一種高壓氧氣管網安全聯鎖技術改造探討

張曉恩

（陜西煤化能源有限公司，陜西咸陽 713600)

一種高壓氧氣管網安全聯鎖技術改造探討

張曉恩

（陜西煤化能源有限公司，陜西咸陽 713600)

高壓氧系統是現代煤化工企業非常重要的管網系統，隨著近年來煤化工行業的快速發展，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節緩慢，閥門調節滯后，導致氧氣管網壓力瞬間升高，極大地威脅著液氧泵的安全，還可能導致正在運行的其他氣化爐因氧煤比高聯鎖跳車；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致管道彎曲變形甚至發生管線撕裂、管道爆燃的事故時有發生。

高壓氧氣管網；安全聯鎖；探討

1 改造方案簡單描述

為了最大程度減少事故的發生，確保氧氣管網及生產安全穩定運行，可以對氧氣系統在保留空分原有壓力控制聯鎖的基礎上增加氧氣安全放空聯鎖。做法是增加3臺氣化爐的跳車信號觸發空分的氧氣放空閥迅速開大至一定開度的聯鎖，當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系統設定的壓力指標控制氧氣放空閥開度，最終達到及時卸放、穩定高壓氧氣管網壓力、維持氧泵平穩運行、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

經過對設計文件的審查、設備供貨、施工質量等條件確認，具備方案實施的條件，具體為：

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

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

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

（4）放空閥后設計了二級擴徑，使放空閥后氧氣流速在安全范圍內，放空管道管件材質為銅合金，用材優異。（5）整個工程周期內，甲方重視質量管理，工程質量可靠，清潔度達到LB141-74 S2級。

2.2 方案實施，增加放空聯鎖

由儀表車間負責新增部分控制電纜敷設，并進行DCS組態，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動；

（2）空分DCS系統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鎖自動調節。

2.3 氧氣管網聯鎖變更投用前需要做的工作

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

（2）檢查確認高壓氧氣管網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聯鎖變更預案。（4）改造竣工后進行靜態調試。

2.4 聯鎖調試及實施投用

聯鎖經多次靜態調試檢測合格后方可投用。

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

（2）氣化車間應在氣化爐投用成功后及時、準確地匯報調度室。

（3）生產調度室應在接到氣化車間某臺氣化爐投料成功時及時、準確地通知空分分餾主操。

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

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

（6）聯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，觸發系統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鎖自動調節。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荷時，一臺氣化爐跳車不會

導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開度，放空閥在較大開度時調節效果更加有效。經統計，該聯鎖改造后自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運行穩定，未曾出現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生，兩臺氣化爐同時跳車后氧氣管網系統調節平穩。氧氣管網聯鎖改造后，管網壓力調節更及時、精準，符合煤化工企業高壓氧氣管網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，主要從事技術管理工作。