殼牌煤氣化工藝開(kāi)車優(yōu)化方案

（鶴壁煤電股份有限公司 化工分公司 儀表公司，河南 鶴壁 458000）

摘 要：介紹了河南能源化工集團(tuán)豫北化工分公司鶴壁煤化工甲醇項(xiàng)目所使用得殼牌煤氣化技術(shù)，并對(duì)氣化爐開(kāi)車過(guò)程中一些問(wèn)題提出優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：殼牌煤氣化;開(kāi)車;開(kāi)工燒嘴;煤燒嘴;緊急停車聯(lián)鎖

河南能源化工集團(tuán)鶴壁煤化工年產(chǎn)60萬(wàn)噸甲醇項(xiàng)目煤氣化裝置采用荷蘭殼牌煤氣化技術(shù)（SCGP），設(shè)計(jì)日耗煤2850t。針對(duì)我廠殼牌氣化爐在開(kāi)車過(guò)程中遇到的一些重要問(wèn)題，本文在工藝控制和儀表安全方面做出了一些改進(jìn)。

1 開(kāi)車過(guò)程中遇到的問(wèn)題

1.1 開(kāi)工燒嘴（SUB）點(diǎn)火過(guò)程中燒毀

氣化爐依靠SUB（開(kāi)工燒嘴）來(lái)點(diǎn)燃煤燒嘴，而開(kāi)工燒嘴啟動(dòng)和停止主要通過(guò)13KS0003順序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在開(kāi)車過(guò)程中，點(diǎn)燃開(kāi)工燒嘴的過(guò)程中，每次只要氧氣一進(jìn)入，開(kāi)工燒嘴的冷卻水量立馬就會(huì)減小，進(jìn)而低于跳車值，開(kāi)工燒嘴退出。把開(kāi)工燒嘴拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)SUB水籠套和槍頭均已經(jīng)燒毀。由此將探討：（1）油和氧氣誰(shuí)先進(jìn)入;（2）他們?cè)趺磁浔鹊?（3）跟油和氧氣的備壓大小有無(wú)關(guān)系。

1.2 煤燒嘴點(diǎn)火失敗

在殼牌ESD控制邏輯中，閥門之間有相互的聯(lián)鎖控制，通過(guò)聯(lián)鎖時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)互不干擾。但由于實(shí)際開(kāi)車過(guò)程中，由于不同系統(tǒng)通訊時(shí)間差異、繼電器動(dòng)作快慢以及現(xiàn)場(chǎng)閥門動(dòng)作快慢等等原因，在我們儀表對(duì)四條煤燒嘴管線上所有閥門進(jìn)行開(kāi)關(guān)時(shí)間測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)其動(dòng)作時(shí)間與邏輯中聯(lián)鎖時(shí)間有很大出入，這將會(huì)嚴(yán)重影響煤燒嘴順控的正常進(jìn)行而引起跳車事故。

1.3 緊急停車程序（13UZ0001）

控制回路13FICA-0008控制去氣化爐的急冷氣的流量，由預(yù)先編程的合成氣產(chǎn)量/所需的急冷氣流量關(guān)系來(lái)計(jì)算出所需的急冷氣流量的設(shè)定值。原邏輯中沒(méi)有考慮急冷氣流量（13FI0008）低于氣化爐負(fù)荷要求時(shí)溫度升高這種情況，如果急冷氣流量（13FI0008）低于氣化爐負(fù)荷所要求的量時(shí)，氣化爐出口合成氣溫度升高，急冷管和傳熱管溫度也隨之升高。

原設(shè)計(jì)中空分跳車信號(hào)作為氣化跳車條件之一，且沒(méi)有任何延時(shí)，空分跳車后直接造成氣化跳車。實(shí)際生產(chǎn)中空分跳車后可由液氧儲(chǔ)槽中抽取液氧來(lái)供給氣化生產(chǎn)，因此空分跳車無(wú)需跳氣化。跳車信號(hào)從空分控制室機(jī)柜引到氣化控制室機(jī)柜，氣化跳車事關(guān)重大，而該信號(hào)如果一旦出現(xiàn)信號(hào)干擾或接線松動(dòng)，即會(huì)造成氣化誤跳車。

2 解決措施

2.1 開(kāi)工燒嘴（SUB）技改措施

我廠經(jīng)過(guò)多次霧化試驗(yàn)和開(kāi)車實(shí)驗(yàn)，得出最適合的氧氣壓力和油壓，將13KS0003第九步動(dòng)作中的13FIC0003的預(yù)開(kāi)度調(diào)整為35% ，將13KS0003第十步動(dòng)作中的13PIC0026的預(yù)開(kāi)度調(diào)整為40%。將13KS0003第十二步條件中開(kāi)氧閥時(shí)間由10s改為6s，讓氧氣提前進(jìn)入。經(jīng)修改后的新工況下，開(kāi)工燒嘴點(diǎn)火過(guò)程氧油混合效果更好。

2.2 煤燒嘴技改措施

在對(duì)煤燒嘴管線上的閥門進(jìn)行了實(shí)際開(kāi)關(guān)測(cè)試之后，經(jīng)多方協(xié)商討論，現(xiàn)在煤燒嘴閥門聯(lián)鎖時(shí)間進(jìn)行更改 （煤燒嘴共四條管線，現(xiàn)以1號(hào)煤線為例）：

在ESD中，13XV0110、 13XV0108、13XV0117、13XV0116、控制邏輯分別為11UZ-0011A、11UZ-0011B、11UZ-0011C、11UZ-0011D，上述四個(gè)邏輯中的延時(shí)時(shí)間T2是系統(tǒng)邏輯每個(gè)閥門固定的開(kāi)閥時(shí)間，在開(kāi)閥時(shí)間過(guò)后如果仍然閥門反饋仍未到，則表明該閥門已故障。順控會(huì)判斷該煤線開(kāi)車失敗，進(jìn)行吹掃。

對(duì)13XV0110、13XV0108、13XV0116、13XV0117模擬正常工況壓力進(jìn)行閥門開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)，得出上述閥門開(kāi)閥分別的所需時(shí)間。與原程序中的閥門連鎖時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，將連鎖時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的適當(dāng)縮短，而連鎖事件不滿足的需將T2適當(dāng)延長(zhǎng)，對(duì)更改后的閥門聯(lián)鎖時(shí)間進(jìn)行再次測(cè)試，確保更改后的時(shí)間能完全確保順控的順利進(jìn)行，保證煤線安全穩(wěn)定。

2.3 緊急停車程序的優(yōu)化

首先，在ESD卡件上新建3個(gè)AI點(diǎn)，將原設(shè)計(jì)去DCS的13FI0008、13PI0061、13TI0014三個(gè)AI點(diǎn)電纜接到ESD端子柜相應(yīng)端子上。然后在ESD中組態(tài)，對(duì)13FI0008進(jìn)行溫壓補(bǔ)償計(jì)算。經(jīng)溫壓補(bǔ)償計(jì)算出的急冷氣真實(shí)流量（13FI0008A）與四個(gè)燒嘴的總氧量相除，得出數(shù)值如果小于1.03（經(jīng)殼牌人員確認(rèn)）則送到13UZ0001上。急冷氣與氧氣比值低信號(hào)（13FZL0008）與急冷氣壓縮機(jī)跳車信號(hào)經(jīng)“或”門后在于煤燒嘴運(yùn)行信號(hào)“與”后得出信號(hào)后送到氣化爐急停聯(lián)鎖（13UZ0001）。最后當(dāng)氣化爐急停信號(hào)（13UZ0001）觸發(fā)時(shí)，ESD通過(guò)硬線向DC發(fā)出指令，在DCS上實(shí)現(xiàn)停車功能。

其次，空分跳車后會(huì)造成氧氣壓力低，氧氣壓力低信號(hào)13PZLLL0002也去13UZ0001，會(huì)造成氣化爐跳車。氧氣管線放空閥13XV0006的關(guān)信號(hào)也去13UZ0001，會(huì)造成氣化爐停車。因此將空分跳車信號(hào)從13UZ0001中去掉。這樣就去除一個(gè)引起誤跳車的隱患。

再次，根據(jù)循環(huán)水泵泵運(yùn)行試驗(yàn)，我們得出備泵啟動(dòng)時(shí)間大概為3s。將三個(gè)循環(huán)水泵三取二后的延時(shí)時(shí)間由2s改為5s，這樣既滿足了循環(huán)水泵的切換時(shí)間，同時(shí)保證了氣化爐運(yùn)行的安全性。

最后，在ESD卡件上新建1個(gè)DI點(diǎn)，在操作臺(tái)按鈕面板上新建一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，兩個(gè)按鈕均為常閉。將原本設(shè)計(jì)中的按鈕做“OR”處理進(jìn)入連鎖。修改后誤碰觸任一個(gè)按鈕均不會(huì)造成氣化停車，需手動(dòng)停車時(shí)，需要手動(dòng)將兩個(gè)按鈕均按下才能實(shí)現(xiàn)。

3 運(yùn)行效果

經(jīng)優(yōu)化后的邏輯能極大保證了開(kāi)工燒嘴和煤燒嘴的運(yùn)行安全，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)急冷氣流量和氣化爐負(fù)荷比值低跳車、循環(huán)水泵切換時(shí)間不會(huì)引起誤跳車這些功能，13UZ0001是氣化爐平穩(wěn)運(yùn)行的保障，一旦誤跳車會(huì)造成全場(chǎng)裝置跳車。同時(shí)跳車條件是為了保障設(shè)備以及人身安全，如果氣化爐因?yàn)槟承l件該跳車但是沒(méi)有跳車，就會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備甚至危及工廠人員人身安全，因此完善氣化爐急停連鎖對(duì)全廠安全運(yùn)行有關(guān)鍵的意義。

參考文獻(xiàn)：

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