燒嘴冷卻水聯鎖優化后的測試

楊 路 張 斌

(寧波中金石化有限公司浙江鎮海315203)

燒嘴冷卻水聯鎖優化后的測試

楊 路 張 斌

(寧波中金石化有限公司浙江鎮海315203)

0 前言

燒嘴冷卻水的作用是保證燒嘴頭部在高溫下不被燒壞，燒嘴冷卻水槽(V1)內的水經燒嘴冷卻水泵加壓后進入到事故燒嘴冷卻水槽(V2)，用來在事故狀態下燒嘴冷卻水泵(P1)無法正產運轉時向工藝燒嘴(X1)供水，保證燒嘴不會燒壞。正常生產期間，燒嘴冷卻水經測量壓力和流量后進入工藝燒嘴(X1)，然后出口冷卻水經測量流量和溫度后進入燒嘴冷卻水回水分離罐(V3)，最后進入燒嘴冷卻水槽(V1)循環使用。燒嘴冷卻水系統流程示意見圖1。

圖1 燒嘴冷卻水系統流程示意

1 燒嘴冷卻水系統故障聯鎖測試

燒嘴冷卻水系統故障聯鎖見表1。

表1 燒嘴冷卻水系統故障聯鎖

聯鎖測試的項目如下：燒嘴冷卻水進流量低聯鎖值及延時的確定，燒嘴冷卻水出口流量低聯鎖值及延時的確定；同時做該聯鎖測試還有修正燒嘴冷卻水泵備用泵“自啟動”壓力聯鎖值(PT2)以及事故燒嘴冷卻水切斷閥打開的壓力聯鎖值(PT2)。

聯鎖測試前的其他要求：①已經完成測試燒嘴冷卻水泵和備用泵及“自啟動”參數初步聯鎖值；②燒嘴冷卻水進、出口切斷閥閥門動作正常、靈活，閥門動作時間<3 s；③事故燒嘴冷卻水切斷閥閥門動作正常、靈活，閥門動作時間<3 s；④燒嘴冷卻水流量計測試正常，反應靈敏可靠，DCS系統與SIS系統顯示一致。

1.1 測試前的準備工作

①燒嘴冷卻水槽液位為60%，正常備用；②燒嘴冷卻水軟管連接正常，可形成循環回路；③事故燒嘴冷卻水槽液位為80%，打開事故燒嘴冷卻水槽氮氣充壓閥，并充壓至0.6 MPa；④事故燒嘴冷卻水切斷閥壓力聯鎖值設定完成，PT2<0.8 MPa打開，PT2>1.2 MPa關閉；⑤燒嘴冷卻水泵備用泵自啟動值設定完成，PT2<1.2 MPa備用泵自啟動。

1.2 聯鎖測試

①啟動燒嘴冷卻水泵，確認各項運轉指標正常；②系統燒嘴冷卻水循環建立，流量10 m3/h；③檢查燒嘴冷卻水備用泵，并確認其正常后投用“自啟動”功能；④停運原運行泵，確認該泵不倒轉，如果此時該泵出現倒轉，應及時關閉該泵的出口閥，在測試該泵時應盡可能模擬最惡劣的真實工況；⑤確認相關測試參數穩定正常，并進行統計和整理。燒嘴冷卻水故障聯鎖測試流量數據如表2所示，燒嘴冷卻水泵及事故燒嘴冷卻水切斷閥數據如表3所示。

表2 燒嘴冷卻水故障聯鎖測試流量數據

表3 燒嘴冷卻水泵及事故燒嘴冷卻水切斷閥數據

⑥ 備用泵運行10 min后，應按照操作規程停運。

⑦ 按照上述方法再次進行測試，并做好相關數據的收集工作(此次僅將第1次數據作為分析數據)。

通過表2可看出：燒嘴冷卻水進、出口流量計顯示，最低值為4.0 m3/h，最高值為5.2 m3/h；最低值持續時間最長5 s，最短2 s；且進、出口流量計在同步性上沒有出現太大的偏差，處于一同變化的狀態。但是，出口流量計最低峰值的持續時間略高于進口流量計最低峰值的持續時間，故出口流量計的延時時間較進口流量計的延長時間略長一些。因此，將燒嘴冷卻水進口流量低聯鎖值設定為5 m3/h，并且延時2 s；出口流量計低聯鎖設定值為5 m3/h，并且延時7 s。

從表3可看出(時間1 s和9 s均為泵正常運轉狀態下收集的數據)：燒嘴冷卻水由運行泵停車至燒嘴冷卻水備用泵運轉正常，消耗時間約為6 s，其間燒嘴冷卻水流量最高進口5.2 m3/h，出口4.1 m3/h。當燒嘴冷卻水壓力最低為0.65 MPa時，燒嘴的冷卻水流量均高于聯鎖值所要求的5.0 m3/h。由于位差的原因燒嘴冷卻水壓力升高的過程中，燒嘴冷卻水的進、出口流量出現了最低值。由于打開事故燒嘴冷卻水切斷閥有效緩解了燒嘴冷卻水流量的持續下降，因此，事故燒嘴冷卻水槽不僅可在事故狀態下向燒嘴冷卻水盤管內供水，還可緩解燒嘴冷卻水泵啟動過程中燒嘴冷卻水流量持續下降的問題。為此，將燒嘴冷卻水備泵壓力聯鎖值調整為1.5 MPa，而事故燒嘴冷卻水切斷閥聯鎖仍應保持原有設定的參數PT2<0.8 MPa 打開，PT2>1.2 MPa關閉。

2 燒嘴冷卻水泵事故電源聯鎖測試

燒嘴冷卻水泵事故電源的作用主要是在系統停電期間依靠柴油發電機維持事故燒嘴冷卻水泵的正常運轉，維持燒嘴冷卻水的正常供應，保護燒嘴不會因高溫輻射而損壞。

2.1 測試前的準備工作

①柴油發電機相關測試正常，確保在燒嘴冷卻水泵母線失電后，柴油發電機可以正常啟動；②柴油發電機的啟動時間需要進行測試，現對柴油發電機的啟動時間約定為11 s；③燒嘴冷卻水泵的啟動信號的脈沖時間需要進行適當地延長，對事故燒嘴冷卻水泵啟動信號的脈沖時間約定為13 s；④燒嘴冷卻水泵的過流保護時間需要進行適當地延長，對燒嘴冷卻水泵的過流保護時間約定為13 s。

2.2 聯鎖測試

(1)啟動燒嘴冷卻水泵，確認各項運轉指標正常。

(2)建立系統燒嘴冷卻水循環，流量10 m3/h。

(3)檢查燒嘴冷卻水備用泵，并確認正常后投用該泵自啟動功能。

(4)將燒嘴冷卻水泵母線斷電，關注燒嘴冷卻水備用泵“自啟動”信號能否正常發出以及電器柜繼電器能否收到來自儀表的啟動信號。

(5)燒嘴冷卻水備用泵正常啟動。

(6)如果出現燒嘴冷卻水備用泵不能正常啟動的情況，應確認電氣柜是否收到啟動信號，如果電氣柜沒有收到啟動信號，應適當延長燒嘴冷卻水備用泵的啟動信號脈沖時間。如果電氣柜能收到儀表發出的啟動信號，但是還是出現燒嘴冷卻水泵故障而無法啟動的現象，此時應適當調整燒嘴冷卻水泵的過流保護時間。由于該泵采用軟啟動，啟動時間比一般離心泵要長，因此，該泵相關參數的設置應進行必要的調整。現直接約定事故燒嘴冷卻水泵在母線斷電的情況下，聯鎖正常，冷卻水備用泵正常啟動。

3 結語

通過相關聯鎖測試，將燒嘴冷卻水“進口流量低聯鎖值”設定為5 m3/h，并且延時2 s；出口流量低聯鎖設定值為5 m3/h，并且延時7 s；燒嘴冷卻水泵的啟動信號以及電流保護時間設置為13 s。在測試相關聯鎖時，應盡可能模擬最為惡劣的工況，有的企業在聯鎖測試時聯鎖能夠正常觸發，但在系統惡劣工況下容易出現不能及時停車或者誤跳車的現象；特別是燒嘴冷卻水泵事故電源的聯鎖，更要掌握正確的聯鎖測試方法，確保在事故狀態下燒嘴冷卻水泵能夠正常啟動，也為同類型相關聯鎖的測試提供了可靠依據。

2016- 12- 01)