- 安全聯鎖為低溫余熱回收系統(tǒng)保駕護航
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：當一吸循環(huán)酸溫度達 200~220℃，生產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℃的濃硫酸具有強腐蝕性，所以在材料選用方面要嚴格使用合格的不銹鋼，確保余熱回收的安全運行。
當余熱回收的硫酸濃度不合格時，200℃硫酸腐蝕性會更強。一旦泄漏，會將水（汽）漏到酸側，若不能及時安全停下系統(tǒng)，會發(fā)生嚴重設備腐蝕，導致余熱回收長時間不使用。所以可靠的安全聯鎖將有效避免余熱回收工藝參數偏離安全值，即使少量水略微泄漏也能及時發(fā)現，并且快速將裝置恢復到安全狀態(tài)。
1、安全聯鎖控制邏輯
安全聯鎖控制邏輯設計的目的是當裝置運行工藝參數偏離安全值時，將觸發(fā)相應的安全聯鎖保護，并在故障狀態(tài)下能快速恢復到安全狀態(tài)，同時也把相對應控制設備恢復到安全狀態(tài)，避免因人為的操作失誤擴大故障，造成更大安全事故。
以下是根據低溫余熱回收系統(tǒng)運行工藝參數和安全保護需要的條件所設計的安全聯鎖邏輯。（僅供參考，實際應用需要根據低溫余熱回收裝置實際情況進行設計安全聯鎖）
| 序號 | 聯鎖名稱 | 觸發(fā)聯鎖的條件 | |
| 1 | 稀釋器保護(41) | 主風機停止 | 風機停止信號 |
| 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 | 換熱設備溫度差 | ||
| 2 | 二級吸收保護(42) | 主風機停止 | 風機停止信號 |
| 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 | 換熱設備溫度差 | ||
| 3 | 預熱器保護(43) | 循環(huán)泵啟動后5分鐘酸低 | 酸濃儀A\B 小于97.5% |
| 預熱器出口水電導率高 | 預熱水出口大于100us/cm | ||
| 預熱器出口水溫度高 | 出口水溫大于120° | ||
| 緊急停車 | 手動停止 | ||
| 酸水逆溫差 | 換熱設備溫度差 | ||
| 4 | 鍋爐保護(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 | 換熱設備溫度差 | ||
| 循環(huán)槽酸濃 | 小于99% | ||
| 5 | 加熱器保護(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 | 換熱設備溫度差 | ||
| 6 | 系統(tǒng)保護(46) | 主風機停止 | 風機停止信號 |
| 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、出口溫差，以此判斷換熱器是否泄漏。
當換熱器發(fā)生酸漏進水里或者水漏進酸里的情況時，由于沒有攪拌，酸水混合會發(fā)生劇烈反應，使換熱器進出口的酸和水出現逆偏差現象，此時就可以通過酸水逆偏差對裝置安全進行聯鎖保護，避免裝置出現嚴重設備腐蝕。
| 序號 | 酸水逆溫名稱 | 邏輯條件 |
| 1 | 預熱器酸水逆溫差 | 進口水溫<進口酸溫與出口酸溫-進口酸溫 小于4℃ |
| 進口水溫>進口酸溫與進口水溫>出口酸溫 | ||
| 2 | 加熱器酸水逆溫差 | 進口水溫<進口酸溫與出口酸溫-進口酸溫 小于4℃ |
| 進口水溫>進口酸溫與進口水溫>出口酸溫 | ||
| 3 | 鍋爐酸水逆溫差 | 進口水溫<進口酸溫與出口酸溫-進口酸溫 小于7℃ |
| 進口水溫>進口酸溫與出口酸溫>鍋爐水溫 |
3、總結
余熱回收系統(tǒng)若要設計完善的安全聯鎖控制邏輯，還需要對參與安全聯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余熱回收系統(tǒng)免受腐蝕的核心測量儀表，也是保護余熱回收系統(tǒng)的安全底線。
參考文獻
1. 劉紀狀 《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 《硫酸生產裝置中的余熱回收和數字化》硫酸工業(yè)[J] 2018（2）：22～26