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第1章 绪论1

1.1 氯碱工业概况及特点1

1.1.1 氯碱工业概况1

1.1.2 我国氯碱工业特点1

1.2 离子膜烧碱装置主要设备简介2

1.2.1 一次盐水精制主要设备2

1.2.2 二次盐水精制主要设备3

1.2.3 电解主要设备3

1.2.4 氯氢处理主要设备3

1.2.5 氯化氢合成与高纯盐酸的主要设备4

1.2.6 氯气液化及包装主要设备5

1.2.7 蒸发及固碱主要设备5

1.3 离子膜烧碱装置控制现状5

第2章 离子膜烧碱工艺及控制要求7

2.1 一次盐水精制7

2.1.1 一次盐水精制反应原理8

2.1.2 一次盐水精制工艺简介8

2.1.3 一次盐水精制控制要求9

2.2 二次盐水精制11

2.2.1 二次盐水精制反应原理11

2.2.2 二次盐水精制工艺简介12

2.2.3 二次盐水精制控制要求12

2.3 电解及脱氯14

2.3.1 电解及脱氯反应原理14

2.3.2 电解及脱氯工艺简介16

2.3.3 电解及脱氯控制要求16

2.4 氯氢处理18

2.4.1 氢氢处理化学原理19

2.4.2 氯氢处理工艺简介20

2.4.3 氯氢处理控制要求21

2.5 盐酸合成23

2.5.1 盐酸合成化学原理23

2.5.2 盐酸合成工艺简介23

2.5.3 盐酸合成控制要求23

2.6 烧碱蒸发与固碱25

2.6.1 烧碱蒸发与固碱化学原理25

2.6.2 烧碱蒸发与片碱工艺简介26

2.6.3 烧碱蒸发与片碱控制要求27

第3章 离子膜烧碱控制方案29

3.1 单回路控制系统29

3.2 主要复杂控制回路30

3.2.1 进电解槽盐水流量的控制30

3.2.2 电解槽加酸量的控制31

3.2.3 淡盐水循环流量控制32

3.2.4 电解槽出口总管氯气氢气的差压控制32

3.2.5 阴极液加水（碱浓度） 的控制32

3.2.6 电解槽电流的升降及其控制33

3.2.7 氯压机的控制33

3.2.8 盐酸合成与烧碱蒸发的控制33

3.3 DCS对树脂塔的程序顺控方案34

3.3.1 树脂塔工艺简述34

3.3.2 离子交换树脂塔的操作程序35

3.3.3 报警和联锁37

3.3.4 断电时的操作38

3.3.5 阀门联锁38

3.4 电解槽槽电压检测方案39

3.4.1 单元槽电压的构成39

3.4.2 槽电压检测难点及常规检测方案39

3.4.3 MACS系统对槽电压的检测方案40

3.4.4 槽电压检测针孔探测器的功能43

3.5 安全联锁控制方案45

3.5.1 电解联锁控制方案45

3.5.2 整流全停联锁方案47

3.5.3 电解极化电源联锁方案47

3.5.4 氯压机联锁方案47

3.5.5 蒸发联锁49

3.5.6 其他联锁49

第4章 离子膜烧碱仪表51

4.1 温度仪表51

4.1.1 温度检测仪表的分类51

4.1.2 测温仪表的性能特点52

4.1.3 测温仪表的选用原则53

4.1.4 离子膜装置中的测温仪表54

4.1.5 测温原件及仪表的安装64

4.2 压力仪表66

4.2.1 压力的概念、单位及表示方法66

4.2.2 常用的压力检测仪表68

4.2.3 压力检测仪表的选用69

4.2.4 离子膜装置中的压力仪表71

4.2.5 压力表、变送器的安装80

4.3 流量仪表82

4.3.1 流量检测概述82

4.3.2 流量仪表的分类83

4.3.3 常用流量仪表选型83

4.3.4 离子膜装置中的流量仪表84

4.3.5 流量仪表的安装96

4.4 物位仪表101

4.4.1 物位的概念及物位检测意义101

4.4.2 物位仪表的分类101

4.4.3 常用物位检测仪表的选用102

4.4.4 离子膜装置中的物位仪表102

4.4.5 物位仪表的安装116

4.5 分析仪表118

4.5.1 分析仪表的分类118

4.5.2 分析仪表的一般组成119

4.5.3 分析仪表的选型120

4.5.4 离子膜装置中的分析仪表120

4.6 执行器129

4.6.1 调节阀的组成及分类129

4.6.2 调节阀的选择131

4.6.3 阀门附件136

4.6.4 离子膜装置中的执行器138

4.6.5 调节阀的安装和维护147

4.7 爆炸危险场所仪表电器安全150

4.7.1 爆炸性气体环境危险区域划分150

4.7.2 爆炸性气体混合物的分类、分级、分组150

4.7.3 爆炸性气体环境仪表电气设备的选型151

4.7.4 爆炸危险场所仪表电器安全151

4.7.5 安全栅152

第5章 离子膜工程DCS硬件配置方案156

5.1 DCS硬件系统简介156

5.1.1 DCS系统定义156

5.1.2 DCS系统结构156

5.1.3 DCS系统功能157

5.1.4 国内常见DCS厂商及品牌157

5.2 和利时（Hollysys）公司的MACS系统158

5.2.1 HOLLiAS？MACS分布式控制系统概述158

5.2.2 MACS-S系统整体结构159

5.3 离子膜烧碱装置DCS硬件配置方案164

5.3.1 和利时DCS在氯碱盐化工行业应用情况165

5.3.2 SM现场控制站硬件产品简介及其配置要点165

5.3.3 DCS系统输入／输出测点统计170

5.3.4 I/O模块的配置171

5.3.5 控制柜成套设计172

5.3.6 离子膜烧碱装置操作站硬件配置174

5.3.7 系统网络设计176

5.3.8 系统供电设计181

5.4 辅助机柜盘台布置与接线图181

5.4.1 盘面布置图181

5.4.2 柜内接线图185

5.5 DCS系统柜布置与接线图190

5.5.1 柜内布置图190

5.5.2 外部接线图190

第6章 离子膜工程DCS软件组态编程192

6.1 DCS的软件体系192

6.1.1 现场控制站的软件系统193

6.1.2 操作站的软件系统194

6.1.3 MACS Ⅴ系统软件的组成及功能194

6.2 DCS的组态方法194

6.2.1 组态软件主要解决的问题194

6.2.2 组态的内容195

6.2.3 MACS Ⅴ系统软件组态步骤195

6.3 离子膜烧碱装置控制工程组态196

6.3.1 新建工程196

6.3.2 工程画面组态200

6.3.3 设备组态216

6.3.4 数据库的编辑及编译224

6.3.5 报表组态229

6.3.6 服务器算法组态230

6.3.7 生成控制器算法工程235

6.4 离子膜烧碱装置控制器算法组态235

6.4.1 控制器算法组态概述235

6.4.2 控制器算法软件及功能238

6.4.3 单回路控制系统组态240

6.4.4 联锁及主要复杂控制回路组态240

6.4.5 树脂塔顺控方案组态252

第7章 离子膜烧碱整流277

7.1 离子膜整流系统的组成及工作原理277

7.1.1 整流系统组成277

7.1.2 整流系统工作原理277

7.2 整流系统设计278

7.2.1 整流装置主要参数计算279

7.2.2 整流柜内部元件的选取及制造要求285

7.2.3 整流柜的保护措施286

7.2.4 晶闸管整流装置控制柜286

7.2.5 计算机监控系统290

7.2.6 极化整流器294

7.3 整流器辅助设备296

7.3.1 整流变压器296

7.3.2 纯水冷却装置298

7.3.3 直流母线式大电流隔离器300

7.3.4 直流大电流传感器302

7.4 整流所的常见事故类型及处理305

7.4.1 整流工段易出现的故障类型305

7.4.2 整流装置的运行管理305

7.4.3 整流工段可能出现的异常情况及事故处理306

7.4.4 整流变压器的运行管理及检修维护306

7.4.5 整流变压器可能出现的异常情况及事故处理307

7.4.6 整流高压开关柜的运行管理308

附录1 ××××公司20万吨／年离子膜烧碱项目DCS控制系统招标文件310

附录2 DCS系统主要供应商及其产品介绍330

附录3 离子膜烧碱装置数据库I/O表354

附录4 现场控制站机柜布置与接线图358

参考文献376