水煤浆加压气化烧嘴冷却水联锁方案优化

第3期中氦肥2015年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2015水煤浆加压气化烧嘴冷却水联锁方案优化许士科,金翠翠,盖伟伟,徐力[新能风凰(滕州)能源有限公司,山东滕州277527][摘要]通过分析对置式多喷嘴水煤浆加压气化炉烧嘴冷却水联锁动作不及时的根源,总结联锁运行经验,对烧嘴冷却水联锁方案进行优化。优化后的联锁方案使联锁保护动作快速、及时,确保了气化炉的安全、长周期运行,有效保障了设备和人员的安全。[关键词]水煤浆加压气化;烧嘴冷却水;联锁控制方案;三选二联锁;单点联锁[中图分类号]TQ546.8[文献标志码]B[文章编号]1004-9932(2015)03-0020-03我公司气化装置采用对置式多喷嘴水煤浆加人员的安全压气化技术,以水煤浆和纯氧为原料,采用气流床反应器,在高温(1250℃)、高压(651烧嘴冷却水联锁控制优化背景MPa)、非催化条件下进行部分氧化反应,生成2010年3月15日和2010年5月12日分别以CO和H2为有效成分的粗合成气。该装置在出现烧嘴冷却水管烧穿现象,烧嘴大法兰处出现高温、高压、易燃易爆的环境下运行,因此联锁喷火事件,主要原因是烧嘴冷却水系统联锁保护动作的快速和稳定可靠至关重要,关系着设备和动作延迟,大约延时50s。6.5MPa对置式多喷嘴水煤浆气化装置烧嘴[收稿日期]2014-12-08使用周期一般在70~120d,在达到烧嘴使用周作者简介]许土科(197-),男,助理工程师从事化工仪期上限时烧嘴容易烧穿,如果联锁保护动作不及表自动化日常管理工作。时,就会造成气化炉烧嘴处发生喷火现象离更为彻底。运行检验,低压机三、四段气阀的使用周期由原新增分离器工艺参数的设计(见表2)充分来的7~8d延长至50d左右,基本上解决了低压结合了理论与生产实际,二、三段油水分离系统机三、四段气阀阀片易断裂、使用寿命短的问题,改造后,油水的分离效率均达到98%,解决了减少了开停车次数;据估算,每年因气耗、电耗下三、四段气缸轻微带液问题。经过4个月的实际降以及检修次数减少节省下来的费用约20万元表2低压机二、三段分离器设计参数进口气体筒体进口管螺旋螺旋出口中心进口管处螺旋通道出口中心管流量MP(4)内径直径通道高通道宽管直径气体流速处气体流速处气体流速造前二段分离器0.3590.240.244三段分离器2844.31.2650.90.2570.1840.140.6改造后旧二段分离器2367.60.6110.3590.240.2440.11.233.35新二段分离器3551.40.611.650.3590.290.4250.88.新三段分离器2844.31.2651.450.2570.29153结束语了设备的生产能力和运行效率,为柳化一氨系统的扩能、安中国煤化工出了重大贡低压机通过一系列的改造,一步步解决了多献。低压机CNMHG司今后各类个制约其长周期、安全、稳定运行的问题,提高扩建和技改项日提供牧多伺价但的参考或借鉴。第3期许士科等:水煤浆加压气化烧嘴冷却水联锁方案优化为了避免因烧嘴冷却水管烧穿而引起二次重线分析检测报警。大事故的发生,避免发生人员伤害和设备损坏事逻辑控制图如图1。故,确保气化装置的安全、稳定运行,必须对烧IIA-1210< FIELD嘴冷却水联锁系统进行优化。入口流量L)4烧嘴冷却水AND2原始设计的烧嘴冷却水联锁烧嘴冷却水人口流量L1209 烧嘴冷却水HAND人口压力A-1221 A烧嘴冷却水A-1210烧嘴冷却水人口流量FA=12烧嘴冷却水出口流量烧嘴冷却水进、出口流量差的绝对值新增加联锁部分图2初期烧嘴冷却水联锁控制初期联锁控制方案实施后,联锁保护动作及设备损坏事中国煤化工英控制系统发时、快速,再没有发生过烧嘴喷火事件,避免了生过4次联CNMH表322·中氮肥第3期表2初期烧嘴冷却水联锁控制方案回路联锁条件位号联锁方式报警值联锁值烧嘴冷却水进口流量FT1210L8.0m3/hL L 6.0 m/h回路一烧嘴冷却水进口压力三选二H 2. 8 MPa, L 2.0 MPaHH 3. 2 MPa烧嘴冷却水出口温度TE1221H55℃,L38℃HH60℃报警烧嘴冷却水罐出口CO含量AT1201仅报警H80×10嘴冷却水进、出口流量差的绝对值FT210-FT121单点联锁差值HH 6.0 m/h路三烧嘴冷却水进口流量FT210LL单点联锁L 10 m/hL L 6 m/h回路四烧嘴冷却水出口流量FT2HH单点联锁H 15 m/hHH 18 m/h表3初期联锁控制方案实施后发生的联锁动作停车事故时间联锁动作原因联锁点联锁点描述联锁时间/ms2010-1-23烧嘴盘管烧穿FT I2IOLI烧嘴冷却水进口流量低低联锁10402011-01-2烧嘴盘管烧穿FT 1210LL烧嘴冷却水进口流量低低联锁2013-12-2烧嘴前端烧穿FT_121IHH烧嘴冷却水出口流量高高联锁2014-11-24烧嘴盘管烧穿FT121HH烧嘴冷却水出口流量高高联锁初期联锁控制方案实施后,没有发生过因仪时、快速,决定将原回路一联锁控制方案改为单表设备故障造成的联锁误动作现象,仪表运行稳点联锁,取消原设计中的三选二联锁。定可靠。因联锁逻辑中存在1s的延时,所以优通过烧嘴冷却水系统6次联锁动作情况化后的联锁控制系统联锁动作相当及时、快速,(表3中4次,2010年3月15日和2010年5月能够满足装置安全、稳定运行的需要。12日均发生冷却水进口流量低低联锁)发现,3.2最终联锁控制方案分析每次烧嘴烧穿都是冷却水进口和出口流量变化速目前我公司气化装置已正常稳定运行5a,度最快,并且每次都是因冷却水流量超限而联锁在此期间烧嘴冷却水系统仪表运行稳定、正常,动作,说明烧嘴冷却水进、出口流量差的绝对值没有出过故障,单点联锁存在的风险很小,运行反应次于烧嘴冷却水进口和出口流量变化。于实践证明,单点联锁运行稳定、可靠;烧嘴冷却是,在联锁逻辑中取消烧嘴冷却水进、出口流量水压力高联锁反应速度较慢,烧嘴冷却水温度联差的绝对值联锁条件,形成如表4所示的最终联锁反应相对更加滞后,为了保障此联锁动作及锁控制方案表4最终烧嘴冷却水联锁控制方案联锁条件位号联锁方式报警值回路一烧嘴冷却水进口流量FT2l0单点联锁L8.0m3/hLL 6.0 m/h回路烧嘴冷却水出口流量FT2lIHH单点联锁H15m3/HH 18m/h回路三烧嘴冷却水进口压力PT209单点联锁H 2.8 MPa. L 2.0 MPahH 3. 2 MPa回路四烧嘴冷却水出口温度7E121单点联锁H55℃L38℃HH60℃最终联锁控制逻辑如图3。如果条件允许,可以将每个烧嘴分别安装3FlA-1210