多元料浆加压气化炉安全系统的应用及分析 多元料浆加压气化炉安全系统的应用及分析

多元料浆加压气化炉安全系统的应用及分析

  • 期刊名字:自动化仪表
  • 文件大小:586kb
  • 论文作者:齐亚平,姜健生,史建祥
  • 作者单位:内蒙古伊泰煤制油有限公司
  • 更新时间:2020-07-13
  • 下载次数:
论文简介

多元料浆加压气化炉安全系统的应用及分析齐亚平,等多元料浆加压气化炉安全系统的应用及分析Application and Analysis of Pressurized Safety System for Multi-component Slury务五丰善健生史 建祥(内蒙古伊豢煤制油有限公司,鄂尔多斯010300)摘要: 气化炉安全联锁系统的可靠性和完善性是煤气制备装置中最重要的性能指标之一。介绍了多元料浆气化炉工艺,阐述了安全仪表系统的定义.说明了气化炉部分联锁安全系统的应用以及气化炉安全仪表的可靠性和可用性。加压气化炉安全联锁系统,确保了生产装量出现问题事故时,装置能够进入安全状态,有效地实现了系统的安全开车运行停车等操作。应用案例的成功经验,具有一定的借鉴和推广意义。关键词:气化炉安全系统冗余双电磁阀联锁可靠性中圈分类号: TP277文献标志码: Bing planto. The techological process of MCSG ie introduced, and tbe definition of safety instument systemn is described. The application ofeafety interlock eytau of gacifer, tbe rliabilit aod avaibility of the safety instruments of gscifier are preened. The presurized gaciersafety interlock sytem guranced the plnt etering safety mode when fault σr acciden' ocured. Thue the sytem has been protectedeffectively for safety startup. nomual operation, and shudown. The muccessful experience in practice ia worth to be popagated and used forreference.Keywords: Gsifer Safety eystem Redundsnt Dual solenoid Inearlock Reliability化炉渣口的高温气流接触,部分激冷水汽化对粗煤气0引言和夹带的固体及熔渣进行淬冷降温。经气化炉渣斗煤化工企业中的煤气制备装置,存在易燃易爆的定期排 出灰渣,煤气从气化炉上部排出。介质,其爆炸分级、分组为ICT1。煤气制备装置之- -2气化炉安全仪表系统的定义的多元料浆气化工艺是在1400 C .4.0 MPa的高温、高压操作条件下,气化反应而生成煤气。整个生产操安全仪表系统SIS( safety inetrumented system) 也作过程具有- -定的危险性,气化炉安全联锁系统是煤称紧急停车系统( emergency shutdown system)。 它包气制备装置中最重要的设备之一,其可靠性和完善性括现场检测传感器、控制器执行器等。sIs是在当尤为重要。.装置本身处于危险情况,或者没有采取有效措施,在装置的危险性将加剧时,对装置作出的反应。多元1多元料桨气化炉工艺介绍料浆(德士古)加压气化装置安全等级定为sil3级。多元料浆经高压料浆泵送人工艺烧嘴,料浆和氧多元料浆气化炉运行过程中,安全系统将连续监视气按-定比例混合,经工艺烧嘴喷入化炉内,进行气生产过程中最重要阀门的阀位状态和工艺指标,确化反应。多元料浆气化反应在气化炉燃烧室中进行,保装置在正常或给定参数下有最佳的安全运行状制取煤气。气化温度大约为1300-1 400 C ,气化压态。当安全系统发出停车信号后,系统的停车动作力约4.0 MPa。气化原料中的未转化部分和由部分灰就会自动地不受任何条件干预地一直进行到底,只形成的液态熔渣与生成的粗煤气-起流人气化炉下部有在整个动作完成并复原后,系统才具有再次起动的激冷室。激冷水进人位于激冷室下降管项端的激冷开车的能力。环,并沿下降管内壁向下流人激冷室。激冷水与出气中国煤化工应用YHCNM H G_3.1乙观慵心邛水系颈则女王联锬培改稿收到日期:2007-06 -20。第一作者齐亚平,男,1966 年生,1995年毕业于宁夏大学,高组工程烧嘴冷却水通过工艺烧嘴端部的水夹套及冷却盘师;注要从事现场仪表应用以及自控乐魄的开发和集成。管连续循环流动,以保护处于气化炉燃烧室高温环境《自动化仪表》第28卷增刊2007 年9月43多元料浆加压气化炉安全系统的应用及分析齐亚平 ,等中的工艺烧嘴。为了保证在各种异常情况下联锁动作④气化炉出口温度(3选2)≥255 C;的可靠、准确,在烧嘴冷却水人口和出口管道上各安装⑤氧/煤比≥500;三台流量计,出水口管上安装三只测温用热电阻,在烧⑥高压煤浆泵跳车;嘴冷却水入口和出口管道上各安装- -台气动切断阀,⑦激冷水流量(3选2)≤120 m'/h;通过测量烧嘴出口和入口的水流量,通过ESD运算取⑧激冷室液位(3选2)≤2 550 mm;出/入口水流量差低、出/人口水流量差高和烧嘴出口⑨烧嘴冷却水出口温度(3选2)≥70 ;水温高信号进人ESD。在ESD上输人信号进行三取❹烧嘴冷却水入口温度(3选2)≥70C;二表决逻辑后与来自DCS的事故水槽液位冷却水压①烧嘴冷却水进/出口流量差压(3选2)≤<10 m/h;力、紧急停车开关,BY-PASS开关等输人信号条件进行②烧嘴冷却水流量差高(3选2)≥10 m/h;逻辑运算,运算后的信号通过ESD输出动作指令以控⑧烧嘴冷却水出进口流量差低(3选2)≥10 m'/h;制相关的执行器动作、切断进烧嘴的冷却水,从而保证④煤浆循环阀超时(10 e)未关;设备的安全。⑥氧气放空阀超时( 10s)未关;3.2锁斗顺序控制系统⑥氧气上游截止阀超时(80 8)未开;气化过程排渣是间断的,但必须按过程顺序进行⑦烧嘴冷却水紧急停车按钮按下;控制。程序分泄压、清洗排渣、充压、集渣5个过程,❽气化炉紧急停车按钮按下;由13个步骤完成。程序控制由计时器定时,并自动启❾煤浆循环阀XV1203未关闭;动程序循环运行。整个运行中,要求每个自控阀门的②煤浆切断阀XV-1201 .XV-1202 未开等。动作必须在15s内完成,并确认阀门动作到位,否则程满足上述条件中的任何一项,都会触发联锁系统序认为阀门故障而自动停止程序执行。动作,使生产装置停在安全水平线上。锁斗顺序控制系统程序在DCS.上设立三位式软.4 氧气遥控阀的联锁开关。可选择“运行”、“保持”和“排渣"过程,用于手保证气化炉的安全运行,氧气的供给有严格的条动控制程序的选择;并设复位开关,能使各个执行器阀件限制,当按动氧 气阀HV-1201打开(或关闭)按钮位开关处于初始位置。每台气化炉有4台锁斗阀。后,必须同时满足下列条件:3.3气化装置 紧急停车系统主要条件①氧气总管压力PT-1208/氧管线压力PT-1209设置气化装置紧急停车系统的目的是保证气化装差压<1.0 MPa;置尤其是气化炉的运行得到安全可靠地控制。由于气②氧气上游切断阀XV-1207关闭;化工艺是多元料浆与纯度很高的氧气混合燃烧,生产③氧气调节阀PV-1206关闭;过程中存在高温高压环境,开车和操作必须由安全联④氧气放空阀XV-1206关闭;锁系统自动控制完成。气化装置运行中,一些重要参⑤氧气流量(FT1206 ~ 1208 3选2) <500 Nm'/h;数偏离正常值,达一定程度(高或低)时报警,由操作⑥氧气管线卸压程序不执行;人员进行处理;当偏离值继续增加,达高高或低低值⑦氧气管线充压程序不执行;后,则触发联锁停车系统,使气化炉甚至整个气化装置⑧高压氧气手动吹扫程序不再执行,氧气遥控阀按预定的程序-步步安全停车。另外,装置的一些意HV-1201才能打开(或关闭) ,否则HV-1201阀处于锁外情况,如停电、仪表空气故障某台设备损坏其它装定状态,不能动作。置突然停车等,都会触发联锁停车系统,使气化炉或气4气化炉安全仪表的可靠性和可用性化裝置按预定的程序安全停车。气化装置安全联锁系统还设有手动紧急停车按钮或开关,在发生预想不到气化炉安全仪表包括ESD及接口设备、检测元的情况下,可采用手动控制气化装置进行安全联锁动件 、执行元件等。人们通常对于ESD系统的可靠性非作。气化装置联锁停车,将触发全厂紧急停车系统,使常重视,往往忽略检测元件和执行元件的可靠性,使得全厂各装置按预定的程序安全停车。某多元料浆气化整 套安全仪事云始可常性降低达不到降低受控气化装置安全联锁停车系统停车条件主要包括以下内容:设中国煤化工仪表系统的故海率.①仪表空气压力(3选2)≤0.50 MPa(G);分布MYHCNMHG为35%,ESD的故②氧气流量(3选2)≤8 000 Nm2/h;障率约为15% ,执行元件的故障率约为50%。从上述③煤浆流量(3选2)≤20 m'/h;统计结果看提高检测元件和执行元件的可靠性将决定44PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol. 28 Supplement lssue September 2007多元料浆加压气化炉安全系统的应用及分析齐亚平,等系统安全性,因此需要做到:口保证气路畅通。-旦B电磁阀失效,则有A的1~3①检测元件。为减少检测元件自身的故障,检测口和B的2~3保证气路的畅通。这样在电磁阀长期元件应选用高性能高质量的产品,安全水平得到认证工作中即使有一个电磁[阀发生故障也不会造成联锁停的产品,气化装置的某些重要部位检测元件使用冗余车。配置。冗余传感器信号在ESD内采用三取二的逻辑③气化炉安全联锁系统所有的切断阀门都装有运算。例如在同一条煤浆管线上安装3台电磁流鼌计接近式行程开关和检测阀门动作全过程的阀位变送和1台煤浆泵转速变送器,其输出的流量信号进入器,把阀位所处的位置分别传输到ESD和DCS。输人ESD通过三取二表决逻辑进行判断。DCS的信号作为确认信号参与联锁,确认阀门动作到②执行元件。气化装置在执行元件的设置上一位后,才能进行下一步动作;如果阀门动作不到位,联般采用独立或冗余配置。对切断回路,如在同一条氧锁系统动作使其停车。输人给DCS的信号能够实时气管线.上的执行设备配置2台串联的切断阀,其冗余指示现场各个阀门的准确位置,同时ESD采用rS- .配置就保证了联锁停车后氧气完全切断:而对于放空232C通信接口与DCS进行连接,使安全联锁SIS系统回路,如洗涤塔出口煤气放空管执行设备,则配置了并的信息在DCS画面上进行显示,使操作人员了解操作联安装的2台放空阀。为了避免因复杂工况和恶劣环进程。境造成电磁阀的失效,每套参与联锁的阀门都适当配④ESD系统采用三重冗余冗错控制系统。置了冗余的电磁阀,以增加其可靠性。图1是冗余电5结束语磁阀的动作原理。本文讨论的多元料浆气化装置联锁系统仅仅是整个控制系统中的一部分。实际上多元料浆加压气化装mLo .24F置工艺生产需要的检测点和控制点很多,而且位置分m]> 2NDC散,工艺生产对安全联锁系统的要求也非常高。成功源的运行经验告诉我们,只有深人了解实际工艺流程和操作规程、与生产实践紧密结合,才能设计出完善可围1冗余电磁阀的动作原理靠简洁的SIS安全仪表系统,满足工艺生产的实际需Fig.1 Motion principle of redundant solenoid正常情况下,两个电磁阀A和B均带电,气源送要,确保生产安全进行。至A、B后,首先经过A的1~3口到达B的2口,另一.参考文献李胜利,卢金芳.石袖化工装置安全仪表系统的设计[J].石油化路经过B的1~3口去导向阀,作为导向阀动作信号,工自动化,2007,(2):18 -22.动力气源通过导向阀进入气缸,使阀门动作。一旦A 2 赵柱德士古水煤紫加压气化炉安全系统仪表设计[J].石油电磁阀线圈损坏而不能动作时,可由B电磁阀的1-3.化工自动化2003,(6)11-13.(上接第42页)手段。的小型化,只有低功耗产品才能实现密集安装。目前当前各种总线的通信协议应用8益广泛和成熟。国内的主流产品厚度-般都在20~30 mm之间,国外许多通信协议已经成为标准并被大规模地使用。各种最新产品的厚度为6.2 mm。总线通信协议有各自的特点,根据成本和主系统的情况而定,例如Modbus、PFB、Lon等;其中Modbus因为协议开放所以是比较理想的选择。随着单片机技术的发展和成本的下降,智能式隔离器和安全栅通过增加通信接口可以扩展其.的隔离器所占的比例逐年增加。智能隔离器除了具应用中国煤化生与系统更好地集有设置方便、适应性广.性能好以外,还有可以增加成。二筝规范还没有达成通信功能的显著优点。增加了数据通信功能的隔离统-CHCNM HC大规模推广 ,但通.器可以作为信号采集系统的补充,为现场数据的集过尝试和经验积累来满足将来的需求是值得思考中记录、监控、处理提供-一个附加通道和一种冗余的。《自动化仪表>第28鲞增刊2007 年9月45

论文截图
版权:如无特殊注明,文章转载自网络,侵权请联系cnmhg168#163.com删除!文件均为网友上传,仅供研究和学习使用,务必24小时内删除。