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前言
一、項目簡介
燒堿，化學名氫氧化鈉，又名火堿、苛性鈉，是重要的基礎化工原料之一，廣泛應用于輕工、化工、紡織、印染、醫(yī)藥、冶金、石油和軍工等行業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。
離子交換膜法制燒堿
目前世界上比較先進的電解制堿技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究，80年代開始工業(yè)化生產(chǎn)。
離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網(wǎng)制成，為了延長電極使用壽命和提高電解效率，鈦陽極網(wǎng)上涂有鈦、釕等氧化物涂層；陰極由碳鋼網(wǎng)制成，上面涂有鎳涂層；陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是說只允許Na+通過，而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質量。
離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程可以簡單表示如下圖所示：
二、 對控制設備的要求
在離子膜制堿工藝中有較多的聯(lián)鎖控制，如在整流、壓力、液位、溫度、流量、PH、REDOX、泵、風機、調節(jié)閥、ON/OFF閥之間有許多復雜的安全聯(lián)鎖。這里舉例介紹緊急停整流聯(lián)鎖和氫氣切斷閥緊急開關聯(lián)鎖。1． 緊急停整流和整流停的聯(lián)鎖 緊急停整流和整流停的聯(lián)鎖在離子膜制堿生產(chǎn)中很重要，它同時與多種工藝狀況相關聯(lián)。且工藝有時需根據(jù)實際工況切除某些自動聯(lián)鎖或修改某些聯(lián)鎖參數(shù)，為了操作方便直觀，在CRT上設置了聯(lián)鎖圖。
2． 系統(tǒng)要有較強的PLC的程控功能 二套裝置中有鹽水一次精制、二次精制，電槽電壓監(jiān)控等5個較大規(guī)模的控制程序及較復雜的安全連鎖程序。為了統(tǒng)一監(jiān)控和操作，同時為了降低系統(tǒng)成本，故要求全部功能在一套DCS中實現(xiàn)。
3． 抗強磁場干擾能力 由于現(xiàn)場條件的限制，控制室環(huán)境比較惡劣，有二個近距離的1.25萬和1.58萬安的大直流電，還有一個離開約5m的5.7萬安大直流電流（隔膜槽）的強磁場干擾，故對控制系統(tǒng)的抗強磁場干擾能力、安全穩(wěn)定性、可靠性、實時控制精度等要求高。
4． 抗強共模電壓干擾 電槽單元電壓對于保護昂貴的離子膜是一個很關鍵的參數(shù)，需采集每個單元電壓并參加報警、連鎖。本項目為20W噸燒堿，假設共有8臺電解槽，每臺電解槽均由100個單元槽組成，正常時每個單元電壓約為3.25V，這樣電槽單元電壓測量信號的共模輸入電壓最高可達325V以上。按照慣例，每個電壓信號要配置一個隔離器以隔離共模干擾信號，若信號直接接入DCS，信號極易受到干擾，而且對DCS板卡是一個極大的考驗。雖然貴公司要求單點檢測，但因本系統(tǒng)自帶的熔斷箱能實現(xiàn)人工檢測的目的，故本項目可以采用三點一檢測的方式，即達到了監(jiān)測的目的，又大大地節(jié)約了成本。
二、M-SYSTEM產(chǎn)品在燒堿行業(yè)的應用
1. M2VS-0A-M在電解槽電壓監(jiān)測方面的應用
日本M-SYSTEM的M2VS-0A-M隔離器在燒堿項目的電解槽槽電壓監(jiān)測方面有廣泛的應用。因為氯堿行業(yè)電解槽槽電壓監(jiān)測的行業(yè)特殊性，對隔離器的要求相對也比較高。例如：隔離器的零漂應盡可能的小；穩(wěn)定性要好；重復性要好。這樣才能直觀的反映出每個電解槽的運行狀態(tài)和可用性狀態(tài)。若隔離器的指標達不到預期要求將會直接影響到生產(chǎn)過程，造成不必要的停車。以下是M2VS直流電壓信號隔離器在現(xiàn)場應用的照片(含熔斷箱及隔離柜）。
2. M2VS-0A-M的功能與特長
超小型插入式構造的變換器
將直流信號轉換成標準過程信號
隔離強度: 輸入－輸出－電源－地面間 AC 2000 V 1分鐘
標準精度: ±0.1 %
溫度系數(shù): ±0.015 %／℃
響應時間: 25 ms以下
絕緣電阻: 輸入－輸出－電源間 100 M以上／DC 500 V
可進行高密度安裝
CE標準
UL認證
3. 結構圖和系統(tǒng)配置
1）.系統(tǒng)配置
本項目采用三點一檢測的方式。現(xiàn)場的每個槽電壓信號（100 * 8）進熔斷柜，通過熔斷柜內(nèi)接線端子可以方便的測量任意兩點間電壓（即亦實現(xiàn)了人工巡檢的目的）。待測槽電壓信號800點經(jīng)過熔斷器后，進入隔離柜內(nèi)M2VS轉換為4-20MA標準信號，直接送到DCS.
2）、系統(tǒng)結構圖
附錄一： M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)業(yè)績表（部分）
-----上海芮晨機電設備有限公司
序號 合同標的具體
名稱及內(nèi)容 合同履行情況 用戶名稱
1 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 四川樂山福華農(nóng)藥科技有限公司
2 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 四川新津燒堿廠
3 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 新疆烏魯木齊中泰化工
4 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 湖北宜昌興發(fā)化工
5 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 河南神馬氯堿
6 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)若干套 正常并已投入運營 北京化工機械廠
7 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 甘肅金川化工一期
8 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 河南焦作
昊華宇航氯堿廠
9 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 內(nèi)蒙億利化學燒堿
10 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 已供貨未運營 四川瀘州鑫福化工
11 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 藍星（北京）化工機械有限公司
12 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 已供貨未運營 內(nèi)蒙古瑞達泰豐化工有限責任公司
13 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 已供貨未運營 河北衡水冀衡化學武邑分公司
14 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 河南信陽華儀化工有限公司
15 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 已供貨未運營 湖北興發(fā)化工集團
16 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 浙江省衢州市巨化股份有限公司
17 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 山東聊城茌平信發(fā)化工
18 M-SYSTEM槽電壓檢測系統(tǒng)一套 正常并已投入運營 武漢祥龍電業(yè)股份有限公司
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號