一種高壓氧氣管網(wǎng)安全聯(lián)鎖技術(shù)改造探討

張曉恩

（陜西煤化能源有限公司，陜西咸陽 713600)

一種高壓氧氣管網(wǎng)安全聯(lián)鎖技術(shù)改造探討

張曉恩

（陜西煤化能源有限公司，陜西咸陽 713600)

高壓氧系統(tǒng)是現(xiàn)代煤化工企業(yè)非常重要的管網(wǎng)系統(tǒng)，隨著近年來煤化工行業(yè)的快速發(fā)展，高壓氧壓力越來越高，用量也越來越大，而高壓氧氣放空閥在小開度時調(diào)節(jié)緩慢，閥門調(diào)節(jié)滯后，導(dǎo)致氧氣管網(wǎng)壓力瞬間升高，極大地威脅著液氧泵的安全，還可能導(dǎo)致正在運行的其他氣化爐因氧煤比高聯(lián)鎖跳車；由于壓力瞬間升高，安全閥頻繁起跳，安全閥瞬間泄放時的反沖力易導(dǎo)致管道彎曲變形甚至發(fā)生管線撕裂、管道爆燃的事故時有發(fā)生。

高壓氧氣管網(wǎng)；安全聯(lián)鎖；探討

1 改造方案簡單描述

為了最大程度減少事故的發(fā)生，確保氧氣管網(wǎng)及生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行，可以對氧氣系統(tǒng)在保留空分原有壓力控制聯(lián)鎖的基礎(chǔ)上增加氧氣安全放空聯(lián)鎖。做法是增加3臺氣化爐的跳車信號觸發(fā)空分的氧氣放空閥迅速開大至一定開度的聯(lián)鎖，當(dāng)一臺或多臺氣化爐跳車時，跳車信號立即傳送給空分DCS系統(tǒng)并迅速使空分氧氣放空閥開大至一定的開度，再交由原有的氧氣壓力控制邏輯根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的壓力指標(biāo)控制氧氣放空閥開度，最終達(dá)到及時卸放、穩(wěn)定高壓氧氣管網(wǎng)壓力、維持氧泵平穩(wěn)運行、減少事故的目的。

2 方案實施及測試

2.1 方案實施可行性考察

經(jīng)過對設(shè)計文件的審查、設(shè)備供貨、施工質(zhì)量等條件確認(rèn)，具備方案實施的條件，具體為：

（1）空分工藝包及重要設(shè)備（包括氧氣系統(tǒng)閥門、管材、管件等）的供貨商為空分行業(yè)的鼻祖林德公司，其工藝設(shè)計合理，供貨質(zhì)量值得信賴。

（2）經(jīng)查閱工藝包設(shè)計資料，空分高壓氧氣放空閥及安全閥的設(shè)計為全流量（88 000m3/h）排空；查閱我公司近3a運行數(shù)據(jù)，氣化在滿負(fù)荷時高壓氧氣的最大用量為82 000m3/h，實際使用流量小于設(shè)計流量（88 000m3/h），因此，全流量放空時氧氣實際流速將小于設(shè)計流速，實際運行更安全。

（3）檢查確認(rèn)放空閥及安全閥的閥體、閥座、閥芯等部件材質(zhì)均為蒙乃爾，為防爆優(yōu)質(zhì)材料。

（4）放空閥后設(shè)計了二級擴(kuò)徑，使放空閥后氧氣流速在安全范圍內(nèi)，放空管道管件材質(zhì)為銅合金，用材優(yōu)異。（5）整個工程周期內(nèi)，甲方重視質(zhì)量管理，工程質(zhì)量可靠，清潔度達(dá)到LB141-74 S2級。

2.2 方案實施，增加放空聯(lián)鎖

由儀表車間負(fù)責(zé)新增部分控制電纜敷設(shè)，并進(jìn)行DCS組態(tài)，具體方案如下：

（1）將A、B、C 三臺氣化爐運行信號（通常2開1備）分別送至空分DCS，并與空分氧氣放空閥聯(lián)動；

（2）空分DCS系統(tǒng)接收到氣化爐跳車信號后（無論一臺跳車或二臺同時跳車），系統(tǒng)即輸出氧氣放空閥開度至“20%+跳車前氧氣放空閥開度輸出”，然后交原有的壓力聯(lián)鎖自動調(diào)節(jié)。

2.3 氧氣管網(wǎng)聯(lián)鎖變更投用前需要做的工作

（1）檢查確認(rèn)空分及氣化氧氣放空閥、安全閥支架的安全性、可靠性，如有需要進(jìn)行整改。

（2）檢查確認(rèn)高壓氧氣管網(wǎng)防靜電接地的安全性、可靠性，接地電阻不大于1Ω，法蘭間電阻小于0.03Ω。

（3）編制可行的氧氣管網(wǎng)聯(lián)鎖變更預(yù)案。（4）改造竣工后進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試。

2.4 聯(lián)鎖調(diào)試及實施投用

聯(lián)鎖經(jīng)多次靜態(tài)調(diào)試檢測合格后方可投用。

（1）為確保安全及生產(chǎn)需求，該聯(lián)鎖分A、B、C三臺氣化爐，分別對應(yīng)設(shè)置A、B、C三路聯(lián)鎖投用/切除軟按鈕，按鈕設(shè)置在空分分餾崗位，由空分分餾崗位主操接到調(diào)度室指令后進(jìn)行聯(lián)鎖的投用/切除操作。

（2）氣化車間應(yīng)在氣化爐投用成功后及時、準(zhǔn)確地匯報調(diào)度室。

（3）生產(chǎn)調(diào)度室應(yīng)在接到氣化車間某臺氣化爐投料成功時及時、準(zhǔn)確地通知空分分餾主操。

（4）空分分餾主操接到調(diào)度室某臺氣化爐投料成功的指令通知后，必須及時、準(zhǔn)確地投用該臺氣化爐對應(yīng)的聯(lián)動氧氣放空閥聯(lián)鎖；空分分餾主操接到調(diào)度室某臺氣化爐停車（跳車）的通知指令后，必須及時、準(zhǔn)確地切除該臺氣化爐對應(yīng)的聯(lián)動氧氣放空閥聯(lián)鎖。

（5）任何一臺氣化爐跳車聯(lián)動空分氧氣放空閥的聯(lián)鎖，其投用、切除按鈕必須設(shè)置二次確認(rèn)程序，空分分餾主操在投用/切除時必須經(jīng)仔細(xì)確認(rèn)無誤后方可操作。

（6）聯(lián)鎖的投用及解除必須及時，任何單位不得拖延。

3 改造說明及改造后效果

本改造方案的重點是無論氣化爐單臺或二臺同時跳車，觸發(fā)系統(tǒng)自動輸出氧氣放空閥開度至“20%+跳車前氧氣放空閥開度輸出”，然后交原壓力控制聯(lián)鎖自動調(diào)節(jié)。選擇“20%+跳車前氧氣放空閥開度輸出”，是因為氧氣放空閥打開至20%的開度為單臺氣化爐最低負(fù)荷時的氧氣用量。這個開度值既可以保證兩臺氣化爐均為最低負(fù)荷時，一臺氣化爐跳車不會

導(dǎo)致另一臺正在運行的氣化爐因放空閥瞬間開大跳車，同時也更有利于在氣化爐跳車時氧氣放空閥快速有一定預(yù)開度，放空閥在較大開度時調(diào)節(jié)效果更加有效。經(jīng)統(tǒng)計，該聯(lián)鎖改造后自2016年2月19日至2017年4月15日投用期間，氣化爐出現(xiàn)單臺跳車（包括緊急停車）共計5次，雙爐跳車1次，氣化爐跳車后高壓氧氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定，未曾出現(xiàn)單臺氣化爐跳車波及另一臺正在運行氣化爐也跳車事件發(fā)生，兩臺氣化爐同時跳車后氧氣管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)平穩(wěn)。氧氣管網(wǎng)聯(lián)鎖改造后，管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)更及時、精準(zhǔn)，符合煤化工企業(yè)高壓氧氣管網(wǎng)苛刻的工藝及安全要求，改造是成功的。

Discussion on Reform of Safety Interlocking Technology for High Pressure Oxygen Pipeline Network

Zhang Xiao-en

High pressure oxygen system is a very important pipe network system of modern coal chemical industry.With the rapid development of coal chemical industry in recent years，the pressure of Oxygen pressure is getting higher and higher，the dosage is getting bigger and bigger，and the high pressure oxygen vent valve is in small opening When the adjustment is slow，the valve adjustment lag，resulting in oxygen pipe network pressure instantly increased，a great threat to the safety of liquid oxygen pump，but also may lead to the operation of other gasification furnace due to high coal ratio jumper；Rise，the safety valve frequent take-off，the safety valve momentary release when the recoil easily lead to pipe bending deformation or even pipeline tear，pipe deflagration accident occurred.

high pressure oxygen pipe network；safety interlock；discussion

TF748.2

A

1003–6490（2017）11–0019–02

2017–09–06

張曉恩（1974—），男，陜西寶雞人，助理工程師，主要從事技術(shù)管理工作。