【技术实现步骤摘要】
煤加氢气化安全监控系统及其监控方法
：本专利技术涉及煤粉加氢气化领域，尤其涉及煤加氢气化安全监控系统及其监控方法。
技术介绍
：煤加氢气化是煤气化的一种，指使原煤粉与含氢反应气体在高温、高压条件下(800℃～1000℃，3MPa～8MPa)反应生成富含甲烷的气体以及轻质油品的过程。与传统的煤气化相比，煤加氢气化具有工艺简单、热效率高、污染小的特点，因而受到广泛地关注。但是，在煤加氢气化的过程中，操作压力为7.0MPa，操作温度在800～870℃，且介质中含有大量CO、H2等易燃易爆气体，生产过程中若发生泄漏、超温、超压等情况，必会导致危害设备、火灾、爆炸等严重后果，其中一氧化碳还会造成人员中毒。由于加氢气化反应需要在较高温度下才能触发反应的发生，若存在反应异常情况会无法维持继续反应的温度条件，导致恶性后果；且原料压力低时，还会导致气化炉里物料倒串引起火灾爆炸。结合煤加氢气化工艺预测风险、并设计相适应的详细安全仪表控制系统，是防止危险事故发生的关键。然而，由于煤加氢气化技术工艺条件极为苛刻，故目前该技术仍处于试验、模拟仿真阶段...
【技术保护点】
1.煤加氢气化安全监控系统，其特征在于，包括煤加氢气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；/n所述检测机构与所述PLC控制器通过有线或无线方式进行连接；所述检测机构用于检测所述煤加氢气化装置的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据，并将检测到的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据传输给所述PLC控制器；/n所述PLC控制器与所述执行机构通过有线或无线方式进行连接，所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据进行分析，并控制所述执行机构执行动作。/n
【技术特征摘要】
1.煤加氢气化安全监控系统，其特征在于，包括煤加氢气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；
所述检测机构与所述PLC控制器通过有线或无线方式进行连接；所述检测机构用于检测所述煤加氢气化装置的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据，并将检测到的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据传输给所述PLC控制器；
所述PLC控制器与所述执行机构通过有线或无线方式进行连接，所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据进行分析，并控制所述执行机构执行动作。
2.根据权利要求1所述的煤加氢气化安全监控系统，其特征在于，所述煤加氢气化装置包括高压煤斗、氢气加热炉、氧气源、加氢气化炉、半焦冷却流化床、半焦储罐、半焦流化床汽包、旋风除尘器、废锅、废锅汽包、过滤器、氢气源、二级氢气加热器、高压氮气源、置换煤粉管线以及置换氧气管线；
所述高压煤斗的出料口通过煤粉管线与所述加氢气化炉的工艺烧嘴进料口连通，所述氢气加热炉的出气口通过氢气管线与靠近所述高压煤斗的所述煤粉管线连通，所述氧气源的出气口通过氧气管线与靠近所述氢气加热炉的所述煤粉管线连通；
所述加氢气化炉的半焦出口通过半焦管线与所述半焦冷却流化床的半焦入口连通，所述半焦冷却流化床的半焦出口通过半焦储存管线与所述半焦储罐的入口连通，所述半焦冷却流化床的蒸汽出口通过蒸汽管线与所述半焦流化床汽包的蒸汽入口连通，所述半焦流化床汽包的出水口通过给水管线与所述半焦冷却流化床的进水口连通；
所述加氢气化炉的粗煤气出口通过粗煤气管线与所述旋风除尘器的进口连通，所述旋风除尘器的出口通过管线与所述废锅的进气口连通，所述废锅的蒸汽出口通过管线与所述废锅汽包的蒸汽入口连通，所述废锅汽包的出水口通过管线与所述废锅的进水口连通，所述废锅的出气口通过去过滤器管线与所述过滤器的进气口连通，所述过滤器的出气口通过管线与所述二级氢气加热器的热介质进口连通，所述二级氢气加热器的热介质出口通过管线与粗煤气储罐连通；所述氢气源的出气口通过管线与所述二级氢气加热器的冷介质进口连通，所述二级氢气加热器的冷介质出口通过管线与所述氢气加热炉的进气口连通；
所述高压氮气源的出气口分两路，一路通过管线与所述置换煤粉管线的进气口连通，另一路通过管线与所述置换氧气管线的进气口连通；
所述置换煤粉管线的出气口分两路分别与煤粉管线氮塞管线和煤粉管线小流量氮吹管线的进气口连通，所述煤粉管线氮塞管线的出气口分两路分别与置于所述执行机构的煤粉上游切断阀和所述执行机构的煤粉下游切断阀之间的所述煤粉管线以及置于所述煤粉下游切断阀和所述执行机构的进喷嘴煤粉上游切断阀之间的所述煤粉管线连通；所述煤粉管线小流量氮吹管线的出气口分两路分别与置于所述煤粉下游切断阀和所述进喷嘴煤粉上游切断阀之间的所述煤粉管线以及置于所述进喷嘴煤粉上游切断阀和所述执行机构的进喷嘴煤粉下游切断阀之间的所述煤粉管线连通；
在所述煤粉管线氮塞管线上设有煤粉管线氮塞阀，在所述煤粉管线小流量氮吹管线上设有煤粉管线小流量氮吹阀，在所述置换煤粉管线上设有进煤粉管线氮气上游切断阀；
所述置换氧气管线的出气口分三路分别与氧气管线氮塞管线、氧气管线氮气吹扫管线、氧气管线小流量氮吹管线的进气口连通，所述氧气管线氮塞管线的出气口与置于所述氧气上游切断阀和所述氧气下游切断阀之间的所述氧气管线连通，所述氧气管线氮气吹扫管线的出气口和所述氧气管线小流量氮吹管线的出气口均与所述氧气下游切断阀下游的所述氧气管线连通，且所述氧气管线小流量氮吹管线的出气口位于所述氧气管线氮气吹扫管线的出气口的下游。
3.根据权利要求2所述的煤加氢气化安全监控系统，其特征在于，所述检测机构包括设于所述粗煤气管线上的至少一个第一温度测量装置和至少一个第一压力测量装置，设于所述氢气管线上的至少一个第二温度测量装置，设于所述去过滤器管线上的至少一个第三温度测量装置，设于所述氧气管线上的至少一个第二压力测量装置，设于所述二级氢气加热器冷介质出口管线上的至少一个第三压力测量装置，设于所述半焦流化床汽包内的第四压力测量装置，设于所述二级氢气加热器冷介质进口管线上的至少一个第一测流装置，设于所述给水管线上的至少一个第二测流装置，设于半焦流化床汽包蒸汽出口管线上的第三测流装置，设于所述半焦流化床汽包内的至少一个第一液位测量装置，设于所述废锅汽包内的至少一个第二液位测量装置，以及设于所述过滤器内的至少一个压差测量装置；
所述第一温度测量装置、所述第二温度测量装置、所述第三温度测量装置、所述第一压力测量装置、所述第二压力测量装置、所述第三压力测量装置、所述第四压力测量装置、所述第一测流装置、所述第二测流装置、所述第三测流装置、所述第一液位测量装置、所述第二液位测量装置以及所述压差测量装置均与所述PLC控制器的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的煤加氢气化安全监控系统，其特征在于，所述第一温度测量装置、所述第二温度测量装置、所述第三温度测量装置、所述第一压力测量装置、所述第二压力测量装置、所述第三压力测量装置、所述第一测流装置、所述第二测流装置、所述第一液位测量装置、所述第二液位测量装置以及所述压差测量装置的数量均为3个。
5.根据权利要求4所述的煤加氢气化安全监控系统，其特征在于，所述第一温度测量装置、所述第二温度测量装置和所述第三温度测量装置均为温度传感器，所述第一压力测量装置、所述第二压力测量装置、所述第三压力测量装置和所述第四压力测量装置均为压力传感器，所述第一测流装置、所述第二测流装置和所述第三测流装置均为流速传感器，所述压差测量装置为压差传感器。
6.根据权利要求2所述的煤加氢气化安全监控系统，其特征在于，所述执行机构包括设于靠近所述高压煤斗的所述煤粉管线上的煤粉上游切断阀和煤粉下游切断阀，设于靠近所述加氢气化炉的所述煤粉管线上的进喷嘴煤粉上游切断阀和进喷嘴煤粉下游切断阀，设于所述氢气管线上的煤粉输送气切断阀和煤粉输送风流量调节阀，设于所述氧气管线上的氧气上游切断阀、氧气下游切断阀以及氧气流量调节阀，设于所述氧气管线氮塞管线上的氧气管线氮塞阀，设于所述氧气管线氮气吹扫管线上的氧气管线氮气吹扫阀，以及设于所述氧气管线小流量氮吹管线上的氧气管线小流量氮吹阀；
所述煤粉输送风流量调节阀位于所述煤粉输送气切断阀的下游，所述氧气流量调节阀位于所述氧气上游切断阀的上游，所述氧气上游切断阀位于所述氧气下游切断阀的上游，所述煤粉上游切断阀位于所述煤粉下游切断阀的上游；
所述煤粉上游切断阀、所述煤粉下游切断阀、所述进喷嘴煤粉上游切断阀、所述进喷嘴煤粉下游切断阀、所述煤粉输送气切断阀、所述煤粉输送风流量调节阀、所述氧气上游切断阀、所述氧气下游切断阀、所述氧气流量调节阀、所述煤粉管线氮塞阀、所述煤粉管线小流量氮吹阀、所述进煤粉管线氮气上游切断阀、所述氧气管线氮塞阀、所述氧气管线氮气吹扫阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：晁澄，曹晶，田洋洋，李美喜，王凤彬，
申请(专利权)人：新能能源有限公司，浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15
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