带自动点火器的四氯乙烯生产装置.pdf

该发明公开了一种带自动点火器的四氯乙烯生产装置，包括反应器罐体，设于其上的两组带正、负电极头且可自动调节和控制两电极头放电距离的电弧点火器，恒流电源，含DCS的控制系统。该发明采用由固定电极和可调电极及其控制器组成的电弧点火器，在系统初始运行阶段的点火过程中可根据电极间电压变化及电极头间隙调节定位器所设定的电流值，通过电、气转换自动调节并控制两电极头之间的放电距离，以维持电弧连续、稳定工作，直至反应器内的温度达到动态平衡。因而，具有点火过程连续、稳定可靠，确保一次点火成功和安全生产，有效避免安全事故特别是恶性事故的发生，以及缩短系统开车时间，提高生产率，节约能源和原材料的消耗等特点。

1.  一种带自动点火器的四氯乙烯生产装置，包括反应器罐体，设于罐体上的带正、负电极头的电弧点火器，恒流电源，控制系统，其特征在于电弧点火器为两组相对独立的、各设有一固定电极和一能调节两电极头之间距离的可调电极的电弧点火器，在控制系统内还设有分别与两组电弧点火器配套的、按设定的电极间电压及设定的调节定位器内电磁线圈的电流参数范围，自动调节和控制两电极头放电距离的控制器；点火器中各电极分别通过其壳体密封式紧固于反应器罐体上，各电弧点火器则通过电缆线及数据线与对应的电源及控制器连接。

2.  按权利要求1所述带自动点火器的四氯乙烯生产装置，其特征在于所述各点火器中的可调电极包括：电极壳体和设于其内的带电极套的可调电极头及位于其后且与之连接成一体的电极轴，设于电极套与其壳体之间的绝缘腔，以及含薄膜调节阀膜头及阀杆、压力平衡控制杆在内的电极头间隙调节定位器及其固定架；电极头间隙调节定位器通过阀杆与电极轴后端连接、以调节和控制两电极头之间的间隙；而固定电极则包括：电极壳体和设于其内的带电极套的固定电极头及位于其后且与之连接成一体的电极轴，以及设于电极套与其壳体之间的绝缘腔。

3.  按权利要求1所述带自动点火器的四氯乙烯生产装置，其特征在于所述控制器为DCS控制器。

4.  按权利要求1所述带自动点火器的四氯乙烯生产装置，其特征在于所述各电弧点火器的两电极由各自的电极轴通过电缆线分别与电源的正、负极连接，而通过电极头间隙调节定位器及数据线与DCS控制器连接。

5.  按权利要求1所述带自动点火器的四氯乙烯生产装置，其特征在于所述设定的电极间电压参数为28～35V，而设定的电极头调节定位器内电磁线圈的电流参数为4～20mA。

带自动点火器的四氯乙烯生产装置
技术领域
本发明属于化工生产设备中的四氯乙烯生产装置，特别是一种设有自动点火器的生产四氯乙烯的装置，采用该装置生产四氯乙烯，系统在初始运行阶段当点火器电极距离发生变化时自动调节其距离，维持长时间稳定起弧，有效避免安全事故的发生。
背景技术
四氯乙烯生产装置是采用四氯化碳(CCl₄)、氯气(Cl₂)、一氯甲烷(CH₃Cl)作为原料生产四氯乙烯的装置。当原料气进入生产装置中的反应器内后，首先通过电弧点火器在初始阶段对进入反应器的反应物进行加热、引发反应后反应进行放热反应，加之电弧的加热，温度进一步升高，在反应器内的温度达到动态平衡(稳定在规定值)后，点火器方可断电停止工作；若点火器在点火过程中熄火，不但要中断反应过程，而且必须将反应器内的物料排除、重新加料(重新启动一次需耗时8小时左右)，既浪费原料、又影响生产；若在初始运行阶段发生断续点火，则可能引发严重的安全事故、甚至引起反应器爆炸等恶性事故；因而，在反应器内的反应温度(状态)达到动态平衡(稳定)前，要求点火器在点火过程中必须连续、稳定工作。但由于电极碳棒在点火过程中不断烧损，若不及时调整碳棒间隙，电弧就会熄灭或发生断续起弧；而采用人工调整、则对碳棒的间隙及调整的时机很难准确把握，从而给安全生产留下事故隐患。因而，采用传统的人工控制点火(器)的四氯乙烯生产装置存在点火过程的稳定性差，点火器在点火过程中易熄火或发生断续点火现象，既浪费原料、影响生产，又可能引发设备及人身伤害的恶性安全事故等弊病。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术存在的弊病，研究设计一种带自动点火器的四氯乙烯生产装置，在电弧点火的过程中，当电极距离发生变化时能自动调节电极的距离，使系统在初始运行阶段维持连续、稳定起弧状态，直至反应器内的温度达到动态平衡止；以达到确保反应器在点火过程中连续、稳定工作，一次点火成功，缩短系统开车时间，提高生产率，节约能源和原材料消耗，以及确保生产的安全性，有效避免恶性安全事故的发生等目的。
本发明的解决方案是在反应器内对称设置两组相对独立的点火器，每组点火器各设一固定电极和一能调节两电极头之间距离的可调电极，可调电极按设定的电极间电压参数的范围以及所设定电极头间隙调节定位器的电流参数范围、通过控制进入调节定位器膜头中的气压，在反应器内温度达到动态平衡前的初始运行阶段自动调节并控制两电极间的距离、以确保电弧连续、稳定工作，从而实现其目的。因此，本发明包括反应器罐体，设于罐体上的带正、负电极头的电弧点火器，恒流电源，控制系统，关键在于电弧点火器为两组相对独立的、各设有一固定电极和一能调节两电极头之间距离的可调电极的电弧点火器，在控制系统内还设有分别与两组电弧点火器配套的、按设定的电极间电压及设定的调节定位器内电磁线圈的电流参数范围，自动调节和控制两电极头之间放电距离的控制器；点火器中各电极分别通过其壳体密封式紧固于反应器罐体上，各电弧点火器则通过电缆线及数据线与对应的电源及控制器连接。
上述各设有一固定电极和一可调电极的电弧点火器，各点火器中的可调电极包括电极壳体和设于其内的带电极套的可调电极头及位于其后且与之连接成一体的电极轴(柱)，设于电极套与其壳体之间的绝缘腔，以及含(气动)薄膜调节阀膜头及阀杆(电极调节杆)、压力平衡控制杆在内的电极头间隙调节定位器及其固定架；电极头间隙调节定位器通过阀杆与电极轴后端连接、以调节和控制两电极头之间的间隙；而固定电极则包括电极壳体和设于其内的带电极套的固定电极头及位于其后且与之连接成一体的电极轴，以及设于电极套与其壳体之间的绝缘腔。而所述控制器为DCS控制器(集散型自动控制系统)。所述各电弧点火器的两电极由各自的电极轴通过电缆线分别与电源的正、负极连接，而通过电极头间隙调节定位器及数据线与DCS控制器连接。所述恒流电源为两套能将380V交流电转变为最高电压100V、电流为0～400A的(直流)恒流电源。而所述设定的电极间电压参数为28～35V，电极头调节定位器内电磁线圈的电流参数为4～20mA。
本发明由于在反应器内对称设置两组、在点火过程中可根据电极间电压变化情况及电极头间隙调节定位器所设定的电流值(参数)，通过电、气转换自动调节并控制两电极头之间距离的电弧点火器，使系统在初始运行阶段维持连续、稳定起弧状态而不致熄火，直至反应器内的温度达到动态平衡，从而确保一次点火成功；因而，本发明具有点火过程中电弧连续、稳定，直至反应器内的温度达到动态平衡而不会发生熄火现象，可确保安全生产、有效避免安全事故特别是恶性事故的发生，缩短系统开车时间，提高生产率，节约能源和原材料的消耗等特点。
附图说明
图1为本发明生产装置及点火器设置位置示意图；
图2为A-A剖视图及各电极与电源和控制器连接关系示意图；
图3为点火器固定及可调电极结构及相互位置关系示意图(局部放大图)。
图中：I.反应器罐体，Ia、Ib：原料气进口，Ic.粗产品出口，IIa.固定电极，IIb.可调电极，III.恒流电源、IIIa.电源输出接口、IIIb.电压显示输出接口、IIIc.电流显示输出接口、IIId.电流调节指令输入接口，IV.DCS控制器、IVa.电流控制(信号)输出接口、IVb.电压显示输入接口、IVc.电流显示输入接口、IVd.电流调节指令输出接口；1～1.固定电极头，1～2.可调电极头，2～1、2～2：电极套，3～1、3～2：电极壳体，4～1、4～2：绝缘腔，5～1、5～2：电极轴(柱)，5～1.1、5～2.1：电极座，5～1.2、5～2.2：电缆夹头；6.电极头间隙调节定位器，6～1.薄膜调节阀膜头，6～2.阀杆(电极调节杆)，6～3.压力平衡控制杆，6～4.气管，7.固定架。
具体实施方式
以年生产1.2万吨PCE粗产品的四氯乙烯生产装置为例：反应器罐体I及其结构均与背景技相同；固定电极IIa中：电极头1～1直径φ70mm、长650mm、其上与可调电极头1～2配合处为平面，电极套2～1采用瓷管、外径φ80mm、管壁厚4.75mm、长600mm，电极壳体3～1外径φ180mm、长500mm、壁厚3.0mm，电极轴5～1直径φ40mm、长300mm并通过电极座5～1.1与电极头1～1连接、而通过电缆夹头5～1.2及电缆与恒流电源III的输出接口连接；固定电极IIa中：电极头间隙调节定位器6采用型号为ZPD-01的电气阀门(调节)定位器，气源压力为0.6Mpa、电磁线圈设定电流4-20mA，该调节定位器通过其阀杆6～2与电极轴5～2的后端连接，以调节和控制可调电极头1～2在点火过程中移动的距离并定位；电极头1～2除端部为锥头、电极轴5～2长250mm外，其余参数与对应的固定电极头1～1、电极轴5～1相同；电极套2～2、电极壳体3～2、电极座5～2.1、电缆夹头5～2.2，其结构尺寸及连接方式亦均与固定电极IIa中对应的部件相同；控制系统中：恒流电源III采用最高电压为100V、电流为0～400A的恒流电源，该电源的电源输出接口IIIa通过电缆线分别与固定电极IIa及固定电极IIa中的电缆夹头5～1.2、5～2.2连接，通过电压显示输出接口IIIb、电流显示输出接口IIIc及电流调节指令输入接口IIId分别与DCS控制器IV中的电压显示(模拟量)输入接口IVb、电流显示(模拟量)输入接口IVc及电流调节指令输出接口IVd对应连接，而DCS控制器IV中的电流控制(信号)输出接口IVa则与电极头间隙调节定位器6中的电磁线圈两端连接、以调节和控制进入调节阀膜头6～1内的气量；本实施方式设定的起弧电流在30～400A范围内可调、加于两电极头1～1与1～2之间的电压为在28～35V，DCS控制器IV由输出接口IVa及电流调节指令输出接口IVd输出的电流控制参数均为4～20mA；本实施方式在反应器I中对称设置两组相对独立的电弧点火器。
使用中，系统在初始运行阶段的点火过程中进入自动控制状态后，因起弧燃烧，当两电极间的距离发生变化(距离加大则电压升高)，当电压升至35V(上限)时调节系统便及时输出信号，缩短两电极间的距离，使系统维持在起弧状态；当电压降至28V(下限)时调节系统亦及时输出信号，加大两电极间的距离，使系统始终维持在稳定的起弧状态；本实施方式可确保稳定起弧在一小时以上、中间不会断弧。