2024年1月13日发(作者:)
两段式气化炉控制策略
(激冷工艺)
西安热工研究院有限公司
2009.05.12
1
目 录
1.气化装置规模 ................................................................................................................................... 4
1.1装置的组成及规模 ................................................................................................................... 4
1.2供料系统 ................................................................................................................................... 6
1.3气化系统 ................................................................................................................................... 6
1.4净化系统 ................................................................................................................................... 7
1.5初步灰水处理系统 ................................................................................................................... 7
2. 煤给料系统 ..................................................................................................................................... 7
2.1
工艺流程 .................................................................................................................................. 7
2.2
工艺控制 .................................................................................................................................. 9
2.3
安全保护 .................................................................................................................................. 9
2.4
控制程序 ................................................................................................................................ 11
2.2.1 煤给料程序 .................................................................................................................... 11
2.2.2 锁斗吹扫程序 ................................................................................................................ 14
2.5
运行与测试............................................................................................................................. 15
3.气化系统 ......................................................................................................................................... 18
3.1工艺流程 ................................................................................................................................. 18
3.2工艺控制 ................................................................................................................................. 20
3.2.1 与空分装置的一体化 .................................................................................................... 20
3.2.2 负荷控制(33HC-3300) .......................................................................................... 21
3.2.3 气体组分控制(33QC-3300) ..................................................................................... 23
3.2.4 气化炉压力控制(36PC-0002) .................................................................................. 25
3.2.5 煤烧嘴控制(1#-4#煤烧嘴): ................................................................................... 26
3.2.6 气化炉减温水控制 ........................................................................................................ 28
3.2.7 其它的控制和开关功能 ................................................................................................ 29
3.3安全保护 ................................................................................................................................. 31
2
3.4控制程序 ................................................................................................................................. 39
3.5运行与测试 ............................................................................................................................. 54
4.除渣系统 ......................................................................................................................................... 64
4.1
工艺流程 ................................................................................................................................ 64
4.2
工艺控制 ................................................................................................................................ 66
4.3
安全保护 ................................................................................................................................ 67
4.4
控制程序 ................................................................................................................................ 70
4.4.1 排渣顺序控制34KS-0001 ............................................................................................. 70
4.4.2 除渣程序 74
4.4.3 灰浆排放逻辑34US-0001 ............................................................................................. 75
4.4.4 正常运行期间操作员的操作 ........................................................................................ 76
4.4.5正常开车 ......................................................................................................................... 76
4.4.6正常停车 ......................................................................................................................... 77
4.5运行与测试 ............................................................................................................................. 77
5. 湿法洗涤系统 ............................................................................................................................... 80
5.1
工艺流程 ............................................................................................................................... 80
5.2
工艺控制 ............................................................................................................................... 81
5.3
安全保护 ............................................................................................................................... 83
5.4
运行与测试............................................................................................................................ 84
5.4.1 开车 ................................................................................................................................ 84
5.4.2 停车 ................................................................................................................................ 86
6初步水处理系统 ............................................................................................................................. 87
6.1工艺流程 ................................................................................................................................ 87
6.2工艺控制 ................................................................................................................................ 88
6.3安全保护 ................................................................................................................................ 91
6.4
运行与测试............................................................................................................................ 91
6.4.1 开车 ................................................................................................................................ 91
6.4.2 停车 ................................................................................................................................ 93
3
1.气化装置规模
1.1装置的组成及规模
1.建设规模及装置公称能力:
本项目产品为甲醇,本煤气化装置产品为粗合成气
煤气化装置产气量: 71500Nm/h (CO+H2)
32.煤气化装置粗合成气产品规格:
粗煤气产量:138628Nm3/h
装置界区温度:195.1℃
装置界区压力:3.6MPa
粗煤气组成:
煤气组成
Mol %
CO
36.27
H2
15.29
N2
0.34
CO2
3.47
H2S+COS
0.42
H2O
44.20
3.本装置分为干煤粉浓相供料系统、气化系统、煤气净化系统和初步水处理系统四个部分。
4.气化炉和干煤粉浓相供料系统主要条件:
氧气压力 4.5MPa
氧气温度 30℃
氧气流量 821 t/d
过热蒸汽压力 4.5 MPa
4
过热蒸汽温度 350℃
过热蒸汽流量 91.2 t/d
气化炉操作压力 4.0 MPa
气化炉一段操作温度 1350~1500℃
气化炉二段操作温度
干煤气流量
湿煤气流量
(CO+ H2)流量
渣量
灰量
出气化炉煤气温度
出气化炉煤气压力
入喷嘴干煤粉压力
入喷嘴干煤粉温度
一段加煤喷嘴数
一段每个喷嘴加煤量
一段密相输煤固气比
二段减温水喷嘴数
二段减温水温度
二段减温水压力 5.1MPa 1000~1300℃
77354Nm3/h
138628Nm3/h
71500 Nm3/h
0.935 t/h
2.46t/h
800~900℃
4.0 MPa
4.4 MPa
80℃
4
8906kg/h
5 kg煤 / kg CO2气体。 8
125℃
5
二段每个减温水喷嘴流量 3440.5kg/h
高压CO2气源稳定压力 6.5 MPa
低压CO2气源稳定压力 0.8 Mpa
CO2气体温度 80℃
5.装置每年操作时间8000小时。
1.2供料系统
气化炉总供煤量39583kg/h(干煤粉)。
第一段供煤35625kg/h,分四个喷嘴炉内对喷供入,每个喷嘴供煤量8906kg/h。
密相输煤固气比为5 kg煤 / kg CO2气体。
在系统开车时,采用氮气输送,每个喷嘴的供煤量如上,密相输煤固气比为10
kg煤 / kg 氮气气体。
1.3气化系统
气化炉操作压力4.0MPa,日耗煤量约912t/d(煤按2%水分计算,干煤粉浓相供料系统按950吨/天设计)。第一反应区操作温度1350~1500ºC,第二反应区操作温度1100~1300ºC。
气化炉采用强制对流循环的方式进行热回收,总循环水量为800t/h,汽包操作压力为5.5Mpa。单元上水为锅炉给水泵出水,温度130℃,压力7.3Mpa;单元每小时产生5.4Mpa、270℃饱和蒸汽33.2t
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1.4净化系统
净化单元操作温度207℃,操作压力3.8MPa,煤气流量148248Nm3/h,净化后煤气中粉尘含量<1mg/Nm3。净化单元即湿法洗涤系统包括文丘里洗涤器和填料洗涤塔。
1.5初步灰水处理系统
本系统主要对煤气化装置后的废水进行处理。
2. 煤给料系统
2.1 工艺流程
原煤经制粉系统制成煤粉后,采用气力输送方式加入常压煤粉储仓(V-3201A),其排气通入布袋除尘器(S-3201A),布袋除尘器卸出滤下固体是通过回转给料机(X-3205A;输送煤到过滤器中间的出口)螺旋输送机(X-3206A;也起气锁的作用)输送至低压粉仓。 (以下由于两套加煤锁斗系统的流程相同,仅以一套锁斗为例说明),(常)低压仓(V-3201A)中的煤粉通过重力定时定量地加入其下方的变压罐(V-3204A),变压罐装满煤粉后关闭下料和排气管路阀门并开始升压,直至与其下方的输送罐(V-3205A)压力相接近(一般情况略高)时,停止升压并开启其下方的下料阀门以及平衡气压管路阀门将煤粉加入输送罐。
由常压仓向变压罐以及由变压罐向输送罐均为每小时加煤19792kg。变压罐加压、排料、减压和进料工作周期在30~45分钟内完成。主要控制进气升压和排气
7
卸压时间,每次的充压和卸压时间约在5~8分钟,放料时间约3~5分钟完成。
为保证煤粉流动通畅,在变压罐和输送罐之间设有均压管。
变压罐设有充压管道可使变压罐升压。在两套加煤锁斗系统的常压煤粉储仓(V-3201A)、变压罐(V-3204A)、输送罐(V-3205A)下部出口位置分别设有松动风,在罐内煤粉需要松动时可借助低压气体或充压气体松动煤粉,以保证煤粉下落顺畅。在顺控加煤的过程中,常压仓内的煤粉落入变压罐、变压罐内的煤粉落入输送罐均可在3~5分钟内完成。
变压罐卸压时通过排气过滤器(S-3202A)排气,排气过滤器(S-3202A)设有反吹管路,排气过滤器的安装是为了限制煤夹在气流中通过控制阀32PV-0116。
输送罐(V-3205A)设有充压管路和卸压管路以调整罐内压力,卸压时的排气分别通过排气背压控制阀排入布袋除尘器(S-3201A),经过滤处理后排入大气。布袋除尘器(S-3201A)设有反吹管路,定时反吹。
输送罐(V-3205A)中的煤粉通过输送管路送至气化炉的喷嘴,在输送罐(V-3205A)入口处的送风管上设有调节器,用以调整输送风。为了保证在输送过程中输送罐(V-3205A)的压力稳定,在输送罐(V-3205A)运行时,输送罐(V-3205A)的充压管和卸压管上的调节阀打开,充压管和卸压管有小气量的N2/CO2流入和流出输送罐(V-3205A),以保证输送罐内(V-3205A)的压力的动态平衡。充压管和卸压管上的调节阀32PdICA-0128A/B根据输送罐(V-3205A)的压力来控制。
送往烧嘴的煤粉流量主要由流量控制阀进行控制,用煤高压给料仓允许压差来控制煤粉稳定的输出。
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系统设有开工旁路管。在气化炉启动时,煤粉首先在额定工况下通过开工旁路管送回常压煤粉储仓(V-3201A),在条件具备时切入气化炉加煤喷嘴。在切换阀后的开工旁路管上设有吹扫器,用于切换后将管中煤粉吹扫至常压仓。吹扫气体经布袋除尘器处理后排入大气(S-3201A)。布袋除尘器(S-3201A)中的煤粉排入常压煤粉储仓(V-3205A)。气化炉启动时,输送气用氮气。
常压煤粉储仓(V-3201A)设有N2/CO2气体保护,目的在于防止干煤粉吸湿,造成结块、架桥等现象,导致输送不畅。
2.2 工艺控制
在管道仪表图中表示的控制回路本身具有说明性。但编号为32KS-0001的逻辑没有说明 (编号为33KS-xxxx的逻辑将在气化单元中说明)。下面的章节会给出煤进料逻辑细节,通过一个预编程以确保系统的自动执行。该程序的正常逻辑操作在第2.4章描述。
2.3 安全保护
工艺安全的逻辑功能用编号32US(Z)-01xx来描述。
功能及位号
32US-0101
料位过满保护
32UZ-0102 32LS-0104
输入“信号”
32WSHH-0101
输出“信号”
停:磨煤
(U-3100A/B)
停:1和2号烧嘴
9
图03200-PID004A
烧嘴保护(删除)
32US-0103
电机过载保护
32US-0104
电机过载保护
32US-0105
超压保护
32XV-0118非关
32XV-0120非关
32XV-0121非关
32XV0118-0122非关
32XV-0123非关
32XV-0124非关
32XV-0133非关
(通过限位开关)
32US-0106
超压保护
32XV-0126非关
32XV-0127非关
32XV-0131非关
32XV-0132非关
(通过限位开关)
32SSLL-0103
32SSL-0102
停:X-3205A
停:X-3205A
X-3206A
关:32XV-0126
32XV-0127
32XV-0131
32XV-0132
关:32XV-0118
32XV-0120
32XV-0121
32XV-0122
32XV-0123
32XV-0124
10
32XV-0133
32US-0107
超压保护
32UZ-0108
超压保护
32PSLLL-0114
或32XV-0122非关
(通过限位开关)
32PSLLLL-0114 关:32XV-0120
32XV-0121
关:32XV-0118
32XV-0120
32XV-0121
2.4 控制程序
2.2.1 煤给料程序
正常工况下煤给料程序的操作是不需要操作人员干预的,是根据相关烧嘴的要求决定的。向煤高压给料仓进煤是通过顺控程序32KS-0001控制以间断方式进行的。本顺控程序在 “待定位置”时锁斗已充满煤且已充压,锁斗进料阀和卸料阀关,锁斗与给料仓间的平衡管连通。
下面表示了本顺控程序的逻辑关系,指出了每一步的动作和到下一步的要求。表示如下:
0. 检查所有阀门是否在 “待定位置”。这一步没有时间限制,当给料仓料位开关(32LSL-0105)出现时煤给料程序就自动执行执行第1步。
1. 打开阀门32XV-0128和32XV-0132。如得以确认,执行第2步。
2. 打开阀门32XV-0130,5秒钟后再打开阀门32XV-0131;当阀门32XV-0131离开关闭位置5秒后关闭阀门32XV-0128。打开给料仓充装计时器(5分钟)。
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如果阀门位置都已确认,且煤锁斗料位开关(32LSL-0103)出现,则执行第3步。如果低料位信号出现之前给料充装计时器已走完则自动执行排堵程序两次。如果两次排堵后料位开关信号仍 “高”,停止程序并发出报警,此时操作员有两种操作方案:
a 如果给料仓 “低”料位信号(32LSL-0105)已消失,推荐模拟锁斗 “低”料位信号。
b 如果给料仓 “低”料位信号仍存在且锁斗料位仍 “高”,重新执行排堵程序。
3. 关闭阀门32XV-0130和32XV-0131,开始隔离锁斗。如得以确认,执行第4步。
4. 关闭阀门32XV-0132,32XV-0127和32XV-0126完成对锁斗的隔离。如得以确认,执行第5步。
5. 打开阀门32XV-0122并打开泄压Ⅰ阶段计时器(2.5分钟)。如果锁斗压力在
“中间”位置(32PSL-0114出现,煤锁斗压力约为20bar),则执行第6步。如果压力信号到达之前泄压Ⅰ阶段计时器走完,则发出声音报警。
6. 关闭阀门32XV-0122。若32XV-0122关闭确认,执行第7步。
7. 打开阀门32XV-0118并打开泄压Ⅱ阶段计时器(2分钟)。如果锁斗压力小于2bar(32PSLL-0114)且煤锁斗与煤给料过滤器压差小于1bar(32PdSL-0112),则执行第8步。如果压力信号到达之前泄压Ⅱ阶段计时器走完,则发出声音报警。
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8. 打开阀门32XV-0121和32XV-0120,阀门到位1分钟后执行第9步。
9. 2秒钟后打开阀门32XV-0119和32XV-0123,并关闭阀门32XV-0118。如果阀门位置已确认,则执行第10步。
10. 在10秒后打开阀门32XV-0133,并关闭阀门32XV-0119。打开锁斗充装计时器(5分钟)。如果阀门位置已确认且锁斗高料位开关(32LSH-0102)出现,则执行第11步。
11. 关闭阀门32XV-0133。如果阀门位置确认,则执行第12步。
12. 2秒钟后关闭阀门32XV-0123,32XV-0121和32XV-0120隔离锁斗。如果阀门位置已确认,则执行第13步。
13. 打开阀门32XV-0125为锁斗充压。阀门位置确认20秒后执行第14步。
14. 打开阀门32XV-0130,32XV-0128(在32PSHH-0114(开车期间为32PdSL-0119)和32PSH-0114分别达到后动作)。打开阀门 32XV-0129。32XV-0129打开后启动阀门32PV-0102给锁斗充压。打开锁斗充压计时器(大约5分钟)。如果锁斗与给料仓压差开关(32PdSLLL-0119)达到 “LLL”设置点时,关闭阀门32XV-0125。如果 “LL”设置点达到,则关闭阀门32XV-0129并置32PV-0102至 “手动关闭”。最后如果 “L”设置点达到,则关闭阀门32XV-0128。如以上确认,则执行第15步。
15. 打开阀门32XV-0124。如果确认,启动32PV-0116置自动操作。如果给料仓与锁斗之间的压差(32PdS-0117)在 “高”与 “低”之间停留10秒钟,则执行第16步。
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16. 打开阀门32XV-0127和32XV-0126并关闭阀门32XV-0124和32PV-0116。使锁斗与给料仓之间的压力平衡。如以上确认,则执行第17步。
17. 关闭阀门32XV-0130并检查煤给料程序停车开关。如果停车开关已启动,则执行第18步。如果停车开关未启动,则去第0步。
18.
停X-3205A和X-3206A。关闭阀门32XV-0130并在此两秒钟后返回开车位置。系统只有通过开车开关重新启动。
2.2.2 锁斗吹扫程序
正常煤给料程序出现问题时本程序将可能被启动。随后恢复正常操作程序。
3A 打开阀门32XV-0128,排堵计数器计数并设置排堵计时器。如以上确认,则执行第3B步。
3B 关闭阀门32XV-0131和32XV-0127。阀门位置确认后计时器走过一定时间(1分钟),则执行第3C步。
3C 打开阀门32XV-0131。在阀门32XV-0131离开关闭位置5秒后关闭阀门32XV-0128,20秒后打开阀门32XV-0127。
如以上确认且锁斗料位开关处 “低”位(或模拟 “低”),则执行第3D步;
如果阀门位置确认后锁斗料位开关不是 “低”(或未模拟 “低”),排堵计时器走完且排堵计数器不是2,则执行第3F步。
如果阀门位置确认后锁斗料位开关不是 “低”(或未模拟 “低”)排堵
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计时器走完且排堵计数器是2,则执行第3G步。
3D 复位排堵计数器和计时器并将程序移至第3E步。
3E 关闭阀门32XV-0130和32XV-0131,返回第3步。
3F 复位排堵计时器,2秒后回第3A步。
3G 复位排堵计时器和计数器并发出声音报警。2秒后,如果锁斗料位开关 “低”被模拟,并执行第3H步。排堵程序可由操作员以后重新手动启动。
3H 关闭阀门32XV-0130和32XV-0131,返回第3步。
2.5 运行与测试
进行以下测试:
● 高压设备试漏。
● 顺控程序(32KS-0001/0002) “空运行”测试。
● 顺控程序(32KS-0001和32KS-0002)的实际给煤测试和调整与烧嘴循环测试是结合进行的。
V-3204A/B,V-3205A/B,S-3202A/B,S-3203A/B及其连接管的试漏
每次法兰打开过就要执行试漏。因为有固体泄漏, 可能会导致法兰严重损坏,测试介质为高压N2/CO2。
32KS-0001(32KS-0002)的 “空运行”
煤给料系统的“空运行”操作不需要煤,即所有容器无煤或煤都转送至V-3201A且V-3204A的入口双孔盲板置 “关”。此外V-3205A用压力控制而不是压差控制。
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步骤:
检查所有阀门位置在32KS-0001起始位置。
检查V-3205A置于压力控制并缓慢提升V-3205A(此时与V-3204A是连接的)的压力。将控制器设置为10bar(煤烧嘴可开启的最小压力)。
因为不能送煤,不应由32KS-0001启动螺旋回转给料机,所以去掉给X-1205A和X-1206A启动信号。
检查/开始所有的介质气(N2/CO2)吹扫。
启动32KS-0001。
打开V-3205A的通气和S-3201A的反吹(用时间控制而不是压差控制)。
由于32LSL-0105和32LSL-0103信号存在,程序会继续运行,直到第10步。由于缺少32LSH-0102信号,终止程序。
模拟32LSL-0103 “不出现”并模拟32LSH-0102信号。这样可让32KS-0001重启(从第10步)。
32KS-0001程序会在第3G步停止(由于32LSL-0103已被模拟)。在此步检查反吹循环(3A-3G步)的运行情况。
取消对32LSL-0103 “不出现”的模拟。重启32KS-0001。
停32KS-0001。 在程序运行到第17步,停止动作,并返回至0步时生效。
对V-3205A充压,以大约1bar/min的速度充压至正常压力。
重启32KS-0001并记录所有步骤的时间,调整所需的计时器等(测试第10步须一直模拟32LSH-0102)。
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所有信息都被记录后,当程序运行到第0步等待位置时,停32KS-0001并缓慢给V3205A(和V3204A)泄压。
恢复X-3206A的可启动信号。
V-3204A入口的双孔盲板置为打开。开始法兰试漏。
32KS-0001的实际给煤测试和调整(32KS-0002类似)
为了在工序中不产生大量的不合格的煤粉,实际的测试和调校与烧嘴循环测试结合进行。
步骤:
检查所有阀门位置在32KS-0001起始位置。
检查V-3205A置于压力控制并缓慢提升V-3205A的压力。将压力控制器设置为10bar(煤烧嘴可开启最小压力)。
检查所有伴热能正常工作。
检查/开启所有N2/CO2吹扫并打开S-3201A的反吹系统(此时用时间控制)。
开启磨煤干燥系统并充装V-3201A至约80%。
停磨煤干燥系统。
启动32KS-0001。
由于系统已被检查并能满足操作,此时自动启动充装V-3205A。
一旦V-3205A充装完成,开始煤烧嘴循环测试。如果信号32LSL-0105又
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出现,将自动重启32KS-0001。
V-3205A充满时,检查32KS-0001是否顺利进行,调校计时器。
烧嘴循环测试将控制V-3205A操作压力。最终压力将达到正常操作压力。此时记录各步的时间。
在测试中断时停32KS-0001,在测试恢复时重新启动。
在最初的测试中,大量的再循环测试会导致煤粉质量的降低,导致锁斗堵塞。这时可以将这些煤处理掉。
一旦检查工作完成,停32KS-0001。
最初测试(气化炉重启前),将煤送到V-3201A。
保持系统为“热备用”和充“N2/CO2”状态。
3.气化系统
3.1工艺流程
本章涉及气化装置的控制系统。强调的是对其功能的要求。控制系统配置可以看作具有三个层次等级的配置。
西安热工研究院激冷工艺气化炉的特点是圆筒型、水冷壁、一段有四个水平布置且对称燃烧的煤喷嘴、二段有八个对称分布的减温水喷嘴。在气化炉产生的煤气向上流动,在顶部离开反应区,同时液态渣沿着竖直的圆筒壁向下流,经反应器的圆锥底流入水池(渣池),在水池中渣固化且分散成小的颗粒状。—部分飞灰夹带在煤气中进入激冷罐(V-3501)。
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水冷壁炉膛安装在气化炉内,水冷壁管被不饱和锅炉水冷却,同时产生中压蒸汽(汽包的蒸汽压力为5.5 Mpa、33.2t/h、270℃)。
气化炉膛内产生的1400℃左右的高温煤气在炉膛顶部被喷入的减温水激冷至800℃左右,用来固化和冷却融态的灰渣,生成非粘性的飞灰颗粒,使得固化的飞灰进入气化炉传导段后不能聚集并减小煤气流道。
经喷水激冷后,煤气沿传导段进入水洗激冷罐(V-3501),在此通过鼓泡式水洗除去煤气中的大部分飞灰(未燃碳),并且降低煤气温度(340℃)。
粗煤气在气化炉内经过喷水减温降至800℃左右后,进入激冷罐。来自洗涤塔(C-3601)底部的灰水,经灰水循环泵(P-3601)加压送至激冷水过滤器(S-3602A/B)。任何有可能堵塞激冷环管孔眼的大固体颗粒均在激冷水过滤器(S-3602A/B)的上游被脱除掉。在洗涤冷却室中,洗涤水进入分布环,经一排孔与环缝喷出,洗涤水沿管壁流下,保护洗涤冷却管为较低温度;激冷水与来自气化炉的粗煤气进行混合,以强化热质传递。总之,在洗涤冷却管中完成洗涤水与粗煤气混合,进行粗煤气及其所含灰降温、煤气增湿、灰为水浸润过程。
随后,煤气经洗涤冷却管下端扩口进入鼓泡床,进一步实现煤气的洗涤、降温、增湿的目的,绝大部分灰转移到水相,沉降。煤气经洗涤冷却室上部挡板分离其中的雾沫与携带水分后,再经出口进入洗涤工序。从激冷罐流出的湿煤气进入净化系统。
气化系统由多子系统组成,分列如下:
1.喷嘴冷却水系统
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2.气化炉喷嘴系统和氧气供应系统
3.开工和点火喷嘴系统
4.煤气激冷水洗系统
5.排渣系统
6.气化装置的蒸汽/给水系统
由于气化装置部分要求与空分装置是高度一体化的,本章开始部分涉及总体控制对策。其次的部分论及气化炉控制,包括负荷控制,气体组分控制和压力控制在内。最后部分涉及煤烧嘴的控制以及其他的控制回路。
安全保护主要包括气化炉紧急停车系统(33UZ-0001),气化炉氧供应停车系统(33UZ-0002/0003),渣池安全系统(33UZ-0004),开工烧嘴的燃料和氧供应系统(33UZ-0005),气化炉逻辑吹扫控制程序。(33UZ-0010),煤烧嘴的氧和煤供应系统(33UZ-0011)。
顺控程序描述了开车/停车活动。这些包括点火烧嘴,开车烧嘴,氧分配系统,煤烧嘴开车/停车,蒸汽加入程序以及气化炉吹扫程序。
测试主要有试漏和顺序/跳车系统的测试。
3.2工艺控制
3.2.1 与空分装置的一体化
空分装置的生产氧气的速率受到自身特性的影响,一般来说,其产气变化速率不大于3%,所以空分装置的特性决定整个系统合成气产气的变化速率。
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在正常操作条件下气化炉氧流量的负荷控制器决定了自空分装置的氧气生产量。气态氧缓冲罐的压力控制器应控制压力在0.06~0.1MPag狭窄范围内变化,这可控制氧气生产/需求平衡过程中的压力的波动。如果有l台烧嘴跳闸,压力会升高,但在短期内进行部分氧气的释放。
启动烧嘴时,氧气需求量会上升。在点火之前,可排放掉一定流量的氧气,点火之后,控制氧气的排放以适应烧嘴的氧气需求。
如果氧纯度下降,气化炉将要求更大的质量流量,它会引起缓冲罐的压力降低。氧纯度的重大偏离可在气化炉中处理,但空分装置的恢复有一定时间的滞后。
为确保气化炉有一个足够的正压差,压力设定点需要预先设定好,其值可在调试和生产过程中进行校核修正。缓冲罐压力控制系统要满足氧气的供需平衡,同时在事故工况时要快速响应。
3.2.2 负荷控制(33HC-3300)
1) 气体产量控制模式:
在该模式下,气化炉的合成气产量是主要的变量,合成气产量的大小由供煤烧嘴的氧气流量计算得出,去煤烧嘴的氧气也决定着空分装置需要提供的氧气流量。气体产量的控制会使所有系统平稳运行,各个控制系统是通过动态耦合方式来快速响应的。
这种模式还可向更高级别扩展,氧气的大小作为后续装置对合成气需求的函数,以最大容许的变化速度设定气化炉的负荷。
2) 合成气需求量的控制模式:
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在该模式下,去下游装置管道中合成气的流量或压力控制湿法洗涤部分的下游控制阀,而洗涤工段的压力反过来控制气化炉负荷。而且,气化炉负荷受下游装置产品需求前馈信号的控制。与气体产量模式一样,该控制模式要求下游装置、气化炉和ASU之间设立一定的自动匹配关系。气化炉的合成气的气量在本模式下不是恒定的,会出现一定的波动。
3) 低负荷脱扣(负荷限制):
设计低负荷脱扣保护,当发生异常事件时自动降低气化炉负荷,用户或者设备的负荷降低要求可以根据需要加入到脱扣保护中。
在下列情况下会发生减负荷脱扣:
任一给煤罐出现低粉煤料位,负荷减到60%
一个烧嘴跳车,负荷减到90%
二个烧嘴跳车,负荷减到60%
如果故障消除,操作人员可通过复位开关恢复正常运行。
4) 开车:
开车时,气化炉切换到气体产量控制模式。当气化炉的生产和下游设备趋于平衡时,可以切换到负荷跟踪控制模式。
开车期间负荷受气化炉或各烧嘴负荷曲线控制(氧气流量作为气化炉压力的函数),操作人员决定什么时候由烧嘴控制模式切换到气化炉负荷控制模式(通常是在四个烧嘴开起来之后),切换通过设置切换开关(如HS-1)实现。
从这一时点开始,如果设定值在允许操作范围内,气化炉负荷控制器
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33HC-3300将开始控制。该控制器配备变速限制器, 使负荷沿一定梯度变化(增大负荷时比降低负荷时的梯度小)。当操作人员重新调整设定点后,气化炉按新设定点操作运行。
空分单元(ASU)必须随需氧量的变化而变化,如果空分单元(ASU)不能跟上需氧量变化,会打乱气化炉的负荷增加斜率,所以气化炉负荷信号和氧气产量信号应互为参考比较。
在开车/停车(和脱扣)期间气化单元的需氧量发生“瞬时”变化,要求供氧总管压力漂移不超过2bar ,这样对空分/气化的氧气系统提出了更严格的控制要求。
5) 斜波发生器改变负荷:
在气体产量控制模式下,本模块沿着固定的梯度改变负荷的设定点,(升负荷和降负荷的梯度是不同的),当操作人员重新调整设定点时,气化炉将平稳地移到新的设定点,空分必须满足对氧需求的变化,如果空分不能迅速适应这一变化,气化炉的上升斜波应该被中止。因此,气化炉负荷和氧气产量的信号可以互为参照。
6) 气化炉的负荷调节范围及负荷调节速率:
气化炉的负荷调节范围:50%~120%
负荷调节速率:在5%/min的范围变化
3.2.3 气体组分控制(33QC-3300)
气体的组分受两种因素影响,氧/煤比和氧/蒸汽比,后者由操作人员设定,且
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正常情况下四个烧嘴都是同样的:
氧/煤比可以以下四种方式控制:
通过CO2分析仪控制器自动控制氧煤比。
通过CH4分析仪控制器自动控制氧煤比。
当分析仪发生故障时,手动调整氧煤比。
自动地设定氧煤比值,这只应用于开车阶段。
通常四个烧嘴氧/煤比调节信号是相同的,但也可对单个烧嘴进行微调。
1) CO2(或CH4)浓度控制:
通常是通过CO2(CH4与CO2控制相同)调节器来达到所期望的氧碳比,CO2的给定值有两种方式设定。第一种采用预设程序设定,即在“CO2含量--负荷(O2流量)”曲线基础上,同时满足最大和最小限值条件下给出设定点。第二种由操作人员直接输入设定。控制器在“串级控制”状态下,采用预设程序的设定点,这时CO2浓度不是固定值,是气化炉负荷(根据煤种)的函数。当控制器处于自动状态时,采用人工输入的CO2设定值。
煤的特性可通过相应的试验给出,但要在最初开车或引入新煤种时进行修正。对于运行过程中出现的偏移,操作人员可以通过K-1的输入值来调整CO2/负荷曲线。对于低质煤用CH4而不是用CO2来控制。CH4控制也可当CO2分析/控制器出现故障时使用。
2) 开车期间气体成分控制:
开车期间,在分析仪有典型结果之前,CO2控制器并不使用,因而不能自动
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控制氧/碳比。氧/碳比的值作为开车过程(例如烧嘴总负荷)的函数计算结果输入到控制中,操作人员也可通过K-3调整该值,当所有调节都失效或者故障时,可直接手动设定O/C值。当出现有效的CO2值后,操作人员将HS-2切换到HC-1, HC-1切到“自动”(auto),设置CO2设定点,经过一段时间调整,最终将HC-1切到“串级控制”(cascade)模式,使用“CO2曲线控制”方式。
3.2.4 气化炉压力控制(36PC-0002)
1) 正常操作时,调节阀(36PV-0004)的压力控制:
在所有的操作模式中,气化炉的压力取决于下游湿洗工段压力,它直接由合成气出口阀和整个系统压降控制,因此气化炉的自身压力不是直接被控制的,在气体产量控制模式时,此阀直接由36PRCSA-0004的设定值进行调节。
2) 正常操作时,火炬阀(36PV-0003)的压力控制:
当去下游的合成气切断阀(36XV-0008)打开且36PV-0004处于自动控制时,压力控制器36PRCSA-0003获得一个2bar的偏差,关闭火炬阀(36PV-0003)。正常情况下,该火炬阀也是压力波动较大时的保护手段。
3) 开、停车模式下,火炬阀的压力控制(36PC-0003):
在开、停车模式下,气化炉和下游装置间的隔离阀和控制阀是关闭的,气化炉内的压力由火炬阀间接控制,在气化炉升压期间,压力控制器的设定点受气化炉内实际压力影响,压力以一个预定的速率上升,同时煤烧嘴也相继投入运行,当压力达到正常操作压力时,操作人员通过切换开关把开车模式切换的正常模式,设定点就自动固定了。操作人员也可以通过切换到手动模式,来控制气化炉在较
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低压力下工作。
4) 气化炉的吹扫时,火炬阀的压力控制(36PC-0003):
火炬阀可以用来控制气化炉跳车后N2/CO2气的吹扫。当气化炉跳车后,气化炉必须用N2/CO2气反复进行加压和降压吹扫(程序33KS-0010)。调整压力设定值,使气化炉的吹扫效果最佳,使N2/CO2气的消耗、噪音生成、快速开车和重新开车等方面得到优化。设定点的给定值根据不同的操作阶段来设置。
3.2.5 煤烧嘴控制(1#-4#煤烧嘴):
此部分的描述针对的是1#烧嘴,通常,四个烧嘴的控制是一样的。烧嘴由气化炉的负荷(33HC-3300)和氧/碳比(33QC-3300)控制系统进行控制。四个烧嘴负荷平衡分布,粉煤与氧气加入蒸汽发生部分燃烧,这一过程经过严格控制。氧碳比波动必须维持在2%的范围内,以保证适当的气化炉操作温度,这对气化炉内融渣的粘性控制非常关键,气化炉操作温度合适时,膜式水冷壁上形成一层渣层,该渣层对下面的金属/耐火层起保护作用。渣层的厚度保持稳定平衡,熔渣就顺着气化炉膜壁流入渣池。如果温度升得太快,熔渣粘度就会下降,保护层也会因此而变薄,反之亦然。该保护过程本身也耗热,因此,允许系统在一段时间内发生适度的O/C比失调,可以在这段时间根据气体成分曲线来校正氧碳比。粉煤流量的控制是质量流量的控制,没有煤质功能的控制,如灰分等。给料仓送出煤粉由N2/CO2驱动,N2/CO2沿给煤管路喷入,帮助流化的煤进入烧嘴,并控制煤悬浮速度。在开车和停车时,粉煤可以循环到煤粉储仓(V-3201A),向返回给煤系统的循环管注入N2/CO2,N2/CO2为压力控制,确保在此期间烧嘴上游管道压力高
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于气化炉压力。
通过成分控制器(33QC-3300),氧气流量可设定煤的流量,并根据温度和压力进行校正。同时,氧气流量和H2O/O2比控制器一起可控制蒸汽流量。
1) 粉煤流量控制(33FIC-0101):
煤的质量流量由煤的悬浮流速和煤的悬浮密度计算得出,后者由辐射测量并参考N2/CO2气输送密度测出。流量控制器作用到控制阀33FV-0101上,控制器的设定点来源氧气控制系统,方法是选择两个信号中的高者:O2 设定点或O2 流量。这样,当减负荷时煤流量就会随氧流量的变化而变化,避免气化炉内温度的较大的波动。氧/碳比由成分(CO2或CH4)控制器控制。各煤烧嘴的氧/碳比可通过输入一个可变系数分别调节。煤烧嘴启动前,粉煤的流量控制器设定在预定值,是气化炉压力的函数。
2) 悬浮煤的速度控制(33FIC-0102):
煤悬浮速度由速度控制器33SIC-0101(主)和N2/CO2气流量控制器33FIC-0102(从)串级调节,从属控制器33FIC-0102必须能在较宽的N2/CO2差压范围运行,因为气化炉压力在开车压力和正常操作压力之间变化,而N2/CO2气压力和流量是稳定的。速度控制器设定点作为负荷的函数,用这种方法可减小高负荷时对设备的磨损,确保低负荷时维持最小送煤速度。
3) 氧流量控制(33FC-0103):
氧流量通过主/副控制器控制,主控制器是气化炉的负荷控制(33HC-3300),
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副控制器是氧流量控制器(33FC-0103)。在开车过程中氧流量必须很快建立,先根据气化炉压力,手动将阀门打开到一定开度,然后打开下游的截止阀。几秒钟后建立流量控制,几分钟后建立串级控制,原则上负荷会均匀地向四个烧嘴分配,但可以对单个烧嘴进行微调(调节范围根据压力在允许最大/最小负荷限值之间)。如果一个(或几个)烧嘴切换到手动负荷控制,这个烧嘴未使用的氧气会均匀分配到其它仍在自动控制模式的烧嘴上。
4) 蒸汽流量控制(33FC-0104):
蒸汽流量是主/副比例控制,主控制器是氧气流量控制器,从控制器是蒸汽流量控制器。比例控制对所有烧嘴都是一样的,不过可将某一烧嘴蒸汽流量控制阀切换到手动进行微调。
3.2.6 气化炉减温水控制
气化炉膛内产生的1400℃左右的高温煤气在炉膛上部被喷入的减温水激冷至800℃左右,用来固化和冷却融态的灰渣,生成非粘性的飞灰颗粒,使得固化的飞灰进入气化炉传导段后不能聚集而减小煤气通道。减温水的控制采取保持水压分段投入,减温水的压力保持不变,通过喷嘴投入的多少来控制喷水量。气化炉启动时减温水喷嘴不喷水,用高压N2/CO2来保护喷嘴;当气化炉温度33TI-0053A/B/C到达设定值时依次投入4组(每组为2只对称布置)喷嘴,满负荷时4组喷嘴全部投入。详细过程见33US-0050及33KS-0050。
1) 33LICA-0065气化炉减温水缓冲罐液位控制:
本控制回路调节减温水缓冲罐的液位,通过调节阀33FV-0050控制液位在正
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常范围内。
2) 33US-0050/33KS-0050气化炉减温水喷嘴自动投入:
当气化炉上部合成气温度33TI-0053A/B/C超过高限值850℃时投入第一组喷嘴A-3310A和A-3310E;当温度再次达到高限值850℃时投入第二组喷嘴A-3310C和A-3310G,以此类推投入第三组喷嘴A-3310B和A-3310F和第四组喷嘴A-3310D和A-3310H,此时减温水喷嘴全部投入。反之,当气化炉上部合成气温度33TI-0053A/B/C小于低限值650℃时,依次关闭一组减温水喷嘴直至四组全部退出。
3.2.7 其它的控制和开关功能
1) 33LIC-0040/33FFYC-0146:
这是一个标准的汽包水位的三冲量控制,即根据汽包液位(33LIC-0040)、锅炉补水的流量、蒸汽产量(33FIR-0050)来控制锅炉给水流量(33FFYC-0146)。另外,如果汽包水位超过一定值时33LV-0040和33XV-0042将打开排放多余的水,在气化炉的预热过程中,这种操作始终处于运行状态。
2) 33PICA-0040:
这是气化炉中压蒸汽压力控制器,通常用它调节蒸汽送出管上的控制阀33PV-0040A。开车期间它控制放空管上的阀门33PV-0040B。本控制器设定点在开车期间会自动上升到期望的操作值,此时必须控制压力上升速度,以满足汽包加热速度设计限值(应力)和蒸汽送出管出口设计限值。
3) 33FIC-0040:
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这是一个蒸汽流量控制回路,用于预热过程。根据情况,确定是否在汽包和供汽之间差压(预热蒸汽流量)过低时设定自动停车以及关断33XV-0041,截止阀33XV-0041也可根据需要用手动操作阀取代。
4) 33TIRCA-0002:
该控制回路调节通过氧气预热器E-3301的中压蒸汽的流量,因此调节供氧温度,设定温度是180℃。
5) 33PC-0011A/B, V-3306的压力控制:
V-3306保持操作压力是通过33PC-0011A/B加减N2进行,即用A控制器加氮,B控制器排放多余的N2/CO2(设定值比A控制器高1bar)。
6) 33TC-0007调和水温度控制:
调和水温度通过蒸汽预热器E-3308恒定保持在210℃,调和水的温度控制是通过33TC-0007调整冷凝液的排放来实现的。
7) 给V-3306充水逻辑33US-0004:
V3306补水是通过开、关阀门33XV-0009进行,在33LSL-0002液位低时开,在33LSH-0002液位高时关。
8) 33US-0030调和水循环泵的自动起停:
当总循环水量低于所设定值时,备用泵P-3303A或B就会通过33FISLL-0001自动启动。同样,当某个运行的泵无运行信号时(33GSO-0014A或B)也会自动启动备泵。这些都由泵的逻辑33US-0030进行控制。
9) 33US-0040气化炉中压循环泵的自动起停:
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当总循环水量低于所设定流量时,备用泵(P-3301A,P-3301B,P-3301C有两台泵在运行)将会通过33FISLL-0141A自动启动。同样在当某台泵无运行信号(33GSO-0011A/B/C)时也会自动启动。这些都由泵的33US-0040来处理。
3.3安全保护
工艺主要的安全控制由DCS系统执行(US信号),一些关键信号要通过安全事故逻辑执行(UZ信号)
这些是
(1) 气化炉紧急停车系统(33UZ-0001)
(2) 气化炉氧供应停车系统(33UZ-0002/0003)
(3) 渣池安全系统(33UZ-0004),在某种程度上它会影响气化炉操作。
(4) 开工烧嘴的燃料和氧供应系统(33UZ-0005)
(5) 气化炉逻辑吹扫控制程序(33UZ-0010)
(6) 煤烧嘴的氧和煤供应系统(33UZ-0011)
这些系统所有的输入信号和必要的阀门操作由安全事故逻辑进行监控和控制。一些次重要的阀门的操作也由安全事故逻辑程序启动,但由DCS执行。这些在下表中作了总结,一些逻辑实际上会更复杂,例如,在逻辑中允许开/停某个具体的设备。
功能及编号 输入信号 输出信号
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33UZ-0001/US-0001
气化炉安全保护
33FZLL-0105
33FZLL-0205
33FZLL-0305
33FZLL-0405
33LZLLL-0002
33PZHHH-0068
33PZHH-0065
33GZLL-0006
33TZHH-0026
33TZHH-0027
33TZHH-0028
33TZHH-0029
33TZHH-0030
33TZHH-0031
33TZHH-0032
33LZLL-0040
33FZLL-0141
33TZHHH-0053
33TZHH-0054
33TZHH-0055
通过ESD跳车如下设备:
煤烧嘴
开车烧嘴
点火烧嘴
氧气系统
复置:―气化炉吹扫信号‖
通过DCS起动:
气化炉吹扫程序
氧系统停车程序
煤烧嘴停车程序
开工烧嘴停车程序
点火烧嘴停车程序
如果烧嘴没有停车
复置:
33QC-3300
36PC-0002
另外,―气化炉准备信号‖也被一些别的函数引用。
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气化炉少于两台循环泵在运行
稳定的高压N2/CO2压力太低
33UZ-0002
33UZ-0003
33UZ-0004
36UZ-0001
气化炉没有在吹扫状态并且开工烧嘴或煤烧嘴没有在运行状态
33HZ-3300(紧急停车开关)
33LZLLL-0065
33UZ-0002/US-0002
煤烧嘴氧气系统的安全保护
33UZ-0001
33PdZLL-0007
通过ESD跳车:
煤烧嘴
33UZ-0001
通过DCS关闭:
33XV-0004
33XV-0005
33TV-0002
33XV-0001
33XV-0002
通过DCS打开:
33
33XV-0118
33XV-0128
33XV-0138
33XV-0148
如果开工烧嘴没有在运行状态,则启动氧系统停车程序
33UZ-0003/US-0003
开工烧嘴氧气系统的安全保护
33UZ-0001
33PZL-0027
通过ESD跳车:33UZ-0001。
如果有一个或者多个煤烧嘴在运行则通过DCS启动氧气系统停车程序
33UZ-0004
渣系统安全保护系统
34LZLL-0001
34LZHH-0001
34TZHH-0001
34TZHH-0007
34FZLL-0002
(20分钟以后)
33UZ-0005/US-0005
开工烧嘴的安全保护系统
33UZ-0001
33XZL-0003
33FZLL-0003
33PZL-0032
通过ESD关闭
33XV-0024
33XV-0022
33XV-0023
通过ESD跳车33UZ-0001。
渣系统内其它的动作由
34UZ/US-3400启动
34
33FZLL-0005
33GZH-0061信号没有出现
33PZL-0027
33FZHH-0002
33FZLL-0002
33FFZH-0004
33FFZL-0004
33PZL-0035
33XV-0022/0023/0024打开过以后不再打开状态出现
通过ESD跳车
33UZ-0001
如果没有煤烧嘴在运行,则通过DCS:
打开:33XV-0025
33XV-0026
33XV-0027
关闭:33XV-0003
33FV-0003
复置:33FC-0003
启动开工烧嘴停车程序
33UZ-0006/US-0006
点火烧嘴安全保护系统
33UZ-0001
33PZL-0020
33PZL-0021
33XSH-0001信号没有出现
33XV-0011/0012/0017
打开以后不再打开状态出现
33GZH-0055信号没有出现
通过ESD跳车:
33XV-0001
33XV-0012
通过DCS:
关闭:33XV-0015
33XV-0016
33XV-0017
打开:33XV-0013
33XV-0014
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停止:点火器
起动点火烧嘴停车程序
33US-0008
调和水泵干转保护
33US-0009
V-3306溢流保护
33LSHHH-0002
33LSLLLL-0002
跳车:P-3303A
P-3303B
关闭: 33XV-0010
33XV-0009
33XV-0011
33UZ-0001/US-0010
气化炉吹扫监控逻辑
监控内容:
吹扫步骤
阀门位置
气化炉压力
(33PZ H/PZL-0068)
33UZ-0011/US-0011
1#烧嘴安全保护
33UZ-0001
33UZ-0002
32LZL-0104
33SZL-0103
33DZL-0102
33PDZLL-0122
33PDZLL-0007
33FZHH-0103
通过ESD:
关闭: 33XV-0108
33XV-0110
33XV-0116
33XV-0117(如果仍开着)
通过DCS启动1#烧嘴停车程序。开车时氧气供应阀密封试验未完成前不要给烧嘴点火。
没有跳车功能,但如果因气化炉吹扫步骤没有正常完成,禁止气化炉重新开车(信号输入到33UZ-0001)
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33FZLL-0103
33FZHH-0109
33PDZL-0127
33PDZL-0133
33XV-0117关闭后不再关闭或者32XV-0108/0110或
33XV-0116/0120打开后不再打开。
开车前,通过阀位、密封试验
程序、隔断和排放系统压力,进行氧供应阀的泄漏测试。
33UZ-0012/US-0012
2#煤烧嘴安全保护
33UZ-0013/US-0013
3#煤烧嘴安全保护
33UZ-0014/US-0014
4#煤烧嘴安全保护
33US-0020
逆流保护
33US-0021 33PSL-0019
33PdSL-0010
关闭33XV-0010
33PV-0011A
关闭33XV-0123
同1#烧嘴 同1#烧嘴
同1#烧嘴 同1#烧嘴
同1#烧嘴 同1#烧嘴
37
逆流保护和过热保护
(进1#烧嘴蒸汽)
33US-0022
逆流保护和过热保护
33US-0023
逆流保护和过热保护
33US-0024
逆流保护和过热保护
33US-0029
过热保护
33US-0031
溢流保护
33US-0032
超压保护
33US-0033
逆流保护
33PdSLL-0131
33TSH-0111
33XV-0124
33FV-0104
同1#烧嘴 同1#烧嘴
同1#烧嘴 同1#烧嘴
同1#烧嘴 同1#烧嘴
33TSH-0008
关:33XV-0007
33LSHH-0005
关:33XV-0032
33PSH-0013
开:33PV-0011B
33PdSL-0036
关:33XV-0025
33XV-0026
38
33US-0034
过热保护
33TSH-0005
关:33XV-0039
3.4控制程序
氧气、点火烧嘴/开工烧嘴/煤烧嘴的起停由相应的顺控程序自动执行。煤烧嘴氧气系统阀门的严密性试验在子程序中进行。在气化炉已经运行,相关的烧嘴稳定燃烧,蒸汽来源正常后,启动蒸汽供应,这是在一个单独程序中进行。这些顺控程序一旦停止或者脱扣,必须有操作人员从一个指定位置重新启动。
顺控程序和故障保护逻辑中的计时器,必须按阀门响应时间和管道尺寸调节好以得到可靠的运行性能。
氧气系统开车程序(33KS0001)
一部分由操作人员启动,一部分由程序启动。
程序步骤:
1) 隔离合成气用户和火炬系统:手动关闭到用户管线上阀门36PV-0004,手动关闭到火炬系统管线上阀门36PV-0003,关闭截止阀36XV-0008,打开合成气放空截止阀36XV-0005/0006,排空气化炉合成气。打开36HV-00012,以设定的流量向湿洗装置下游的喷射器通入蒸汽。
2) 打开去煤烧嘴煤管线N2/CO2吹扫阀33XV-0111/0211/0311/0411,打开去煤烧嘴氧管线上的N2/CO2吹扫阀33XV-0121/0221/0321/0421和33XV-0122/0222/0322/0422。关闭去开工烧嘴的氧供应阀33XV-0003和氧予热器供氧阀33XV-0004/0005。
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3) 关供氧管线预热器下游的放空阀33XV-0006和开工烧嘴进口放空阀33XV-0028
4) 打开氧气主进口TSO阀的旁路阀33XV-0002
5) 如果TSO阀前后的低压差33PdSL-0002建立,则打开主要的TSO阀33XV-0001
6) 打开去开工烧嘴的氧气阀33XV-0003,然后去第7步.
7) 停留步,程序到了这一步开工烧嘴可以启动了,从这一步起开始程序控制。如果开工烧嘴脱扣,复位后程序会从这一步重新开始。
8) 如果开工烧嘴运行了,关闭煤烧嘴氧管线上的放空阀33XV-0115/0215/0315/0415和33XV-0118/0218/0318/0418
9) 开启氧气换热器出口的旁路阀33XV-0005
10) 如果在TSO阀两侧的低压差33PdSL-0006建立,则打开33XV-0004阀。
11) 启动煤烧嘴氧气系统的泄漏试验程序(33KS-0031等)
注:到该步骤时,程序暂停,当第二台煤烧嘴启动后此程序结束。
12) 如果第二个煤烧嘴启动,将氧气预热器循环水控制阀33TV-0002从手动转到自动,进行下一步骤
13) 检查各阀门位置,如果正确,执行第14步
14) 程序处于“运行操作”状态。
氧气系统停车程序(33KS-0001)
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由操作人员或气化炉停车程序启动,后者通过氧气系统安全保护系统(33UZ-0002/0003)触发。
程序步骤:
100)关闭所有氧气供应阀33XV-0001/0002/0003/0004/0005,并停氧气预热器(关阀33TV-0002)
101)打开氧气管线上的放空阀(33XV-0028,33XV-0115/0215/0315/0415和33XV-0006)
102)检查阀门位置,如确认,进行103步
103)氧气系统处于停车位置。
点火烧嘴启、停程序(33KS-0002)
启动程序步骤:
由操作操作人员启动。
1) 检查确认初始条件:气化炉吹扫完成信号出现;压力低信号33PSLL-0068出现;开工烧嘴氧气管线有压力信号33PSH-0031出现;煤烧嘴冷却水系统处于运行状态(33FSLL-0001信号没有出现);湿洗单元下游通大气的阀门 (36XV-0005/0006)处开启状态,去用户/火炬的控制阀36PV-0004/0003关,截止阀36XV-0008关,煤烧嘴的隔离阀(33XV-0120/0220/0320/0420)关,煤给料截止阀(33XV-0110/0210/0310/0410)关,氧气和汽油去开工烧嘴阀(33XV-0023/0024)关,也就是煤烧嘴和开工烧嘴已关闭.
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2) 打开截止阀33XV-0018/0019,解开插入装置的锁定
3) 快速插入烧嘴
4) 低速插入烧嘴(两种速度用在不同的插入阶段)
5) 锁定插入的烧嘴
6) 启动点火烧嘴吹扫,打开33XV-0013/14并启动“吹扫检查逻辑” ;
7) 如果吹扫完成,打开主燃料阀,并关吹扫阀(33XV-0013/14)
8) 启动点火烧嘴点火器和它的检查逻辑(33UZ-0006C)
9) 打开燃料阀33XV-0011/0012和空气阀33XV-0015/0016并启动试验点火时间逻辑程序
10) 检查阀门打开状态
11) 如果出现火检信号33XSH-0001,关闭点火器
12) 如果点火器停止,到13步
13) 显示“点火烧嘴处于运行位置”。
如果在点火时间内步骤9,10,11没有执行,关闭燃料和空气阀,程序回到第5步插入状态,并从第6步开始执行。
停止程序步骤
通常在开工烧嘴走完“点火时段”后启动,它属于开车程序中的一部分,但也可由操作人员启动。
100) 关闭空气和燃料阀,如果点火器在操作状态下关闭点火器
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101)
102)
103)
104)
105)
106)
107)
108)
打开吹扫阀
启动“吹扫逻辑”
如果吹扫完成,解开烧嘴的锁定,关闭吹扫阀
快速退出烧嘴
慢速退出烧嘴
锁定已收回的烧嘴
关进气化炉的隔离阀
检查阀门位置,应符合点火烧嘴“停车”状态,并继续执行。
开工烧嘴开、停车程序(33KS-0003)
开车程序步骤
由操作人员启动
1) 检查启动条件:气化炉已经吹扫信号出现,煤烧嘴冷却器处于运行状态(33FSL-0105/0205/0305/0405信号没出现),渣池和湿洗水循环处于运行状态 (34FSLL-0002和36FSL-0005信号没有出现), 去煤烧嘴的供氧供煤阀关闭(33GSL-0110/0210/0310/0410/0120/0220/0320/0420信号出现),有吹扫N2/CO2 (33GSH-0111/0121/0122信号出现),放空管线的阀门打开,氧气系统处于可用状态33KS-0001执行完毕。
2) 启动开工烧嘴冷却水循环 (33FV-0005 “auto”),把油控制器(33FC-0003)
切换到“正常操作”
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3) 将柴油循环压力控制切换到自动(33PIC-0026),启动柴油泵(P-3306)
4) 并打开进气化炉截止阀33XV-0020/0021,解除烧嘴的锁定
5) 高速启动插入装置, 开启火焰监视器吹扫阀门33XV-0030/0031
6) 以低速完成开工烧嘴的插入
7) 将烧嘴锁定在插入位置
8) 启动氧气管线吹扫阀33XV-0027和柴油管线吹扫阀33XV-0025/0026
9) 当N2/CO2吹扫完成,点火烧嘴处于工作状态(33XSH-0001),氧气处于可用(33PSH-0031信号出现),启动开工烧嘴点火,同时关闭氧气管线第二个放空阀(33XV-0029)并将柴油控制阀33FV-0003手动放置到预定开度
10) 打开柴油管线截止阀(33XV-0024)
11) 关闭柴油管线的氮吹扫阀(33XV-0025/0026),并打开氧气管线的第一个截止阀
12) 打开氧管线上的最终截止阀(33XV-0023)
13) 关闭N2/CO2吹扫阀(33XV-0027)
14) 当“点火时间”走完后:脱扣点火烧嘴,并通过火检器检查(火焰,如果有火焰,将柴油控制器切换到自动,然后启动氧气比例控制
15) 关闭洗涤单元下游蒸汽喷射器,即关36HV-0012, 开始气化炉环型空间吹扫,即将33HV-0008打开到预定条件。
16) 一旦下游湿洗系统氧含量(36QSL-0002)小于0.5%V超过一分钟,将火炬的压力控制阀(36PV-0003)从手动切换到自动,设定值为0.1Mpa,将高压煤给
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料仓由压力控制器切换到与气化炉压力成比例控制.
17) 在半小时内将压力控制器36PIC-0002的设定点从0提升到0.1Mpa,关闭去放空管线的截止阀(36XV-0005/0006)。
18) 从33KS-0001启动煤烧嘴氧气密封试验,最后,如果所有的条件被满足,开工烧嘴处于正常工作状态。
停车程序步骤
由“两个烧嘴在运行”启动,是开车的程序的一部分,如有需要,可由操作人员启动(注:如果第一台煤烧嘴处于工作状态,开工烧嘴的跳车将不再引发气化炉跳车)
100) 打开供氧和轻油管线上的N2/CO2吹扫阀33XV-0027,33XV-0025/0026
101) 关闭供氧截止阀(33XV-0022/0023),关闭供油管线上的截止阀(33XV-0024)和控制阀(33FV-0003)
102) 打开供氧管线上放空阀(33XV-0028/0029),开始N2/CO2吹扫
103) 吹扫时间终止后,关N2/CO2吹扫阀(关33XV-0025/0026/0027/0030/0031),并解除烧嘴的锁定.
104) 快速地收回烧嘴
105) 以较低速度完全收回烧嘴
106) 锁定已收回的烧嘴
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107) 关进气化炉的截止阀(33XV-0020/0021)
108) 将冷却水循环切换到旁路状态(关闭33FV-0005),并停轻油泵(P-3306)
109) 关控制阀(33PV-0026),当所有的条件满足后, 移到110步“开工烧嘴的停车状态”
煤烧嘴开车程序(33KS-0011到33KS-0014)
程序步骤:
由操作人员启动
1) 检查煤供应管线上的关键阀门(33XV-0107/0108/0110/0112)是否处于正确关闭位置.如果正确,将煤控制器(33FC-0103)和氧控制器(33FC-0103)设定到合适位置.
2) 关在输煤循环管线上加N2/CO2的压力控制阀33PV-0103
3) 合理设定N2/CO2输送控制器(33FC-0102)组态,关闭33FV-0101(煤流量)和33FV-0102(N2/CO2流量)
4) 将33FV-0101,33FV-0102设定到预设定值
5) 打开33XV-0113(三通截止阀下游循环管线上的截止阀)
6) 如果33XV-0113打开了,且33FSL-0102(N2/CO2流量)高于最小值,切换33PV-0103到自动控制(调整N2/CO2流量并将压力调整到略高于气化炉压力)
7) 开煤给料仓下面的截止阀33XV-0107
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8) 将33FV-0102切换到自动
9) 将33FV-0101切换到自动
10) 将33FC-0102切换到级联控制
步骤8、9、10会调出合适煤的再循环流量,当从再循环切换到烧嘴时,根据气化炉压力,能使烧嘴得到一个合理的条件。
1) 此时系统处于“等待位置”,在下一步之前,操作人员应检查所有开车条件,包括完成所有烧嘴的氧气阀泄漏试验。
2) 本步骤正式启动烧嘴。如果以下条件满足,将随着蒸汽去氧管线排放阀33XV-0125的关闭而开始
a) 煤给料仓处于压差控制(32PdIC-0128)
b) 烧嘴冷却水流量处于不低状态(33FSL-0105)
c) 气化炉准备就绪且点火烧嘴退出 (33KS-0002在第109步)
d) 气化炉减温水正常
e) 开工烧嘴或别的煤烧嘴处于运行
f) N2/CO2吹扫流量不低(33FSL-0106)
g) 烧嘴冷却水正常(33FSH-0105)
3) 如果烧嘴泄漏测试完成,关闭33FV-0103.
4) 开33XV-0117(氧截止阀旁路)
5) 如果压差低(33PdSL-0122),开33XV-0116(氧主截止阀)
6) 关33XV-0117,开33XV-0110(煤烧嘴前煤粉截止阀),将33FV-0103切换
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到启动位置, 阀位根据气化炉压力决定
7) 打开33XV-0108(三通阀)并关闭33PV-0103
8) 如果阀前后压差正常(33PdSH-0126),开33XV-0120(氧进烧嘴最后截止阀)
9) 切换 33FC-0103到运行位置
10) 关吹扫阀33XV-0111/0121/0122并将33FC-0101切换到运行状态.
11) 切换 33FC-0103到―级联‖位置
12) 关33XV-0113(在煤三通阀下面循环管线上的截止阀)
13) 开33XV-0112(循环管线的N2/CO2吹扫)
14) 两分钟后关33XV-0112
15) 检查各阀门位置,如果正常则调到下一步表明1#烧嘴处于运行状态.
煤烧嘴停车程序(33KS-0011到33KS-0014)
由操作人员启动(通过气化炉停车或个别烧嘴停车)或“气化炉允许开车”信号丢失(33UZ-0001联锁)
程序步骤:
100) 停止蒸汽注入煤烧嘴
101) 启动N2/CO2注入到氧气和给煤管线(33XV-0111/0121/0122),关氧气及给煤管线上的截止阀(33XV-0107/0108/0110/0116/0117/0120),关氧气管线上的流量控制阀(33FV-0103)和给煤管线的N2/CO2供应压力控制阀(33PV-0103),将煤流量控制阀(33FV-0101)和输送N2/CO2流量控
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制阀(33FV-0102)转换至手动位置。
102) 打开至煤循环管线的截止阀(33XV-0113)
103) 全开煤流量控制阀
104) 全开输送N2/CO2流量控制阀
105) 等待1分钟
106) 关闭至煤循环管线的截止阀(33XV-0113),开启煤循环管线的吹扫阀(33XV-0112)
107) 1分钟后关闭吹扫阀
108) 关闭煤流量控制阀和输送N2/CO2流量控制阀
109) 检查阀门位置,如果确认,进行第110步,烧嘴处于停车位置。
烧嘴氧管线泄漏试验程序(33KS-0031至33KS-0034)
在开工烧嘴点火后,通过供氧系统程序启动,启动步骤:
1) 通过33KS-0001(或手动)启动,确认33KS-0001已启动,并且确认各阀门的位置
2) 打开33XV-0118放空阀,如果有压力可起泄压作用
3) 如果压力低(33PSLL-0121出现),关放空阀
4) 检查是否有加压迹象
5) 如果正常,打开旁路阀(33XV-0117),对双截止阀的阀间的管线进行加压。
6) 如果压力高(33PSHH-0121出现),关旁路阀(33XV-0117)。
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