，接近1ms的有二家，4ms的有一家。 (2)SOE报告内容凌乱:某电厂两台30万机组的INFI-90分散控制系统，每次机组跳闸时生成的多份SOE报告内容凌乱，启动前总是生成不必要的SOE报告。经过1)调整SEM执行块参数， 把触发事件后最大事件数及触发事件后时间周期均适当增大。2)调整DSOE Point 清单，把每个通道的Simple Trigger由原来的BOTH改为0TO1，Recordable Event。3)重新下装SEM组态后，问题得到了解决。 (3)SOE报表上出现多个点具有相同的时间标志:对于INFI-90分散控制系统，可能的原因与处理方法是:1)某个SET或SED模件被拔出后在插入或更换，导致该子模件上的所有点被重新扫描并且把所有状态为1的点(此时这些点均有相同的跳闸时间)上报给SEM。2)某个MFP主模件的SOE缓冲区设置太小产生溢出，这种情况下，MFP将会执行内部处理而复位SOE，导致其下属的所有SET或SED子模件中，所有状态为1的点(这些点均有相同跳闸时间)上报给了SEM模件。处理方法是调整缓冲区的大小(其值由FC241的S2决定，一般情况下调整为100)。3)SEM收到某个MFP的事件的时间与事件发生的时间之差大于设定的最大等待时间(由FC243的S5决定)，则SEM将会发一个指令让对应的MFP执行SOE复位，MFP重新扫描其下属的所有SOE点，且将所有状态为1 的点(这些点均有相同的跳闸时间)上报给SEM，。在环路负荷比较重的情况下(比如两套机组通过中央环公用一套SEM模件)，可适当加大S5值，但最好不要超过60秒。 2.7 控制系统接线原因 控制系统接线松动、错误而引起机组故障的案例较多，有时此类故障原因很难查明。此类故障虽与控制系统本身质量无关，但直接影响机组的安全运行，如: (1)接线松动引起:有台机组负荷125MW，汽包水位自动调节正常，突然给水泵转速下降，执行机构开度从64%关至5%左右，同时由于给水泵模拟量手站输出与给水泵液偶执行机构偏差大(大于10%自动跳出)给水自动调节跳至手动，最低转速至1780rpm，汽包水位低低MFT动作。原因经查是因为给水泵液偶执行机构与DCS的输出通道信号不匹配，在其之间加装的信号隔离器，因24VDC供电电源接线松动失电引起。紧固接线后系统恢复正常。事故后对信号隔离器进行了冗余供电。 (2)接线错误引起:某#2 机组出力300MW时,#2B汽泵跳闸(无跳闸原因首出、无大屏音响报警)，机组RB动作，#2E磨联锁跳闸，电泵自启，机组被迫降负荷。由于仅有ETS出口继电器动作记录, 无#2B小机跳闸首出和事故报警，且故障后的检查试验系统都正常，当时原因未查明。后机组检修复役前再次发生误动时，全面检查小机现场紧急跳闸按钮前接的是电源地线，跳闸按钮后至PLC，而PLC后的电缆接的是220V电源火线，拆除跳闸按钮后至PLC的电缆,误动现象消除，由此查明故障原因是是跳闸按钮后至PLC的电缆发生接地，引起紧急跳闸系统误动跳小机。 (3)接头松动引起:一台机组备用盘硬报警窗处多次出现“主机EHC油泵2B跳闸”和“开式泵2A跳闸”等信号误报警，通过CRT画面检查发现PLC的 A路部分I/O柜通讯时好时坏，进一步检查发现机侧PLC的3A、4、5A和6的4个就地I/O柜二路通讯同时时好时坏，与此同时机组MFT动作，首出原因为汽机跳闸。原因是通讯母线B路在PLC4柜内接头和PLC5、PLC4柜本身的通讯分支接头有轻微松动，通过一系列的紧固后通讯恢复正常。 针对接线和接头松动原因引起的故障，我省在基建安装调试和机组检修过程中，通过将手松拉接线以以确认接线 是否可靠的方法，列入质量验收内容，提高了接线质量，减少了因接线质量引起的机组误动。同时有关电厂 制定了热工控设备通讯电缆随机组检修紧固制度，完善控制逻辑，提高了系统的可靠性。 2.8 控制系统可靠性与其它专业的关系 需要指出的是MFT和ETS保护误动作的次数，与有关部门的配合、运行人员对事故的处理能力密切相关，类似的故障有的转危为安，有的导致机组停机。一些异常工况出现或辅机保护动作，若运行操作得当，本可以避免MFT动作(如有台机组因为给煤机煤量反馈信号瞬时至零，30秒后逻辑联锁磨煤机热风隔离挡板关闭，引起一次风流量急降和出口风温持续下跌，热风调节挡板自动持续开至100%，冷风调节挡板由于前馈回路的作用而持续关小，使得一次风流量持续下降。但由于热风隔离挡板有卡涩，关到位信号未及时发出，使得一次风流量小至造成磨煤机中的煤粉积蓄，第5分钟时运行减少了约10%的煤量，约6分钟后热风隔离挡板突然关到位，引起一次风流量的再度急剧下降，之后按设计连锁逻辑，冷风隔离挡板至全开，使得一次风流量迅速增大，并将磨煤机C中的蓄煤喷向炉膛，造成锅炉燃烧产生局部小爆燃，引风机自动失控于这种异常情况，在三个波的扰动后(约1分钟)，炉膛压力低低MFT。当时MFT前7分钟的异常工况运行过程中，只要停运该台磨煤机就可避免MFT故障的发生)。此外有关部门与热工良好的配合，可减少或加速一些误动隐患的消除;因此要减少机组停组次数，除热工需在提高设备可靠性和自身因素方面努力外，还需要热工和机务的协调配合和有效工作，达到对热工自动化设备的全方位管理。需要运行人员做好事故预想，完善相关事故操作指导，提高监盘和事故处理能力。 3 提高热工自动化系统可靠性的建议 随着热工系统覆盖机、电、炉运行的所有参数，监控功能和范围的不断扩大以及机组运行特点的改变和DCS技术的广泛应用，热控自动化设备已由原先的配角地位转变为决定机组安全经济运行的主导因素，其任一环节出现问题，都有导致热控装置部分功能失效或引发系统故障，机组跳闸、甚至损坏主设备的可能。因此如何通过科学的基础管理，确保所监控的参数准确、系统运行可靠是热工安全生产工作中的首要任务。在收集、总结、吸收同仁们自动化设备运行检修、管理经验和保护误动误动原因分析的基础上，结合热工监督工作实践，对提高热工保护系统可靠性提出以下建议，供参考: 3.1 完善热工自动化系统 (1)解决操作员站电源冗余问题:过程控制单元柜的电源系统均冗余配置，但所有操作员站的电源通常都接自本机组的大UPS，不提供冗余配置。如果大UPS电压波动，将可能引起所有操作员站死机而不得不紧急停运机组，但由于死机后所有信号都失去监视，停机也并非易事。为避免此类问题发生，建议将每台机组的部份操作员站与另一台机组的大UPS交叉供电，以保证当本机大UPS电压波动时，仍有2台OIS在正常运行。 (2)对硬件的冗余配置情况进行全面核查，重要保护信号尽可能采取三取二方式，消除同参数的多信号处理和互为备用设备的控制回路未分模件、分电缆或分电源(对互为备用的设备)现象，减少一模件故障引起保护系统误 动的隐患。 (3)做好软报警信号的整理:一台600MW机组有近万个软报警点，这些软报警点往往未分级处理，存在许多描述错误，报警值设置不符设计，导致操作画面上不断出现大量误报警，使运行人员疲倦于报警信号，从而无法及时发现设备异常情况，也无法通过软报警去发现、分析问题。为此组织对软报警点的核对清理，整理并修改数据库里软报警量程和上、下限报警值;通过数据库和在装软件逻辑的比较，矫正和修改错误描述，删除操作员站里重复和没有必要的软报警点，对所有软报警重新进行分组、分级，采用不同的颜色并开通操作员站声音报警，进行报警信号的综合应用研究，使软报警在运行人员监盘中发挥作用。 (4)合理设置进入保护联锁系统的模拟量定值信号故障诊断功能的处理，如信号变化速率诊断处理功能的利用，可减少因接线松动、干扰信号或设备故障引起的信号突变导致系统故障的发生，未设置的应增加设置。 (5)继续做好热工设备电源回路的可靠性检查工作，对重要的保护装置及DCS、DEH系统，定期做好电源切换试验工作，减少或避免由于电源系统问题引起机组跳机等情况发生。 (6)加强对测量设备现场安装位置和测量管路敷设的检查，消除不满足规程要求隐患，避免管路积水和附加的测量误差，导致机组运行异常工况的再次发生。 (7)加强对电缆防损、和敷设途径的防火、防高温情况检查，不符要求处要及时整改，尤其是燃机机组，要避免因烟道漏气烧焦电缆，导致跳机故障的发生。 (8)电缆绝缘下降、接线不规范(松动、毛刺等)、通讯电缆接头松动、信号线拆除后未及时恢复等，引起热工系统异常情况的屡次发生，表明随着机组运行时间的延伸，电缆原先紧固的接头和接线，可能会因气候、氧化等因素而引起松动，电缆绝缘可能会因老化而下降。为避免此类故障的发生，各电厂应将热工重要系统电缆的绝缘测量、电缆接线和通讯电缆接头紧固、消除接线外露现象等，列入机组检修的热工常规检修项目中，并进行抽查验收，对所有接线用手松拉，确认接线紧固，消除接线松动而引发保护系统误动的隐患。 (9)开展热工保护、连锁信号取样点可靠性、保护逻辑条件及定值合理性的全面梳理评估工作，经过论证确认，进行必要的整改，(如给泵过量程信号设计为开再循环门的，可能会引起系统异常，应进行修改)。完善机组的硬软报警、报警分级处理及定值核对，确保其与经审核颁发的热工报警、保护定值表相符。保警信号综合利用 3.2 加强热控自动化系统的运行维护管理 (1)模件吹扫:有些DCS的模件对灰和静电比较敏感，如果模件上的积灰较多可能会造成该模件的部分通道不能正常工作甚至机组MFT，如我省曾有台机组，一个月内相继5次MFT，前四次MFT动作因GPS校时软件有问题，导致历史库、事故追忆、SOE记录时间不一致，事故原因未能查明。在GPS校时软件问题得到处理后发生第五次MFT时，根据记录查明MFT动作原因系DCS主控单元一内部模件未进行喷涂绝缘漆处理，表面积灰严重使内部模件板上元器件瞬间导通，导致控制单元误发网络信号引起。更换该控制单元模件和更改组态软件后，系统 恢复正常运行。因此要做好电子室的孔洞封堵，保持空气的清洁度，停机检修时及时进行模件的清扫。但要注意，有些机组的DCS模件吹扫、清灰后，往往发生故障率升高现象(有电厂曾发生过内部电容爆炸事件)，其原因可能与拨插模件及吹扫时的防静电措施、压缩空气的干燥度、吹扫后模件及插槽的清洁度等有关，因此进行模件工作时，要确保防静电措施可靠，吹扫的压缩空气应有过滤措施(最好采用氮气吹扫)，吹扫后模件及插槽内清洁。 (2)风扇故障、不满足要求的环境温湿度和灰尘等小问题，有可能对设备安全产生隐患，运行维护中加强重视。 (3)统计、分析发生的每一次保护系统误动作和控制系统故障原因(包括保护正确动作的次数统计)，举一反三，消除多发性和重复性故障。 (4)对重要设备元件，严格按规程要求进行周期性测试。完善设备故障、运行维护和损坏更换登记等台帐。 (5)完善热工控制系统故障下的应急处理措施(控制系统故障、死机、重要控制系统冗余主控制器均发生故障)。 (6)根据系统和设备的实际运行要求，每二年修订保护定值清册一次，并把核对、校准保护系统的定值作为一项标准项目列入机组大小修项目中。重要保护系统条件、定值的修改或取消，宜取得制造厂同意，并报上级主管部门批准、备案。 (7)通过与规定值、出厂测试数据值、历次测试数据值、同类设备的测试数据值比较，从中了解设备的变化趋势，做出正确的综合分析、判断，为设备的改造、调整、维护提供科学依据。 3.3 规范热工自动化系统试验 (1)完善保护、联锁系统专用试验操作卡(操作卡上对既有软逻辑又有硬逻辑的保护系统应有明确标志);检修、改造或改动后的控制系统，均应在机组起动前，严格按照修改审核后的试验操作卡逐步进行试验。 (2)各项试验信号应从源头端加入，并尽量通过物理量的实际变化产生。试验过程中如发现缺陷，应及时消除后重新试验(特殊试验项目除外)直至合格。 (3)规范保护信号的强制过程(包括强制过程可能出现的事故事前措施，信号、图纸的核对，审批人员的确认把关，强制过程的监护及监护人应对试验的具体操作进行核实和记录等)，强调信号的强置或解除强置，必须及时准确地作好记录和注销工作。 (4)所有试验应有试验方案(或试验操作单)、试验结束后应规范的填写试验报告(包括试验时间、试验内容、试验步骤、验收结果及存在的问题)，连同试验方案、试验曲线等一起归档保存。 3.4 继续做好基建机组、改造机组、检修机组的全过程热工监督工作 (1)对设备选型、采购、验收、安装、调试、竣工图移交等各个环节严把质量关，确保控制系统和设备指标满足要求。 (2)充分做好控制系统改造开工前的准备工作(包括设计、出厂验收、图纸消化等)。 (3)严格执行图纸 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 ，加强检修、改造施工中的图纸修改流程管理，图纸修改应及时在计算机内进行，以 保证图纸随时符合实际;试验图纸应来自确认后的最新版本。 (4)计算机软件组态、保护的定值和逻辑需进行修改或改进时，应严格执行规定的修改程序;修改完毕应及时完成对保护定值清册和逻辑图纸的修改，组态文件进行拷贝，并与保护修改资料一起及时存档。 (5)机组检修时进行控制系统性能与功能的全面测试，确保检修后的控制系统可靠。 3.5 加强培训交流 (1)定期进行人员的安全教育和专业技术培训，不断提高人员的安全意识和专业水平，提高人员对突发事件的准确判断和迅速处理能力。减少检修维护和人为原因引起的热工自动化系统故障。 (2)加强电厂间交流，针对热工中存在的问题，组织专业讨论会，共同探讨解决问题办法。 (3)完善热工保护定值及逻辑修改制度;认真组织学习、严格执行热工保护连锁投撤制度;实行热工保护定值及逻辑修改、热工保护投撤、热工保护连锁信号强制与解除强制监护制。