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71.020G04团体标准T/CCSAS OXX—202X结晶单元操作机械化、自动化设计导则Design guidelinefor mechanizationand automationof thecrystallization unitoperation(征求意见稿)发布实202X-XX-XX202X-XX-XX施化学品安全协会发布结晶单元操作机械化、自动化设计导则1范围本文件规定了结晶单元操作在实现机械化、自动化操作方面的技术要求本文件适用于石化、化工行业中间歇、连续操作的结晶单元操作过程以及构成结晶单元的各类设备的机械化、自动化改造与设计2范性引用文件本文件没有规范性引用文件3术语和定义
3.1结晶单元操作crystaI Iization unitoperation是固体物质以晶体状态从溶液、熔融物或蒸汽中析出的过程,该操作过程存在热量和质量的传递,常用于对物质的提纯4一般要求
4.1自控
4.
1.1用于检测结晶单元操作过程控制参数(如液位、重量、流量、温度、压力、真空度、密度、浓度、等)、设备运行参数(如电机电流、电机转速等)的仪表以及现场执行机构(如调节阀、开关阀等)应具备信号远传功能,控制系统应根据检测仪表信号设置相应的参数报警值或联锁值;各种检测仪表宜与现场相对应的执行机构构成自动控制回路或联锁控制回路
4.
1.2结晶单元操作中使用的动力设备(如泵、压缩机、真空泵等)应实现远程停止功能,宜实现远程启动功能,且能够根据工艺的需求利用变频控制器调节动力设备的输出能力
4.2冷却结晶过程
4.
1.1结晶设备搅拌电机应实现远程停止功能,宜实现远程启动功能搅拌电机应为变频电机,搅拌电机供电回路应配备变频控制器,搅拌电机宜设置转速检测仪表,搅拌电机转速检测仪表与电机变频控制器构成自动调节控制回路;如未设置搅拌电机转速检测仪表,则控制系统应能够人工给定输出信号远程遥控控制电机变频控制器
4.
1.2结晶设备冷媒管线应设置温度检测仪表、调节阀,结晶设备冷媒管线温度检测仪表与冷媒调节阀构成自动调节控制回路
4.
1.3结晶设备内应设置温度检测仪表,结晶设备进料管线应设置调节阀,结晶设备冷媒管线应设置调节阀,结晶设备温度检测仪表与结晶设备冷媒进料调节阀及结晶设备进料调节阀构成分程自动调节控制回路
4.
1.4根据晶核形成、晶体生长、晶体保持等结晶过程不同阶段对不同操作工况的需求,结晶单元操作过程宜采用顺控模式实施操作,依据结晶过程工艺条件需求按照时间顺序依次自动调节电机搅拌转速和冷媒流量等T/CCSAS OXX—202X
4.
1.5结晶设备可设置密度(或者浓度)检测仪器,结晶设备出料管线应设置调节阀,结晶设备密度(或者浓度)检测仪器与结晶设备出料管线调节阀构成自动调节控制回路及联锁控制回路
4.3蒸发结晶过程
4.
1.1结晶设备热媒(如蒸汽、热水、导热油等)管线应设置温度检测仪表(或压力检测仪表)、调节阀,结晶设备热媒管线温度检测仪表(或压力检测仪表)与热媒调节阀构成自动调节控制回路
4.
1.2结晶设备内应设置温度检测仪表(或压力检测仪表),结晶设备进料管线应设置调节阀,结晶设备热媒管线应设置调节阀,结晶设备温度检测仪表(或压力检测仪表)与结晶设备热媒进料调节阀及结晶设备进料调节阀构成分程自动调节控制回路
4.4真空绝热冷却结晶过程
4.
4.1结晶设备真空系统应设置真空度检测仪表,真空泵应实现远程停止功能,宜实现远程启动功能真空泵电机应为变频电机,真空泵电机供电回路应配备变频控制器,结晶设备真空系统真空度检测仪表与真空泵电机变频控制器构成自动调节控制回路;如未设置真空泵电机转速检测仪表,则控制系统应能够人工给定输出信号远程遥控控制真空泵电机变频控制器
4.
4.2结晶设备内应设置温度检测仪表,结晶设备进料管线应设置调节阀,结晶设备温度检测仪表(或真空度检测仪表)与结晶设备进料管线调节阀及真空泵电机变频控制器构成自动调节控制回路5结晶单元机械化、自动化操作要求
5.1间歇操作
5.
1.1进料
5.
1.
1.1采用动力输送设备(如泵等)向结晶单元进料时,结晶单元进料管线应设置流量检测仪表、开关阀,结晶单元进料管线流量检测仪表与进料开关阀及动力输送设备构成联锁控制回路
5.
1.
1.2采用动力输送设备先向计量槽进料,然后计量槽利用重力(或动力输送设备)出料再向结晶设备进料时,计量槽应设置液位检测仪表(或称重模块),计量槽进料管线和出料管线均应设置开关阀,结晶设备进料管线宜设置开关阀,计量槽液位检测仪表(或称重模块)与计量槽进料开关阀及计量槽进料动力输送设备构成联锁控制回路;同时,计量槽液位检测仪表(或称重模块)与计量槽出料开关阀、结晶设备进料开关阀及结晶设备进料动力输送设备构成联锁控制回路
5.
1.
1.3采用压料方式向结晶设备进料时,压料罐出料管线应设置开关阀,结晶设备进料管线应设置流量检测仪表、开关阀结晶设备进料管线流量检测仪表与压料罐出料开关阀及结晶设备进料开关阀构成联锁控制回路出料采用重力方式进行结晶出料时,结晶单元出料系统宜设置流量检测仪表(或液位检测仪表、称重模块),出料管线应设置开关阀,结晶单元出料系统流量检测仪表(或液位检测仪表、称重模块)与结晶单元出料开关阀形成联锁控制回路如结晶单元出料系统未设置流量检测仪表、液位检测仪表及称重模块,则控制系统应能够人工给定输出信号远程遥控启闭结晶单元出料开关阀
5.
1.
2.2采用动力输送设备进行结晶出料时,结晶单元出料系统宜设置流量检测仪表(或液位检测仪表、称重模块),出料管线应设置开关阀,结晶单元出料系统流量检测仪表(或液位检测仪表、称重模块)与结晶单元出料开关阀、出料动力输送设备形成联锁控制回路如结晶单元出料系统未设置流量检测仪表、液位检测仪表及称重模块,则控制系统应能够人工给定输出信号远程遥控启闭结晶单元出料开关阀
5.
1.
2.3结晶出料采用气体压料或真空出料方式时,结晶单元出料系统宜设置流量检测仪表(或液位检测仪表、称重模块),出料管线应设置开关阀,结晶单元出料系统流量检测仪表(或液位检测仪表、称重模块)与结晶单元出料开关阀、动力气源(如气源阀、真空泵、压缩机等)构成联锁控制回路如结晶单元出料系统未设置流量检测仪表、液位检测仪表及称重模块,则控制系统应能够人工给定输出信号远程遥控启闭结晶单元出料开关阀
5.1,
2.4结晶设备出料管线宜设置晶体纯度在线分析检测仪表,晶体纯度在线分析检测仪表与结晶单元出料管线开关阀构成联锁控制回路
5.2连续操作
5.
2.1采用动力输送设备(或压差等)方式向结晶单元连续液相进料时,结晶单元进料管线应设置流量检测仪表及进料调节阀,结晶单元进料流量检测仪表与进料调节阀构成自动调节控制回路
5.
2.2结晶单元出料系统宜设置液位检测仪表(或流量检测仪表、称重模块)及出料调节阀结晶单元出料系统液位检测仪表(或流量检测仪表、称重模块)与结晶单元进料调节阀、出料调节阀构成自动调节控制回路
5.
2.3若结晶系统出料控制难度较大,则控制系统应通过对结晶系统进料的自动控制来间接地控制结晶系统的出料6其他操作要求针对特殊的工艺物料(如易燃、易爆、有毒、腐蚀性介质等),在结晶单元操作过程(进料、结晶、出料)中存在诸多安全风险,应在基础设计阶段开展危险和可操作性分析(HAZOP),并采用预先危险分析(PHA)或事故树分析(ETA)等定性定量风险评价方法,对整个结晶单元操作过程的危险性进行分析,根据分析结果设置相应的机械化及自动化操作方式结晶单元操作过程中如有人员现场操作,应采用机械化和自动化的手段来实现现场无人操作。