[發(fā)明專利]水煤漿氣化爐的安全控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610165011.4
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN107216920B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫峰;石寧;何文忠;金滿平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;G05B19/05;C10J3/72;C10J3/48
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 舒佳英

本發(fā)明涉及一種水煤漿氣化爐的安全控制方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中安全性較差的問題。本發(fā)明通過采用一種水煤漿氣化爐的安全控制方法，以可編程控制系統(tǒng)為硬件依托，通過設(shè)定合理氧煤比與持續(xù)時(shí)間來進(jìn)行報(bào)警與聯(lián)鎖，有效防止因氧煤比持續(xù)過高而導(dǎo)致過氧爆炸事故發(fā)生的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于水煤漿氣化爐的安全控制中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水煤漿氣化爐的安全控制方法。

背景技術(shù)

水煤漿氣化技術(shù)是以純氧和水煤漿為原料，采用氣流床反應(yīng)器，在加壓非催化條件下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，生成以一氧化碳和氫氣為有效成分的粗煤氣。水煤漿氣化爐是目前最為成熟的煤基氣化爐之一，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用，極大推動(dòng)了煤制天然氣、煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。水煤漿氣化爐最常見的危險(xiǎn)是由于氧氣與水煤漿的進(jìn)料比過大，導(dǎo)致氣化爐飛溫或氣化爐、激冷室、碳洗塔內(nèi)的爆炸，由此引發(fā)了多起事故。為了防止這種事故，水煤漿氣化爐大多設(shè)有氧煤比的報(bào)警與聯(lián)鎖。然而，由于過氧而導(dǎo)致頻繁的非計(jì)劃停車，給工廠帶來了大量的經(jīng)濟(jì)損失。保障安全與減少非計(jì)劃停車始終是一對(duì)矛盾體，氣化爐目前的技術(shù)無法使兩者達(dá)到最佳的平衡。專利“水煤漿氣化工藝系統(tǒng)的緊急聯(lián)鎖停車方法”提供了一種基于溫度變化率、壓力變化率、壓縮機(jī)異常及氧氣流速的聯(lián)鎖方法，無法有效解決此問題。文章“德士古水煤漿氣化裝置氣化爐過氧問題的探討”(大氮肥，32卷2期，2009：88-90)分析了造成氣化爐過氧的各種因素，提出了一些解決方案，但沒有對(duì)安全控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。文章“煤氣化的氧煤比控制”(廣州化工，42卷19期，2014：160-162)闡述了水煤漿氣化裝置在運(yùn)行過程中，采用氧煤比自動(dòng)復(fù)雜控制方法精確控制煤漿和氧氣的的入爐量，實(shí)現(xiàn)氧煤比的自動(dòng)控制。文章對(duì)基于安全功能儀表(SIS)的緊急聯(lián)鎖方案沒有分析

氧煤比過高而最終導(dǎo)致過氧爆炸之間有個(gè)過程，需要經(jīng)歷一段時(shí)間，為了設(shè)置合適的聯(lián)鎖策略，需要對(duì)氣化爐過氧爆炸過程有量化的認(rèn)識(shí)，提出基于工藝參數(shù)與時(shí)間的安全控制措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中安全性較差的問題，提供一種新的水煤漿氣化爐的安全控制方法。該方法用于水煤漿氣化爐的安全控制中，具有安全性較好的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種水煤漿氣化爐的安全控制方法，通過設(shè)定合理氧煤比與持續(xù)時(shí)間來進(jìn)行報(bào)警與聯(lián)鎖，具體技術(shù)方案如下：(a)安全控制系統(tǒng)包括檢測單元、控制單元與執(zhí)行單元，檢測單元包括水煤漿流量計(jì)與氧氣流量計(jì)，包括檢測數(shù)據(jù)的處理、設(shè)定值給定及兩者的比較并輸出邏輯信號(hào)，執(zhí)行單元至少包括煤漿泵，氧氣、水煤漿與氮?dú)夤芫€上的調(diào)節(jié)閥或切斷閥；(b)通過控制器計(jì)算氧氣標(biāo)準(zhǔn)體積流量與水煤漿體積流量之比，并記錄氧煤比達(dá)到某一設(shè)定值后的持續(xù)時(shí)間，報(bào)警與聯(lián)鎖設(shè)置的條件為：報(bào)警分為二級(jí)，一級(jí)報(bào)警條件設(shè)置在氧煤比530-650之間，二級(jí)報(bào)警條件設(shè)置在氧煤比550-670之間，或者一級(jí)報(bào)警后持續(xù)時(shí)間超過30-180s；聯(lián)鎖條件設(shè)置在氧煤比630-830之間，或者設(shè)置氧煤比600-800之間且持續(xù)時(shí)間超過5-60s；(c)所述一、二級(jí)報(bào)警通過閃爍、顏色變化或聲光信號(hào)進(jìn)行提示；(d)聯(lián)鎖啟動(dòng)后的動(dòng)作關(guān)系為：煤漿泵(1)停止運(yùn)行；氧氣切斷閥(13)關(guān)閉，中心氧調(diào)節(jié)閥(9)關(guān)閉，水煤漿切斷閥(4)關(guān)閉；氮?dú)馇袛嚅y(5)、氮?dú)馇袛嚅y(8)、氮?dú)馇袛嚅y(12)均打開。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，控制單元采用可編程控制系統(tǒng)(PLC)。

為防止氣化爐過氧爆炸，目前氣化爐設(shè)有基于氧煤比的報(bào)警與聯(lián)鎖，由于沒有引入時(shí)間概念，可能雖然沒有觸發(fā)聯(lián)鎖，但由于氧煤比持續(xù)高于正常值而導(dǎo)致過氧爆炸。基于氧煤比單數(shù)值聯(lián)鎖的另一個(gè)缺點(diǎn)是有時(shí)不得不設(shè)置過于保守，從而導(dǎo)致非計(jì)劃停車頻繁。本專利提供一種水煤漿氣化爐的安全控制方法，以可編程控制系統(tǒng)(PLC)為硬件依托，通過設(shè)定合理氧煤比與持續(xù)時(shí)間來進(jìn)行報(bào)警與聯(lián)鎖，有效防止因氧煤比持續(xù)過高而導(dǎo)致過氧爆炸事故發(fā)生；通過精確的控制，減少因氧煤比短暫失調(diào)而導(dǎo)致的非計(jì)劃停車，避免頻繁非計(jì)劃停車而造成的經(jīng)濟(jì)損失，取得了較好的技術(shù)效果。

附圖說明