天然气直烧气化炉全自动开停车及联锁系统的实现

压用与套践天然气直烧气化炉全自动开停车及联锁系统的实现Start and Stop Production Using Directly-lit Gasification Stove of Natural Gas andRealization of Interlock Control System席广龙陈继忠(甘肃刘化集团公司仪表车间，永靖市731603)Xi Guanglong Chen Jizhong(Gansu LIUHUA Co. Ltd, Yongjing 731603)[摘要] 本文介绍天然气直烧 化炉的工艺及其控制难点，说明天然“直烧气化炉全自动开停车及联锁系统的功能及实现过程，系统的投运保证了气化炉的安全、长周期运行。[关键词]天然气直烧气化炉顺序控制开停车联锁程序Abstract: The paper introduces the technology and dificulties in operating of the dretly-lit gasification stove ofnatural gas, and iluminates the function and process of start or stop production with directly-lit gasification stove ofnatural gas and interlock control system.Key words: Diretly-lit Gasification Stove of Natural Gas Sequence Control Start and Stop Production InterlockProgramme1概述CH,+2O2=CO2+H20气化炉是合成氨生产的龙头设备，趁着涩宁兰CH,+H,0=C0+3H2天然气入兰州之机甘肃刘化集团公司将气化炉原料CH,+CO,=2CO+2H由重油改为天然气。经过比较,选取天然气非催化部上述反应后生成的气体由炉底进入急冷室，被分氧化工艺，即天然气直烧工艺。209 C洗涤软水急冷，产生饱和蒸汽，温度降至.由于天然气燃烧值高.反应剧烈,气化炉操作温206C，同时气体中微量碳黑被洗涤，从最终洗涤塔度、压力高,工艺复杂、影响开停车和正常生产的因中出来的气体再经液滴分离器分离掉夹带的水雾，素较多,且过氧易发生爆炸等危险存在,如何顺利实合格的气体送中温变换工段。现其安全开车、停车.联锁保护等功能从而使设备安工艺流程如下图1所示:全长周期运行是气化炉天然气图K3.由燃油改为天然气直烧↑炉后需要解决的一个重要课◆炉前放空题。&8 KP32天然气直烧工艺流程&K4 & P2天然气由天然气压蒸汽缩机加压至3.2~4.4天至中变然气MPa,温度约120C ,计量文冈K2气化调节后与氧气压缩机来直炉的3.6~4.4MPa.120C左右经过计量调节的氧K19气，按0.65~0.75的氧终|洗|气/天然气比例，分别经气李出涤喷嘴进入气化炉内并进塔行充分混合，在1350C、中国煤化工3.24MPa条件下发生如下反应:图1YHCNMHG位置收费际批与41Appication andPractice.从上:述流程图可以看出，气化炉的开停车.联锁保护主要通过操作相关电磁阀、切断阀以控制物料停车过程:自动联锁停车和手动紧急停车的停流向来实现。在气化炉开车、停车过程中相关电磁车过程是完全相同的。停车信号发出后,停车程序会阀、切断阀的动作过程和要求:自动打开K2、K4电磁阀,关闭K19. K1, K3电磁(1) 气化炉开车阀，然后由现场操作人员切断K19前后手阀及K1.气化炉开车时若天然气、氧气不能按比例、顺K3的人炉手阀。序、适时投入气化炉,要么导致天然气在气化炉内缺3控制系统功 能的实现氧燃烧,要么有过氧爆炸的危险,所以气化炉开车必气化炉控制系统为CENTUM CS1000,该系统须严格按照T艺规程进行操作。气化炉开车分为自具有丰富的反馈控制和顺序控制功能、运行稳定可动程序开车和手动开车两种方式，但必须遵循先入靠、安全性好、操作方便等优点。根据气化炉生产的天然气再进氧气的顺序。工艺要求，运用CENTUM CS 1000 系统的顺序控气化炉开车分开车前准备和气化炉投气两个步制功能,将定义好的开关量输人/输出仪表、顺序控骤:制仪表.关系式、运算式、计时器等通过顺控表的判开车前准备:调整天然气放空量并引氧试氧阀，断、运算、控制，输出接点控制信号至现场电磁阀，调整事故氮系统、喷嘴冷却水系统使物料正常运行，实现对开停车物料的控制。然后进行充压。在充压结束、分析合格后,中控打开主要使用的相关内部仪表、关系式、运算式等的K2. K4阀,用K2、K4手阀控制蒸汽量分别吹扫入功能如下:炉氧蒸汽管线和K3阀后天然气管线。扫线结束后恢开关量输入仪表:输入调节阀位置、切断阀位置复仪表状态，置自动开车开关到“运行”，装备开车。等开关量信号:若要开车按开车按钮。开关量输出仪表:输出开关量信号控制现场电气化炉投气按下开车后系统自动关闭K2. K4、磁阀动作:K19电磁阀，KP3 电磁阀由人为控制关闭，K3电磁计时器:对停车后到下次停车等时间的计时阀自动打开,天然气压力调节阀自动关闭。待该阀关关系式:作为顺控表的条件判断温度、压力、流闭后，若天然气压力大于炉膛压力且天然气量达到量等参数是否满足开车要求，阀位是否动作到位:开车设定值，系统认为天然气已人炉，K1自动打开，运算式:作为顺控表执行的动作指向相关的运P2阀自动关闭，自动发氧喇叭并打开K19电磁阀，现算。场操作人员打开手阀后氧入炉。这时氧气/天然气通过气化炉全自动开停车及联锁保护程序与外调节阀应手动运行,改变气化炉的投氧量,氧入炉后部按钮.内部仪表及关系式、运算式等配合来控制现操作人员应注意气化炉压力，选择适当时机打开场电磁阀的动作，可满足下述各个生产过程的控制KP3电磁阀，同时应及时调整炉后放空调节阀保压和操作要求:防空，并使天然气.氧气、急冷水等参数达到工艺指开车过程:在物料条件满足后,通过顺控表输出标，此时系统报告气化炉开车结束。到操作站上的指导信息的提示，按照投物料的顺序需要说明的是:开车冲压结束之后蒸汽调节阀进行操作,具备开车条件按开车按钮使之自动开车。保持- -定开度， 保证入炉前氧管线中充满比炉膛压停车过程:当联锁自动停车或手动紧急停车发力高的蒸汽,以避免天然气从氧管线中反串,达到-生时，控制各调节阀、电磁阀、切断阀的打开、关闭定浓度后自爆。当氧气入炉燃烧时关闭该蒸汽调节动作，完成停车过程并发出报警。阀。正常生产过程:一般选择自动方式操作,根据工(2) 气化炉停车艺需要，严格监视各个工艺参数、阀位、状态等，参气化炉停车分为自动联锁停车和手动紧急停车数越限时发出报警。两种。4气化炉全自动开停车控制系统自动联锁停车:自动联锁停车只有在气化炉开该系统运用了五张顺控表来完成气化炉全自动车完成后才起作用，开车过程不会发生自动联锁停开停车和联锁保护功能。整个控制系统由管理主程车。开车完成后给带联锁的参数投入联锁，则有参数序、准开车子程序.开车子程序、联锁子程序、停车超过联锁值时弓引|起联锁自动停车动作。子程序组成。各程序主要功能简介如下:手动紧急停车:在开车按钮按下的同时,手动紧(1 %/ST0001. 管理本程序，急停车按钮就起作用。按下该按钮引起系统手动停中国煤化工停车顺控表的启MHCNMHG饮置收费标准化与计量42" "成用与实践动和关闭。开车时,在进行了手动、自动开车选择后，合后具备开车条件，管理程序启动开车子程序。若条件满足，启动准开车、开车顺控表，引导程序按(3) %ST0003: 开车子程序:顺序执行已完成开车过程。开车结東后，关闭准开.在自动开车时，该程序运行后自动控制各调节车、开车程序,打开联锁、停车程序。若有自动联锁阀、电磁阀、切断阀，收集阀位、行程开关和模拟信停车或手动紧急停车过程发生，自动关闭本顺控表号进行运算、判断，以操作指导信息指导操作人员按等待停车结束后恢复位。照投料顺序和开车的各个步骤进行操作，完成全自管理主程序原理框图如图2所示。动开车过程。在手动开车时，由操作人员开始根据工艺情况控制相关参数、阀门完成开车过程，开车结束后将管理程序开始运行，准开车。开4、联锁、停车程序及操作运行联锁保护程序。怀志复位(4) %ST0004: 联锁子程序自动开车吗?气化炉系统的联锁停车是在有超限值发生时，通过运行顺控手动开4吗?输出准开车程序启动信息:程序使外部继电器动作而引起现启动准F车程序及其标志场电磁阀动作达到联锁停车。当启动开4:结束标志处于联锁“投入”状态的工艺参准开车程序运行?数，有其中任何一个达到联锁超限值，联锁程序动作，控制现场YT电磁阀开关，完成联锁自动停车执行准开车过程并发出第一事故报警。%ST000S:停车子程按F开车按讯否?序:γ↓.当联锁自动停车或手动紧急启动开车程序及 相应标志停车发生时，管理程序启动本程序，控制各调节阀、电磁阀、切断阀的打开.关闭动作,完成停车过按下停车:按钮查?N程并发出报警。5结束语开车结束否?输出下动停车指导信息:在气化炉改烧天然气的技术输出王办倥车报整们息改造中,我们应用CENTUM CS启动联锁程序及其标志1000系统先进的顺序控制功能完关闭准开车、开车程序:启动停车程序及其标志成了气化炉全自动开停车控制系.停车标志启动上统，使开停车操作减少到仅按一Y↓个按钮或输入- -个指令即可，停停4:结束内?C关闭准开年、开车:程序]车完全自动或按--个停车按钮。开停车操作指导信息丰富，进程关闭联锁程序:关闭停车程序一目了然，完全满足了气化炉开停车的需要，使气化炉的开车时间大大缩短，联锁及时，动作无误,停车准确。系统投运后已连续圉2气化炉全 自动开停车程序框图运行三年时间，未发生任何故障，(2) %ST0002: 准开车子程序:做到了次次开车- -次成功，这对气化炉装置的长周对开车前气化炉所要达到的各项工艺指标按照期稳定运行提供了有力的保证。取得了良好的经济已填好的关系式在该顺控表进行判断，条件全部符中国煤化工口YHCNMHG重仪费编准化与计43