氣化爐停車聯(lián)鎖的優(yōu)化和改進(jìn)

張西峰

摘要： 陜西咸陽化學(xué)工業(yè)有限公司是以煤為原料的甲醇生產(chǎn)企業(yè)。設(shè)計(jì)年產(chǎn)甲醇60萬噸。氣化裝置采用西北化工研究院多元料漿加壓氣化技術(shù)，三套系統(tǒng)兩開一備。凈化采用林德低溫甲醇洗工藝技術(shù)，甲醇合成裝置采用丹麥托普索公司的甲醇合成專利技術(shù)。硫回收采用荷蘭荷豐公司超級(jí)克勞斯專利技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 水煤漿氣化爐;聯(lián)鎖改進(jìn);自動(dòng)控制

氣化裝置簡(jiǎn)介

氣化裝置采用西北化工研究院多元料漿加壓氣化技術(shù)，三套系統(tǒng)兩開一備，設(shè)計(jì)水煤漿處理量為156m3/h。高壓煤漿泵（P1301）將合格水煤漿加壓至7.8MPaG后，連同空分送來的高壓氧氣（8.3Mpa，30℃）通過工藝燒嘴（Z1301）霧化、噴入氣化爐（F1301）。在氣化爐中水煤漿與氧在6.5MPa（G）、1350～1400℃發(fā)生不完全氧化還原反應(yīng)，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等氣體，再經(jīng)氣化爐激冷室、文丘里洗滌器、洗滌塔洗滌、除塵后得到含塵量小于1mg/Nm3的合格粗煤氣送至下游工段。氣化爐和洗滌塔連續(xù)排放的黑水送至黑水處理工段進(jìn)行處理。水煤漿加壓氣化工藝介質(zhì)的特點(diǎn)是：高溫、高壓、易燃、易爆且具有腐蝕性。因此，對(duì)煤氣化裝置安全要求非常高。為了保證操作人員人身安全和確保裝置安全生產(chǎn)，整個(gè)氣化裝置設(shè)有多個(gè)儀表保護(hù)功能。對(duì)一些重要測(cè)量信號(hào)，采用三路測(cè)量元件檢測(cè)。三取二表決參與聯(lián)鎖。

氣化爐初始聯(lián)鎖設(shè)計(jì)：

緊急停車開關(guān)動(dòng)作，HS-13001A-1/2/3三取二。

燒嘴冷卻水系統(tǒng)故障。

煤漿泵停車，P1301A-S信號(hào)來。

儀表空氣壓力低低，PI-6808–1/2/3≤0.4MPa三取二。

煤漿和氣化爐壓差高高，PDT-13005A≥2.0MPa。

氣化爐和出氣口壓差高高，PDT-13006A≥0.16MPa。

煤漿和氣化爐壓差低低，PDT-13005A≤0.5MPa。

氧氣建立超時(shí)。

煤漿建立超時(shí)。

激冷室液位低低，LI-13003A≤28.6%、LI-13004A≤40%、LI-13005A≤40%三取二。

氣化爐粗煤氣出口溫度高高，TI-13009A1/A2/A3三取二。

煤漿循環(huán)閥閥位高，XVH-13001A、XVL-13001A、XZI-13001A>5%閥位信號(hào)三取二。

煤漿切斷閥閥位低，XVH-13002A、XVL-13002A、XZI-13002A<95%閥位信號(hào)三取二。

煤漿流量低低，SI-P1301A、FI-13001A、FI-13002A≤30M3/H，延時(shí)1S。

氧氣上游切斷閥閥位低，XVH-13003A、XVL-13003A、XZI-13003A<95%閥位信號(hào)三取二。

氧氣下游切斷閥閥位低，XVH-13004A、XVL-13004A、XZI-13004A<95%閥位信號(hào)三取二。

氧氣分管流量高高，F(xiàn)I-13007A1/A2/A3≥45000NM3/H。（氧氣未經(jīng)補(bǔ)償）

氧氣分管流量低低，F(xiàn)I-13007A1/A2/A3≤15400NM3/H。（氧氣未經(jīng)補(bǔ)償）

氧煤比高，F(xiàn)FC-13007A≥580，延時(shí)10S。20、氧煤比高高，F(xiàn)FC-13007A≥600。

激冷室入口灰水流量低低，F(xiàn)I-13010A1/A2/A3≤250M3/H。

氧氣放空閥閥位高，XVH-13005A、XVL-13005A、XZI-13005A>5%閥位信號(hào)三取二。

以上任一聯(lián)鎖觸發(fā)，輸出如下結(jié)果：1、中心氧氣流量調(diào)節(jié)閥（HV-13006A）關(guān)閉2、上游氧氣切斷閥（XV-13003A）關(guān)閉3、下游氧氣切斷閥（XV-13004A）關(guān)閉 煤漿切斷閥（XV-13002A）關(guān)閉。

氧氣流量調(diào)節(jié)閥（FV-13007A）關(guān)閉，不可控。

合成氣出工段閥HV-13004A關(guān)閉，不可控。

高壓煤漿泵自動(dòng)停車SV-P1301A。

煤漿循環(huán)閥（XV-13001A）保持全關(guān)狀態(tài)。

氧氣放空閥（XV-13005A）保持全關(guān)狀態(tài)。

氣化爐聯(lián)鎖的優(yōu)化：

咸陽化工自2009年開車運(yùn)行以來，工藝技術(shù)人員結(jié)合自身實(shí)際，不斷摸索氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行和安全運(yùn)行之間的平衡。對(duì)多個(gè)聯(lián)鎖進(jìn)行了改進(jìn)。目前來看，這些改進(jìn)既保證了氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行，也保證了設(shè)備安全。

氣化爐激冷室液位低低：

氣化爐液位初始設(shè)計(jì)28.6%，40%，40%。更改為15%，20%，20%。氣化爐激冷室液位過低會(huì)使合成氣帶灰嚴(yán)重，堵塞洗滌塔;合成氣溫度升高損壞下游管線。設(shè)計(jì)中有激冷室入口灰水流量低低聯(lián)鎖，另外有氣化爐粗煤氣出口溫度高高聯(lián)鎖。都可以有效的防止合成氣溫度升高帶來的危險(xiǎn)，因此這個(gè)值進(jìn)行調(diào)整不會(huì)影響氣化爐安全運(yùn)行。

氣化爐激冷室入口灰水流量低低

氣化爐激冷室入口灰水流量低低原先設(shè)計(jì)1S延遲停車。當(dāng)工況、流量出現(xiàn)波動(dòng)的時(shí)候容易引起氣化爐停車。給這個(gè)聯(lián)鎖加一個(gè)延遲，給操作工一個(gè)反應(yīng)的時(shí)間。另一方面，氣化爐還有激冷室液位低低聯(lián)鎖，激冷水泵也有流量低自啟動(dòng)聯(lián)鎖。所以這個(gè)延遲不會(huì)危及氣化爐安全。

氣化爐和出氣口壓差高高

該聯(lián)鎖是為了防止氣化爐渣口或合成氣出口堵塞，氣化爐燃燒室超壓。實(shí)際生產(chǎn)中改值容易出現(xiàn)波動(dòng)后有恢復(fù)的情況，因此設(shè)置一個(gè)延時(shí)，防止誤動(dòng)作。

煤漿建立超時(shí)

煤漿建立超時(shí)計(jì)時(shí)器實(shí)際要靠煤漿切斷閥模擬量反饋XZI-13002≥95%來復(fù)位防止觸發(fā)。之前出現(xiàn)過由于反饋故障而導(dǎo)致的停車事件。我們將XZI-13002單個(gè)條件不滿足就觸發(fā)停車更改為開反饋XVH-13002，關(guān)反饋XVL-13002和模擬量反饋XZI-13002三選二表決。更改后再?zèng)]有發(fā)生過類似的波動(dòng)。

氧煤比

氣化爐氧煤比原設(shè)計(jì)是三個(gè)氧氣流量取平均除以三個(gè)煤漿流量取平均。現(xiàn)場(chǎng)遇到的問題是：煤漿流量是一個(gè)帶壞值剔除的三取平均模塊，當(dāng)其中一個(gè)偏差超過設(shè)定值的時(shí)候。就會(huì)被認(rèn)為是“壞值”而被剔除掉。當(dāng)這個(gè)時(shí)候，模塊會(huì)選擇剩余兩個(gè)流量中較大的作為輸出，這時(shí)候當(dāng)這個(gè)流量出現(xiàn)向下波動(dòng)的時(shí)候，氧煤比會(huì)高高停車。我們認(rèn)為這種模擬量的三取平均模塊存在缺陷，因此將其改造為氧氣取平均之后分別除以三個(gè)煤漿流量，得到的三個(gè)比值與氧煤比停車值做三選二停車的開關(guān)量選擇。自從改動(dòng)之后，再?zèng)]有出現(xiàn)因煤漿流量波動(dòng)而造成停車。

結(jié)束語

咸陽化工的氣化爐安全聯(lián)鎖經(jīng)過上述改造之后，氣化爐歷經(jīng)多次的開停車，都運(yùn)行的穩(wěn)定安全。實(shí)現(xiàn)了氣化爐的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)。

參考文獻(xiàn)

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