黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的dcs控制保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其包括：服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏、安防設(shè)施、光纖電纜、授時(shí)裝置和調(diào)制解調(diào)器。服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)和以太網(wǎng)交換機(jī)連接至光纖電纜，光纖電纜經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器連接電網(wǎng)調(diào)度中心；黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU經(jīng)由以太網(wǎng)交換機(jī)連接光纖電纜。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的集中控制，解決了各子系統(tǒng)之間聯(lián)動(dòng)和保護(hù)的問(wèn)題，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
【專利說(shuō)明】
黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及磷化工領(lǐng)域，尤其涉及一種黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]黃磷又名白磷，在工業(yè)上用黃磷制備高純度的磷酸及磷酸鹽。利用黃磷易燃產(chǎn)生煙(P4Oiq)和霧(P4Oiq)與水蒸氣形成H3PO4等霧狀物質(zhì)，在軍事上常用來(lái)制煙幕彈、燃燒彈。還可用黃磷制造赤磷(紅磷)、三硫化四磷(P4S3)、有機(jī)磷酸酯、燃燒彈、洗滌劑、農(nóng)藥等。
[0003]國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的黃磷主要用電爐法制取，用磷礦、焦丁(蘭炭或白煤)和外加硅石按配比在電爐內(nèi)制取。其中，外加硅石主要用于助熔劑參與碳還原磷酸鹽的反應(yīng)，主要反應(yīng)為S12與磷礦石分解生成的CaO生成易熔的偏硅酸鈣(CaS13)。電爐熱法制黃磷，能耗高，成本高，附加值低，產(chǎn)品單一，污染嚴(yán)重。而磷又是重要的生命元素，日常生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)必需產(chǎn)品。如何降低生產(chǎn)能耗和成本，減少污染，提高尾氣、爐渣熱能的綜合利用率，增加附加值是黃磷行業(yè)苦苦追求的目標(biāo)。并且黃磷、電石等冶金、化工尾氣，大都直接以火炬燃燒外排，資源利用率低，環(huán)保問(wèn)題突出。
[0004]為解決黃磷生產(chǎn)能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、資源綜合利用率低，循環(huán)清潔產(chǎn)業(yè)鏈配套不完整的問(wèn)題，本發(fā)明人先后公開(kāi)了以下七項(xiàng)發(fā)明專利:
[0005]1、中國(guó)專利CN 105197901 A公開(kāi)了《含鉀磷礦制備黃磷、鉀鹽、碳酸鈉和氧化鋁的節(jié)能方法》。該方法包括:將含鉀磷礦和焦丁加入黃磷電爐反應(yīng)制得含?2爐氣;對(duì)所述爐氣進(jìn)行水洗后再收集粗磷，精制以制得優(yōu)質(zhì)黃磷;黃磷熔渣經(jīng)水淬后去除爐渣并溶出KAlO2,經(jīng)由過(guò)濾、加入CO2后沉淀出Al (0H)3并獲得水淬濾液。其中，Al (OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得Al2O3，前述水淬濾液經(jīng)由結(jié)晶分離、干燥，從而制得K2CO3和Na2CO3 ο本發(fā)明解決了傳統(tǒng)電熱法黃磷電爐用含鉀磷礦生產(chǎn)黃磷反應(yīng)復(fù)雜，效率低，爐礦不穩(wěn)定，效益差等系列問(wèn)題，并與傳統(tǒng)的鉀長(zhǎng)石燒結(jié)法、高溫熔融法、水熱法、高爐冶煉法和低溫分解法制備K2CO3相比，能夠大大降低能耗、物耗和生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品利潤(rùn)空間，同時(shí)減少了環(huán)境污染。
[0006]2、中國(guó)專利CN 105197902 A公開(kāi)了《含鉀磷礦制備黃磷、鉀鹽、氧化鋁、分子篩、礦渣水泥和建筑型材的循環(huán)清潔生產(chǎn)方法》。該方法利用兩條路線，路線一:含鉀磷礦與焦丁用電熱法生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)黃磷。黃磷熔渣經(jīng)水淬，溶出KAlO2，經(jīng)過(guò)濾、通入CO2，沉淀出Al (0H) 3并制得第一濾液。Al(OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得A1203。路線二:將鉀長(zhǎng)石粉與Na2CO3混合均勻，用黃磷尾氣煅燒后用水浸取，通入CO2沉淀出硅鋁膠體和制得第二濾液。將第一、第二濾液進(jìn)行結(jié)晶、干燥，制得K2CO3和Na2CO3 Ja2CO3返回路線二循環(huán)利用。一部分未經(jīng)沉淀的硅鋁膠體和濾液經(jīng)由調(diào)整其K20、Na20、Si02、Al203的含量，然后進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)，從而獲得分子篩;所述沉淀出的硅鋁膠體與黃磷爐渣混合，以用于制備礦渣水泥和/或建筑型材。
[0007]3、中國(guó)專利CN 105217589 A公開(kāi)了《黃磷聯(lián)產(chǎn)鉀鹽、碳酸鈉和氧化鋁的節(jié)能方法》。該方法包括:將鉀長(zhǎng)石、磷礦和焦丁加入黃磷電爐反應(yīng)制得含P2爐氣;對(duì)所述爐氣進(jìn)行水洗后再收集粗磷，精制以制得優(yōu)質(zhì)黃磷;黃磷熔渣經(jīng)水淬后去除爐渣并溶出KAlO2,經(jīng)由過(guò)濾，加入CO2，沉淀出Al (OH)3并獲得水淬濾液。其中，Al (OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得Al2O3。前述水淬濾液經(jīng)由結(jié)晶分離、干燥，從而制得K2CO3和Na2CO3 ο本發(fā)明將黃磷生產(chǎn)裝置改進(jìn)成了電熱法生產(chǎn)黃磷和熱分解鉀長(zhǎng)石的綜合系統(tǒng)，普遍適用于傳統(tǒng)電熱法黃磷電爐的升級(jí)改造，顯著降低了生產(chǎn)能耗及成本，提高了產(chǎn)品種類和附加值，并且減少了環(huán)境污染，具有非常突出的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能環(huán)保效果。
[0008]4、中國(guó)專利CN 105217588 A公開(kāi)了《黃磷聯(lián)產(chǎn)鉀鹽、氧化鋁、分子篩、礦渣水泥和建筑型材的循環(huán)清潔生產(chǎn)方法》。該方法包括兩條路線:1、用鉀長(zhǎng)石取代外加硅石，與磷礦和焦丁用電熱法制得優(yōu)質(zhì)黃磷。黃磷熔渣經(jīng)水淬，溶出KAlO2,經(jīng)過(guò)濾，通入⑶2，沉淀出Al(OH)3并制得第一濾液。Al (OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得Al203(32、將鉀長(zhǎng)石粉與Na2CO3混勻，用黃磷尾氣煅燒，然后用水浸取，通入C02，沉淀出硅鋁膠體并制得第二濾液。之后分為四個(gè)利用路徑:(I)將第一、第二濾液集中結(jié)晶，干燥，制取K2CO3和Na2CO3，Na2CO3返回路線二循環(huán)利用，K2CO3可繼續(xù)加工為KH2POjPK2SO4等鉀鹽；(2)將未經(jīng)沉淀的硅鋁膠體和濾液經(jīng)水熱晶化制備分子篩；(3)硅鋁膠體與黃磷爐渣制備礦渣水泥；(4)硅鋁膠體與黃磷爐渣制備建筑型材。
[0009]5、中國(guó)專利CN 105240065 A公開(kāi)了《一種黃磷熔渣水淬及乏蒸汽治理利用的節(jié)能方法和設(shè)備》O該方法包括:黃磷熔渣經(jīng)渦槽式水淬集氣塔水淬，收集高溫乏蒸汽，經(jīng)分離器分離出黃磷爐渣和沖渣水，同時(shí)收集低溫乏蒸汽。沖渣水經(jīng)熱回收，沉降池沉降后返回渦槽式水淬集氣塔循環(huán)利用。沖渣水回收的熱能和黃磷尾氣輔助增壓鍋爐將收集的乏蒸汽增溫、增壓，然后經(jīng)儲(chǔ)氣罐恒定溫度和壓力后輸入低溫低壓汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，所發(fā)電量返回供電系統(tǒng)或上電網(wǎng)市售，蒸汽冷凝水返回渦槽式水淬集氣塔循環(huán)利用。本發(fā)明既獲得了高活性的黃磷爐渣，又徹底治理了黃磷熔渣水淬乏蒸汽和污水池乏蒸汽造成環(huán)境污染的問(wèn)題，提高了黃磷爐渣的余熱利用率，黃磷生產(chǎn)電耗降低lOOOkwh/t以上，達(dá)到了環(huán)境治理與節(jié)能增效的雙贏效果。
[0010]6、中國(guó)專利CN 105271245 A公開(kāi)了《一種黃磷生產(chǎn)裝置磷爐氣冷凝乏蒸汽治理和四氟化硅回收利用的方法》。該方法包括:用氟硅酸循環(huán)濃縮罐取代黃磷裝置磷爐氣冷凝熱水槽，將冷凝水經(jīng)換熱器I和換熱器2換熱后分別用于熱段和冷段洗氣塔冷凝，并補(bǔ)充冷水彌補(bǔ)水量損失，讓磷爐氣中的SiF4在洗氣塔中被水充分吸收生成H2SiF6;在H2SiF6達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)濃度后，經(jīng)過(guò)濾，加入NaCl以沉淀分離出Na2SiF6;對(duì)沉淀分離后的濾液加入消石灰進(jìn)行中和，經(jīng)沉淀分離后得到CaCl2;剩余的冷凝水經(jīng)換熱器3換熱后返回冷段洗氣塔冷凝。換熱器I?3所獲得的熱量用于干燥Na2SiF6和CaCl2。本發(fā)明既治理了黃磷生產(chǎn)裝置磷爐氣冷凝水乏蒸汽，又回收了 SiF4,還可實(shí)現(xiàn)洗氣余熱的綜合利用，達(dá)到了環(huán)保治理與資源綜合利用的雙贏效果。
[0011]7、中國(guó)專利CN 105349778 A公開(kāi)了《一種磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬的清潔生產(chǎn)方法》。該方法包括:通過(guò)將破碎后的磷鐵在中頻電爐中熔化后在充滿氮?dú)獾臏u槽式水淬集氣塔中進(jìn)行水淬，以獲得含PH3混合氣，并且同時(shí)分離出金屬氧化物和水淬水，其中，所述含PH3混合氣在充滿氮?dú)獾牧谆瘹滢D(zhuǎn)化塔中進(jìn)行控溫轉(zhuǎn)化生成Pdra2后再經(jīng)噴淋、精制得到黃磷。分離出的所述金屬氧化物經(jīng)干燥得到氧化鐵紅，或者經(jīng)酸化溶解和溶劑萃取分離得到普通金屬、稀有金屬和/或貴金屬。本發(fā)明既將磷鐵回收高價(jià)值黃磷、氧化鐵紅和貴重金屬，無(wú)廢氣、廢水和廢渣外排，還實(shí)現(xiàn)了余熱、HdPN2的綜合利用，達(dá)到循環(huán)清潔生產(chǎn)的效果。
[0012]上述七項(xiàng)發(fā)明專利，各專利可以組成單一的生產(chǎn)線，也可以將各生產(chǎn)線組合成一個(gè)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)。但以鉀長(zhǎng)石代替硅石制備黃磷聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀和氧化鋁以及鉀長(zhǎng)石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備碳酸鉀和硅鋁膠體、分子篩，進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥和建筑型材，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬路線，最為有代表性，也是最完整的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法，參見(jiàn)附圖1。
[0013]然而以上述多項(xiàng)專利申請(qǐng)所公開(kāi)的技術(shù)方案組成的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間存在相互配套，相互連鎖和保護(hù)等系列問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)從事磷化工工藝的技術(shù)人員大多不熟悉DCS控制保護(hù)，從事工業(yè)以太網(wǎng)DCS控制保護(hù)的專業(yè)人員又不熟悉化工工藝，尤其是由多項(xiàng)工藝路線組成的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝路線。如何利用現(xiàn)代控制手段，將多項(xiàng)工藝路線組成的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)整合為一個(gè)完整的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中控制和保護(hù)，既減少運(yùn)行維護(hù)人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，又提高控制精度和可靠性，是黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)中亟待解決的問(wèn)題，也是專利成果轉(zhuǎn)化，助推我國(guó)磷化工產(chǎn)業(yè)全面清潔生產(chǎn)的需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型提供了一種黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，包括:服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏、安防設(shè)施、光纖電纜、授時(shí)裝置和調(diào)制解調(diào)器，其中，
[0015]所述服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)和以太網(wǎng)交換機(jī)分別連接至所述光纖電纜，所述光纖電纜經(jīng)由所述調(diào)制解調(diào)器連接電網(wǎng)調(diào)度中心，
[0016]所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏(17)、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏(18)、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏(19)和安防設(shè)施(20)連接至以太網(wǎng)上。
[0017]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU包括分別連接至所述以太網(wǎng)交換機(jī)的黃磷電爐及電極控制LCU、磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU、鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU、專用變電站LCU和黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU。
[0018]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述服務(wù)器至少包括主服務(wù)器和備用服務(wù)器，所述授時(shí)裝置為北斗授時(shí)裝置或者GPS授時(shí)裝置，并且所述授時(shí)裝置分別連接至所述主服務(wù)器和所述備用服務(wù)器。
[0019]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)還包括連接至所述光纖電纜的打印機(jī)。
[0020]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述黃磷電爐及電極控制LCU為全封閉防塵、防有毒有害氣體、防電磁場(chǎng)的IXU。
[0021]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU和所述鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU均為全封閉防塵、防有毒有害氣體的LCU。
[0022]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU、所述分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU、所述磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU為全封閉防有毒有害氣體的LCU。
[0023]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述安防設(shè)施包括黃磷尾氣檢測(cè)裝置，當(dāng)黃磷尾氣停氣或者供氣量低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，用氣單元生產(chǎn)線全部或部分自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場(chǎng)和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提不。
[0024]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述安防設(shè)施包括氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度檢測(cè)裝置，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場(chǎng)和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。
[0025]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)的類型為雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、單網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、雙網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)或單環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0026]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0027]1、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)聯(lián)動(dòng)問(wèn)題，既減少了運(yùn)行人員，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，又改善了運(yùn)行環(huán)境。以5個(gè)子系統(tǒng)各12名控制、巡護(hù)人員計(jì)算，總?cè)藬?shù)為60人，使用本實(shí)用新型的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)后，控制、巡護(hù)人員至少可以減少到12人，減少80%的定員，年節(jié)約運(yùn)行成本200萬(wàn)元以上。
[0028]2、本實(shí)用新型解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長(zhǎng)石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢詼p少停氣時(shí)系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0029]3、通過(guò)濃度檢測(cè)裝置對(duì)磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度進(jìn)行在線檢測(cè)，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示，從而大大提高了系統(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。
[0030]4、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]圖1是黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法的主要工藝流程圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
[0033]附圖標(biāo)記列表
[0034]1:主服務(wù)器2:備用服務(wù)器
[0035]3:操作站4:安防工作站
[0036]5:通訊管理機(jī)6:以太網(wǎng)交換機(jī)
[0037]7:黃磷電爐及電極控制LCU
[0038]8:磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)IXU
[0039]9:鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐IXU
[0040]10:碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)IXU
[0041 ]11:分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)IXU
[0042]12:磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)IXU
[0043]13:黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)IXU
[0044]14:磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)IXU
[0045]15:專用變電站IXU16:黃磷尾氣凈化系統(tǒng)IXU
[0046]17:黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏18:輸電線路保護(hù)測(cè)控屏
[0047]19:黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏20:安防設(shè)施
[0048]21:光纖電纜22:授時(shí)裝置
[0049]23:調(diào)制解調(diào)器24:打印機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0051]如圖1所示，本實(shí)用新型的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)包括:服務(wù)器、操作站3、安防工作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏17、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20、光纖電纜21、授時(shí)裝置22和調(diào)制解調(diào)器23。
[0052]服務(wù)器、操作站3、安防工作站4、通訊管理機(jī)5和以太網(wǎng)交換機(jī)6分別連接至光纖電纜21，光纖電纜21經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器23連接電網(wǎng)調(diào)度中心。
[0053]黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏17、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19和安防設(shè)施20連接至以太網(wǎng)上。
[0054]黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU包括分別連接至以太網(wǎng)交換機(jī)6的黃磷電爐及電極控制LCU7、磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU8、鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCUll、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU13、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)IXU14、專用變電站IXU15和黃磷尾氣凈化系統(tǒng)IXU16。
[0055]需要說(shuō)明的是，圖2暫以單套(臺(tái))子系統(tǒng)為例，即以I臺(tái)黃磷電爐，I套原料輸送系統(tǒng)、I套鉀長(zhǎng)石與純堿煅燒系統(tǒng)，I臺(tái)乏蒸汽發(fā)電機(jī)組等為例，如為多套(臺(tái))時(shí)，增加相應(yīng)的LCU即可。
[0056]本實(shí)用新型中的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法指:以鉀長(zhǎng)石代替硅石制備黃磷聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀和氧化鋁以及鉀長(zhǎng)石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備碳酸鉀和硅鋁膠體、分子篩，進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥和建筑型材，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。
[0057]此外，黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法還包括以鉀長(zhǎng)石代替硅石制備黃磷聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀和氧化鋁路線與鉀長(zhǎng)石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備碳酸鉀和硅鋁膠體、分子篩，進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥和建筑型材路線，利用水淬乏蒸汽發(fā)電路線，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉路線，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬路線的組合的任意一種循環(huán)清潔生產(chǎn)路線或后者的單一生產(chǎn)路線。
[0058]優(yōu)選地，服務(wù)器至少包括主服務(wù)器I和備用服務(wù)器2，授時(shí)裝置22為北斗授時(shí)裝置或者GPS授時(shí)裝置。授時(shí)裝置22分別連接至主服務(wù)器I和備用服務(wù)器2 ACS控制保護(hù)系統(tǒng)還包括連接至光纖電纜21的打印機(jī)24，從而方便地打印文檔。
[0059]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，黃磷電爐及電極控制LCU6為全封閉防塵、防有毒有害氣體、防電磁場(chǎng)的IXU;
[0060]磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU7、鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU8，為全封閉防塵、防有毒有害氣體的LCU;
[0061]碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU9、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU10、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU11、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU12、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU13為全封閉防有毒有害氣體的LCU。
[0062]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，安防設(shè)施包括黃磷尾氣檢測(cè)裝置。黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長(zhǎng)石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少時(shí)，用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示。具體地，因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少，將首先實(shí)現(xiàn)鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐連鎖停機(jī)，其次實(shí)現(xiàn)黃磷尾氣輔助增壓鍋爐停機(jī)，然后實(shí)現(xiàn)黃磷尾氣鍋爐停機(jī)。
[0063]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，安防設(shè)施20還包括氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度檢測(cè)裝置，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場(chǎng)和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。
[0064]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，DCS控制保護(hù)系統(tǒng)為雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，視黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法還可以為單網(wǎng)、雙網(wǎng)和單環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，并配置相應(yīng)的通訊管理機(jī)或以太網(wǎng)交換機(jī)。
[0065]下面就本實(shí)用新型黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)的組成及原理作簡(jiǎn)要闡述:
[0066]1、系統(tǒng)配置原則及方案
[0067]為滿足本黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線的工藝要求，保證工藝設(shè)備可靠運(yùn)行，穩(wěn)定工藝參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，提高黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)率。本控制保護(hù)系統(tǒng)采用技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的DCS控制系統(tǒng)，對(duì)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和分散控制，可有效提高電控設(shè)備的可靠性和可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)控制、監(jiān)視、操作的現(xiàn)代化。全系統(tǒng)設(shè)備采用現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)先的控制方式。
[0068]本清潔生產(chǎn)系統(tǒng)中還包含黃磷電爐變壓器(含開(kāi)關(guān)站及動(dòng)力供電系統(tǒng))、專用輸電線路、乏蒸汽發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)裝置。
[0069]2、計(jì)算機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)配置
[0070]系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)控制站、高速通信網(wǎng)絡(luò)和操作站三部分組成。控制范圍為黃磷電爐系統(tǒng)、配料及輸送系統(tǒng)、鉀長(zhǎng)石粉與純堿煅燒系統(tǒng)、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)、分子篩及礦渣水泥和建筑型材系統(tǒng)、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)、變電站、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)。保護(hù)系統(tǒng)包括黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏、乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏。即包括完整的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線。全清潔生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)DCS控制室，監(jiān)控系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶機(jī)方式。全清潔生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制站由生產(chǎn)規(guī)模確定，設(shè)兩臺(tái)操作站、兩臺(tái)服務(wù)器(一臺(tái)主服務(wù)器，一臺(tái)備用服務(wù)器，且互為備用)。系統(tǒng)的高速通信網(wǎng)絡(luò)(主干網(wǎng))視黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)模分別設(shè)置單網(wǎng)、雙網(wǎng)、單環(huán)網(wǎng)和雙環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議定為以太網(wǎng)(TCP/IP)。為保證控制系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠和便于維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)采用光纖電纜。
[0071]黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏、乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏所涉及的繼電保護(hù)配置需滿足電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程要求。
[0072]DCS控制室設(shè)UPS電源，供DCS系統(tǒng)控制室及操作站用，在交流電源消失的情況下保持一定時(shí)間的供電，以便對(duì)DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)做保護(hù)性處理并使現(xiàn)場(chǎng)儀表及設(shè)備運(yùn)行至安全位置，并對(duì)工藝做緊急處理，防止故障發(fā)生。
[0073]3、現(xiàn)場(chǎng)控制站
[0074]現(xiàn)場(chǎng)控制站完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集，完成工藝設(shè)備電機(jī)的順序邏輯控制，完成工藝過(guò)程參數(shù)的監(jiān)測(cè)及過(guò)程回路的自動(dòng)調(diào)節(jié)等，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊?，F(xiàn)場(chǎng)控制站各設(shè)一臺(tái)UPS，供現(xiàn)場(chǎng)控制站使用。
[0075]4、操作站
[0076]在DCS控制室內(nèi)設(shè)兩臺(tái)操作站，兩臺(tái)服務(wù)器，兩臺(tái)操作站分別對(duì)應(yīng)黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)。
[0077]操作站主要功能為:
[0078](I)、具有動(dòng)態(tài)工藝設(shè)備狀態(tài)顯示和工藝參數(shù)顯示的工藝流程圖；
[0079](2)、工藝設(shè)備組和單機(jī)起停操作面板以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示；
[0080](3)、工藝參數(shù)操作面板和工藝參數(shù)分組顯示；
[0081](4)、生產(chǎn)參數(shù)即時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線顯示；
[0082](5)、調(diào)節(jié)回路的詳細(xì)顯示及參數(shù)調(diào)整；
[0083](6)、工藝狀態(tài)報(bào)警總貌顯示和詳細(xì)顯示；
[0084](7)、報(bào)警報(bào)告及工藝參數(shù)報(bào)表生成及打印；
[0085](8)、當(dāng)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線發(fā)生報(bào)警時(shí)，可顯示和記錄相關(guān)參數(shù)、顯示報(bào)警處理提示，并可及時(shí)向巡檢工和有關(guān)技術(shù)員的傳呼機(jī)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，便于及時(shí)排除故障；
[0086](9)、控制系統(tǒng)狀態(tài)顯示；
[0087](10)、權(quán)限管理及操作記錄。
[0088]5、應(yīng)用軟件
[0089](I)、邏輯控制軟件功能
[0090]對(duì)工藝線上的所有電機(jī)，電動(dòng)閥，電磁閥等工藝設(shè)備，根據(jù)操作站上顯示的流程圖和操作面板，采用鍵盤及鼠標(biāo)操作，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制站完成設(shè)備組選擇、設(shè)備組邏輯聯(lián)鎖起停，單機(jī)起停，緊急停車和故障復(fù)位等。
[0091](2)、過(guò)程控制軟件功能
[0092]對(duì)工藝線上的所有溫度、壓力、流量、閥門開(kāi)度、物料料位、氣體成分、速度、電流等進(jìn)行檢測(cè)、顯示、報(bào)警，對(duì)被控閥門、速度等進(jìn)行操作，對(duì)重要工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)、記錄。
[0093](3)、組態(tài)軟件
[0094]在系統(tǒng)監(jiān)控軟件的基礎(chǔ)上，編制適合本黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線特點(diǎn)的操作畫面和完成各現(xiàn)場(chǎng)控制站有關(guān)參數(shù)的采集。
[0095]軟件自動(dòng)記錄歷史數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)、報(bào)警查詢及操作記錄等，還可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如數(shù)據(jù)比較，數(shù)據(jù)均值，最大最小值等。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄和其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，生成相應(yīng)的各個(gè)車間的日平均產(chǎn)量和耗電、耗氣量，以及一個(gè)月的總產(chǎn)量、耗電量和耗氣量等報(bào)表，這為提高總產(chǎn)量降低總成本提供了科學(xué)依據(jù)。管理軟件其他功能可按照實(shí)際需要在后期增加。
[0096]6、特殊儀表的設(shè)置
[0097](I)、尾氣煙囪設(shè)粉塵檢測(cè)裝置，成球機(jī)排放設(shè)CO氣體監(jiān)測(cè)儀，燃燒區(qū)域設(shè)置CO泄露監(jiān)測(cè)儀；
[0098](2)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測(cè)；
[0099](3)、中控室設(shè)火災(zāi)報(bào)警裝置一套。
[0100]7、現(xiàn)場(chǎng)一次儀表選型
[0101](I)、溫度儀表選用鎧裝PtlOO熱電阻和鎧裝K型熱電偶。
[0102](2)、溫度、壓力變送器選用引進(jìn)或進(jìn)口產(chǎn)品。
[0103](3)、料位儀表根據(jù)不同用途分別選用雷達(dá)式料位計(jì)和射頻料位開(kāi)關(guān)。
[0104]8、電纜選型
[0105](I)、一次檢測(cè)元件、變送器至現(xiàn)場(chǎng)控制站之間模擬量信號(hào)電纜均選用DJYVP型多芯雙絞屏蔽電纜，DCS控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量信號(hào)電纜選用KVVP型多芯帶護(hù)套銅芯屏蔽電纜，其它控制電纜選用KVV型多芯銅芯電纜。熱電偶至溫度變送器之間電纜選用帶屏蔽及護(hù)套的高溫補(bǔ)償型導(dǎo)線。
[0106](2)、控制系統(tǒng)各設(shè)備間的連接電纜及光纖電纜隨設(shè)備成套供貨。
[0107]9、電纜敷設(shè)
[0108]一次元件至現(xiàn)場(chǎng)控制站之間的電纜穿管埋地和沿電纜橋架敷設(shè)，控制室內(nèi)部電纜或室內(nèi)抬高地坪下面敷設(shè)，主干光纖電纜在室外電纜橋架中敷設(shè)。
[0109]10、接地保護(hù)
[0110]接地系統(tǒng)的質(zhì)量對(duì)自動(dòng)化設(shè)施的抗干擾至關(guān)重要，各現(xiàn)場(chǎng)控制站和中控室分別設(shè)置接地裝置。信號(hào)電纜屏蔽層在箱盤一端接至屏蔽接地端子上。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接地按設(shè)備廠家的要求進(jìn)行。儀表盤金屬外殼接至電氣保護(hù)接地母線上。
[0111]11、安防設(shè)施
[0112]安防設(shè)施包括黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長(zhǎng)石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提不。
[0113]此外，還包括磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂?/19W/V時(shí)黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示。
[0114]12、北斗/GPS授時(shí)、打印機(jī)及系統(tǒng)調(diào)度
[0115]北斗/GPS授時(shí)是為了確保本DCS系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的時(shí)刻一致，便于調(diào)度和事故、故障分析、調(diào)查。打印機(jī)是為打印報(bào)表等文檔用。本DCS系統(tǒng)通過(guò)調(diào)制解調(diào)器和光纖電纜與電力調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)調(diào)度通訊。電力調(diào)度、通訊包括黃磷電爐及廠用電系統(tǒng)和乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
[0116]實(shí)施例1
[0117]某公司磷化工廠擁有黃磷電爐3臺(tái)，容量分別為35000KVA、31500KVA和12500KVA，總?cè)萘繛?9000KVA。用P2O5含量為29.05 %、S12含量為14.66 %、CaO含量為42.03% ^CO2含量為2.3 9 %的磷精礦球團(tuán)、外加硅石和焦丁生產(chǎn)黃磷。噸黃磷原料消耗為磷精礦球團(tuán)8.48丨，焦丁1.46丨，外加硅石1.91丨，電耗142151^11。年磷精礦球團(tuán)總用量為30萬(wàn)丨，產(chǎn)黃磷35385t，副產(chǎn)黃磷爐渣27.98萬(wàn)t。
[0118]將該磷化工廠3套黃磷電爐改造升級(jí)為以鉀長(zhǎng)石代替硅石制備黃磷，聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀、水溶性及食品級(jí)磷酸二氫鉀、氧化鋁以及配套鉀長(zhǎng)石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備硅鋁膠體和13X及4A型分子篩，硅鋁膠體進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能:1、黃磷3.61萬(wàn)噸/年;2、碳酸鉀5000t/a;3、水溶性級(jí)和食品級(jí)磷酸二氫鉀25000t/年;4、氧化鋁(粉)9000t/a;5、礦渣水泥28萬(wàn)t/a;6、13X分子篩和4A型分子篩10000t/a ； 7、氟硅酸鈉3000t/a ； 8、氧化鐵紅2250t/a ； 9、水淬乏蒸汽發(fā)電量3500萬(wàn)kwh /a。年利潤(rùn)大幅增長(zhǎng)。
[0119]與現(xiàn)有普通技術(shù)裝置相比，本黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):1、節(jié)約標(biāo)煤2.0萬(wàn)噸/年;2、節(jié)約硅石6.1萬(wàn)噸/年；3、節(jié)約石灰7.3萬(wàn)噸/年;4、乏蒸汽發(fā)電3570萬(wàn)千瓦時(shí)/年；5、二氧化碳直接減排5600噸/年;6、爐渣利用率100 % ; 7、黃磷尾氣利用率92%以上;8、黃磷水淬乏蒸汽和洗氣水乏蒸汽100%不外排;9、磷爐氣中四氟化硅收回率92%以上；10、磷鐵利用率100 11、爐渣余熱、洗氣塔余熱、各種干燥煅燒設(shè)備余熱綜合利用率85 %以上。完全達(dá)到或超過(guò)國(guó)家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0120]配置主服務(wù)器1、備用服務(wù)器2、操作站3、安防操作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、3組黃磷電爐及電極控制ιχυ7、磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系Slcus、鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU11、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU13、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅系統(tǒng)LCU14、專用變電站LCU15、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU16、3組黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏17、2組輸電線路保護(hù)測(cè)控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20和光纖電纜21、北斗或GPS授時(shí)裝置22、調(diào)制解調(diào)器23和打印機(jī)24組成的雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0121]實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)問(wèn)題，既減少了運(yùn)行人員70人，節(jié)約運(yùn)行成本300萬(wàn)元以上，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又大大改善了運(yùn)行環(huán)境。
[0122]同時(shí)還解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長(zhǎng)石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢詼p少停氣系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0123]并實(shí)現(xiàn)了磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測(cè)，和磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂?/19W/V時(shí)黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢源蟠筇岣呦到y(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
[0124]實(shí)施例2
[0125]某磷化工企業(yè)集團(tuán)擁有黃磷電爐8臺(tái)，容量為8 X 20000KVA。用P2O5含量為30.0 %、Si〇2含量為16.5%、CaO含量為43%、C02含量為3.5%的磷礦、外加娃石和焦丁生產(chǎn)黃磷。噸黃磷原料消耗為磷礦8.12t，焦丁 1.44t，外加硅石1.45t，電耗13373kwh。年磷礦總用量為66.7萬(wàn)t，產(chǎn)黃磷8.21萬(wàn)t，副產(chǎn)黃磷爐渣58萬(wàn)t。
[0126]將該集團(tuán)8套黃磷電爐改造升級(jí)為以鉀長(zhǎng)石代替硅石制備黃磷，聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀、水溶性及食品級(jí)磷酸二氫鉀、氧化鋁以及配套鉀長(zhǎng)石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備硅鋁膠體和13X及4A型分子篩，硅鋁膠體進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、高純鐵粉和鋅、銅、鎳、鍶、鉑等貴重金屬，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能:1、黃磷8.66萬(wàn)噸/年;2、水溶性級(jí)和食品級(jí)磷酸二氫鉀78800t/年；3、氧化鋁(粉)18800t/a; 4、礦渣水泥61.7萬(wàn)t/a; 5、13X分子篩和4A型分子篩47000丨/&;6、氟硅酸鈉7000丨/&;7、高純鐵粉卬6)6000噸，以及鋅(211)2000噸，銅(01)150噸，鎳(祖)750噸，鍶(30500噸和貴金屬鉑(？丨)6噸；8、水淬乏蒸汽發(fā)電量8000萬(wàn)kwh/a。年利潤(rùn)大幅增長(zhǎng)。
[0127]與現(xiàn)有普通技術(shù)裝置相比，本黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):1、節(jié)約標(biāo)煤2.67萬(wàn)噸/年；
2、節(jié)約硅石12.89萬(wàn)噸/年;3、節(jié)約石灰15.47萬(wàn)噸/年;4、乏蒸汽發(fā)電8000萬(wàn)千瓦時(shí)/年；5、二氧化碳直接減排12700噸/年;6、爐渣利用率100% ;7、黃磷尾氣利用率92%以上;8、黃磷水淬乏蒸汽和洗氣水乏蒸汽100%不外排;9、磷爐氣中四氟化硅收回率92%以上；10、磷鐵利用率100%; 11、爐渣余熱、洗氣塔余熱、各種干燥煅燒設(shè)備余熱綜合利用率85%以上。完全達(dá)到或超過(guò)國(guó)家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0128]配置主服務(wù)器1、備用服務(wù)器2、操作站3、安防操作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、8組黃磷電爐及電極控制ιχυ7、磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系Slcus、鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU11、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)IXU13、磷鐵回收黃磷、高純鐵粉和貴重金屬系統(tǒng)IXU14、專用變電站LCU15、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU16、8組黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏17、2組輸電線路保護(hù)測(cè)控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20和光纖電纜21、北斗或GPS授時(shí)裝置22、調(diào)制解調(diào)器23和打印機(jī)24組成的雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0129]實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)問(wèn)題，既減少了運(yùn)行人員130人，節(jié)約運(yùn)行成本600萬(wàn)元以上，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又大大改善了運(yùn)行環(huán)境。
[0130]同時(shí)還解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長(zhǎng)石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示。可以減少停氣系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0131]此外，實(shí)現(xiàn)了磷鐵回收黃磷、高純鐵粉及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測(cè)，和磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)黃磷、高純鐵粉及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢源蟠筇岣呦到y(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
[0132]實(shí)施例3
[0133]某含鉀磷礦采礦企業(yè)自備黃磷電爐5臺(tái)，容量為5 X 20000KVA。其鉀磷礦的化學(xué)分組為:P2O5含量為17%、Si02含量為28%、CaO含量為35%、C02含量為3.9%、K20含量為5%、Na20含量微量。經(jīng)選礦后制得P2O5含量為23%、Si02含量為12%、CaO含量為32%、C02含量為3.9%、K2O含量為2.9%、Na2O含量微量的含鉀磷礦精礦。
[0134]將該企業(yè)5套黃磷電爐配套鉀長(zhǎng)石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備硅鋁膠體和13X及4A型分子篩，硅鋁膠體進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能:1、黃磷5.2萬(wàn)噸/年;2、碳酸鉀23000t/a;3、氧化鋁(粉)11500t/a;4、礦渣水泥42萬(wàn)t/a; 6、13X分子篩和4A型分子篩14000t/a ； 7、氟硅酸鈉4500t/a ； 8、氧化鐵紅3300t/a; 9、水淬乏蒸汽發(fā)電量5200萬(wàn)kwh/a。年利潤(rùn)大幅增長(zhǎng)。
[0135]與現(xiàn)有普通技術(shù)裝置相比，本黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)及DCS控制保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):1、節(jié)約標(biāo)煤1.6萬(wàn)噸/年;2、節(jié)約石灰9.5萬(wàn)噸/年;3、乏蒸汽發(fā)電5200萬(wàn)千瓦時(shí)/年;4、二氧化碳直接減排7400噸/年;5、爐渣利用率100% ;6、黃磷尾氣利用率92%以上;7、黃磷水淬乏蒸汽和洗氣水乏蒸汽100%不外排;8、磷爐氣中四氟化硅收回率92%以上;9、磷鐵利用率100%;
10、爐渣余熱、洗氣塔余熱、各種干燥煅燒設(shè)備余熱綜合利用率85%以上。完全達(dá)到或超過(guò)國(guó)家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0136]配置主服務(wù)器1、備用服務(wù)器2、操作站3、安防操作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、5組黃磷電爐及電極控制LCU7、含鉀磷礦、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU8、鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐IXU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)IXU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)IXU11、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)IXU13、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅系統(tǒng)LCU14、專用變電站LCU15、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU16、5組黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏17、2組輸電線路保護(hù)測(cè)控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20和光纖電纜21、北斗或GPS授時(shí)裝置22、調(diào)制解調(diào)器23和打印機(jī)24組成的雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0137]實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)問(wèn)題，既減少了運(yùn)行人員90人，節(jié)約運(yùn)行成本450萬(wàn)元以上，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又大大改善了運(yùn)行環(huán)境。
[0138]同時(shí)還解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長(zhǎng)石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢詼p少停氣系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0139]此外，實(shí)現(xiàn)了磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測(cè)，和磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場(chǎng)與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢源蟠筇岣呦到y(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
[0140]需要注意的是，上述具體實(shí)施例是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型公開(kāi)內(nèi)容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本實(shí)用新型的公開(kāi)范圍并落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型說(shuō)明書及其附圖均為說(shuō)明性而并非構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求的限制。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括:服務(wù)器、操作站(3)、安防工作站(4)、通訊管理機(jī)(5)、以太網(wǎng)交換機(jī)(6)、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏(17)、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏(18)、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏(19)、安防設(shè)施(20)、光纖電纜(21)、授時(shí)裝置(22)和調(diào)制解調(diào)器(23)，其中， 所述服務(wù)器、操作站(3)、安防工作站(4)、通訊管理機(jī)(5)和以太網(wǎng)交換機(jī)(6)分別連接至所述光纖電纜(21)，所述光纖電纜(21)經(jīng)由所述調(diào)制解調(diào)器(23)連接電網(wǎng)調(diào)度中心， 所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測(cè)控屏(17)、輸電線路保護(hù)測(cè)控屏(18)、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏(19)和安防設(shè)施(20)連接至以太網(wǎng)上。2.如權(quán)利要求1所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU包括分別連接至所述以太網(wǎng)交換機(jī)(6)的黃磷電爐及電極控制LCU(7)、磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU(8)、鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU(9)、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU(1)、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU(Il)、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU(12)、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU(13)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU( 14)、專用變電站LCU( 15)和黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU( 16)。3.如權(quán)利要求2所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器至少包括主服務(wù)器(I)和備用服務(wù)器(2)，所述授時(shí)裝置(22)為北斗授時(shí)裝置或者GPS授時(shí)裝置，并且所述授時(shí)裝置(22)分別連接至所述主服務(wù)器(I)和所述備用服務(wù)器(2)。4.如權(quán)利要求3所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)還包括連接至所述光纖電纜(21)的打印機(jī)(24)。5.如權(quán)利要求4所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述黃磷電爐及電極控制LCU( 7)為全封閉防塵、防有毒有害氣體、防電磁場(chǎng)的LCU。6.如權(quán)利要求5所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述磷礦、鉀長(zhǎng)石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU(S)和所述鉀長(zhǎng)石粉與純堿原料及煅燒爐LCU(9)均為全封閉防塵、防有毒有害氣體的LCU。7.如權(quán)利要求6所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU(1)、所述分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU(Il)、所述磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU(12)、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU(13)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU(H)為全封閉防有毒有害氣體的LCU。8.如權(quán)利要求1至7之一所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述安防設(shè)施(20)包括黃磷尾氣檢測(cè)裝置，當(dāng)黃磷尾氣停氣或者供氣量低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，用氣單元生產(chǎn)線全部或部分自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場(chǎng)和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。9.如權(quán)利要求8所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述安防設(shè)施(20)包括氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度檢測(cè)裝置，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂贗/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場(chǎng)和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。10.如權(quán)利要求1所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)的類型為雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、單網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、雙網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)或單環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK205485595SQ201620228162
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】黃鈺雪, 黃周平, 黃椿桀
【申請(qǐng)人】黃鈺雪