一种粉煤气化炉安全逻辑控制方法技术

一种粉煤气化炉安全逻辑控制方法，用于粉煤水冷壁气化炉安全运行的逻辑控制。包括以下控制步骤：运行、复位、氧气放空、点火、煤粉运行、气化炉停车。本发明专利技术能实现开车顺序控制，当过程变量越限，机械设备的故障，系统本身故障或能源中断时，安全逻辑控制系统能自动、必要时可手动地完成预先设定的动作。同时为了确保系统的安全性和可用性，特将系统内传感器的冗余结构设置为三取二逻辑，并设计有可根据生产实践需求调整的延时投用联锁和延时跳车保护功能。本发明专利技术在粉煤水冷壁气化装置中，实现了工艺流程逻辑控制核心，即点火阶段，氧气不能先于燃料气进入气化炉；投煤阶段，大流量的氧气不能先于煤粉进入气化炉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于粉煤水冷壁气化炉安全运行的逻辑控制系统，尤其 涉及。
技术介绍
气流床煤气化是当今国际上最先进的煤气化技术，以粉煤为原料、冷壁 型气化炉为特点的气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳 转化率高、冷煤气效率高等技术优势，有更强的市场竞争力。目前我国正在 建设和已经签约的十多个此种气化技术项目都是引进国外技术，自主研发的 粉煤水冷壁技术已经完成中试，作为气化炉的控制核心--粉煤气化炉安全逻 辑控制系统已经实践检验完全满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用可编程序控制器(PLC)设计一种应用于粉 煤水冷壁加压气化制备合成气工艺的安全逻辑控制方法。利用计算机软件将 粉煤水冷壁气化炉开停车步骤等这些连续的操作按照时间上的逻辑顺序编译 成一段程序，由计算机进行工艺条件的判定和连续操作，减少工艺操作人员 的操作次数，以避免因人为操作导致生产的中断甚至是系统的停车。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为，其特征是包括以下控制步骤(1) 运行在启动气化装置以前，按运行按钮，启动气化装置的安全系统；(2) 复位满足复位的条件 氧气切断阔到位；煤粉切断阀、煤粉三通阀关闭到位； 粉煤给料罐压力》0. 5MPa;安全系统氮气压力PI001》6. OMPa; 系统压力《0.4 MPa;上述条件满足后，控制室按下复位按钮，粉煤给料罐下部煤粉切断阀允 许打开，操作人员可以打开煤粉切断阀，建立煤粉循环，氧气流量调节阀和 燃料气流量调节阀的电磁阀附件得电打开，允许集散控制系统DCS作比例积 分微分PID调节操作；(3) 氧气放空安全系统确认煤粉切断阀、煤粉三通阀关闭到位，氧气切断阀关闭到位。 控制室按下氧气放空按钮，氧气放空阀打开，氧气切断阀打开，操作人员在 看到氧气放空阀开到位后，可以通过氧气旁路调节阀，建立氧气放空流量； 也可以通过氧气旁路调节阀调节使氧气放空；在氧气切断阀手动关闭按钮/ 点火按钮按下后，氧气切断阀自动关闭；(4) 点火安全系统确认系统复位完成，确认氧气切断阀、氧气切断阀关闭到位， 煤粉切断阀、煤粉三通阀关闭到位；控制室操作人员将燃料气流量调节阀打 开；控制室按下点火按钮；即时触发氮气吹扫阀打开对氧气管线进行吹扫，自氮气吹扫阀开始开延 时后氮气吹扫阀自动关闭；高能电子点火装置放电，在点火按钮按下后延时，在氮气吹扫结束之前， 点火器开始放电；此时，火焰检测装置应能够检测到火焰信号；高能电子点火装置开始工作，且氮气吹扫阀氮吹阀开到位后，蒸汽切断 阀打开，燃料气送入气化炉；氧气放空阀、氧气切断阀、氧气切断阀配合动作，氧气送入气化炉；当一个氧气切断阀开时，氮塞阀关闭；在氧气切断阀开始动作后，氧气放空阀关闭、氧气切断阀打开均应到位， 否则系统停车；当高能电子点火装置停止放电后，投用火焰检测器火检联锁开关联锁；投用燃料气/氧气比例调节；(5) 煤粉运行 煤粉运行的条件-a. 复位按钮按下；b. 氧气放空阀关到位、氧气切断阀开到位；c. 大流量氧气切断阀关到位； 控制室操作人员将氧气流量调节阀打幵。控制室按下煤粉运行按钮，煤粉切断阀、煤粉三通阀配合动作，煤粉进 入气化炉；煤粉切断阀、煤粉三通阀开到位后延时，打开大流量氧气切断阀， 看到氧气切断阀开到位后，打开氧气流量调节阀，调节增加进入气化炉氧气 流量；流量达到要求时，渐关小流量调节阀直到关闭；控制室按下煤粉运行按钮后，利用该按钮信号的上升沿自动触发解除小 流量氧气流量联锁，自动投用气化炉液位联锁、水冷壁水流量联锁、烧嘴冷 却水流量联锁、气化炉出口温度联锁、气化炉与水冷壁压差联锁；当氧气切断阀开到位后延时投用氧气流量低跳车联锁；煤粉切断阀、煤 粉三通阀开到位后延时投用煤粉流量低联锁；(6) 气化炉停车停车按钮按下或触发停车后，煤粉管线中煤粉切断阀、煤粉三通阀、煤 粉切断阀关闭；氧气管线中氧气切断阀、氧气切断阀、氧气流量调节阀关闭； 蒸汽管线中燃料气切断阀延时关闭；蒸汽管线中切断阀燃料气切断阀可以通 过面板上的燃料气切断阀关按钮随时关闭；系统停车后，开氧气管道吹扫阀吹扫氧气管线，延时后开煤粉管道吹扫 阀对煤粉管线进行吹扫，吹扫后同时关闭；当两个氧气切断阀关闭到位后， 打开氮塞阀；氮气吹扫阀和煤粉管道吹扫阀必须在高压氮气压力PI001大于6. OMPa时 才允许打开。根据所述的粉煤气化炉安全逻辑控制方法，其特征是 所述的步骤(4)点火中即时触发氮气吹扫阀打开对氧气管线进行吹扫，自氮气吹扫阀开始开延时12s后氮气吹扫阀自动关闭；高能电子点火装置放电，在点火按钮按下后延时5秒，在氮气吹扫结束 之前，点火器开始放电，持续放电时间17秒；此时，火焰检测装置应能够检 测到火焰信号；高能电子点火装置开始工作5s，且氮气吹扫阀氮吹阀开到位后，蒸汽切 断阀打开，燃料气送入气化炉；所述的在氧气切断阀幵始动作30秒内，氧气放空阀关闭、氧气切断阀打 开均应到位，否则系统停车；所述的当高能电子点火装置停止放电后，投用火焰检测器火检联锁开关 联锁；火焰检测器共有两只，其联锁信号构成二选二逻辑结构，并设置8秒 钟的跳车延时；所述的步骤(5)煤粉运行中煤粉切断阀、煤粉三通阀8开到位后延时4秒，打开大流量氧气切断阔； 当氧气切断阀开到位后延时120秒投用氧气流量低跳车联锁；煤粉切断 阀、煤粉三通阀开到位后延时30秒投用煤粉流量低联锁； 所述的步骤(6)气化炉停车中 蒸汽管线中燃料气切断阔延时120秒关闭；系统停车后，开氧气管道吹扫阀吹扫氧气管线，延时10秒后开煤粉管 道吹扫阀对煤粉管线进行吹扫，10秒后同时关闭；当两个氧气切断阀(4)、 氧气切断阀关闭到位后，打开氮塞阀。本专利技术安全逻辑控制系统能实现开车顺序控制，当过程变量越限，机械 设备的故障，系统本身故障或能源中断时，安全逻辑控制系统能自动(必要 时可手动)地完成预先设定的动作，使操作人员、工艺装置及环保转入安全 状态。同时为了确保系统的安全性和可用性，特将系统内传感器的冗余结构 设置为三取二逻辑，并设计有可根据生产实践需求调整的延时投用联锁和延 时跳车保护功能。 '本专利技术在粉煤水冷壁气化装置中，利用该安全逻辑系统对逻辑程序采用9循环扫描的工作方式作逻辑判断及控制输出，实现了工艺流程逻辑控制核心，即点火阶段，氧气不能先于燃料气进入气化炉；投煤阶段，大流量的氧气不 能先于煤粉进入气化炉。附图说明图1是本专利技术工艺流程示意图。图2是本专利技术PLC运行、复位及停车点逻辑示意图。图3是本专利技术PLC复位条件确认逻辑示意图。图4是本专利技术PLC煤粉运行逻辑示意图。图5是本专利技术PLC点火逻辑示意图。图6是本专利技术PLC氧气和煤粉切断阀关阀位确认逻辑示意图。图7是本专利技术PLC复位允许阀门动作逻辑示意图。图8是本专利技术PLC氧气放空阀逻辑示意图。图9是本专利技术PLC氮气吹扫阔逻辑示意图。图10是本专利技术PLC点火器逻辑示意图。图11是本专利技术PLC氧气切断阀及氮封阀逻辑示意图。图12是本专利技术PLC氧气切断阀XV001逻辑示意图。图13是本专利技术PLC燃料气切断阀逻辑示意图。图14是本专利技术PLC煤粉切断阀逻辑示意图。附图中1、氧气流量调节阀FV001; 2、氧气切断阀XV001; 3、氧气放空阀XV004; 4、氧气切断阀XV003; 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤气化炉安全逻辑控制方法，其特征是包括以下控制步骤：　（１）运行　在启动气化装置以前，按运行按钮（１９），启动气化装置的安全系统；　（２）复位　满足复位的条件：　氧气切断阀（２）、氧气切断阀（１６）、氧气 切断阀（４）关闭到位；　煤粉切断阀（９）、煤粉三通阀（８）关闭到位；　粉煤给料罐（６）压力≥０．５ＭＰａ；　安全系统氮气压力ＰＩ００１≥６．０ＭＰａ；　系统压力≤０．４ＭＰａ；　上述条件满足后，控制室按下复位按 钮（２８），粉煤给料罐下部煤粉切断阀（７）允许打开，操作人员可以打开煤粉切断阀（７），建立煤粉循环，氧气流量调节阀（１）和燃料气流量调节阀（１１）的电磁阀附件得电打开，允许集散控制系统ＤＣＳ作比例积分微分ＰＩＤ调节操作；　（３）氧气放 空　安全系统确认煤粉切断阀（９）、煤粉三通阀（８）关闭到位，氧气切断阀（２）关闭到位；控制室按下氧气放空按钮（４７），氧气放空阀（３）打开，氧气切断阀（２）打开，操作人员在看到氧气放空阀（３）开到位后，可以通过氧气旁路调节阀（１７）， 建立氧气放空流量；也可以通过氧气旁路调节阀（１７）调节使氧气放空；在氧气切断阀（２）手动关闭按钮（５１）／点火按钮（４３）按下后，氧气切断阀（２）自动关闭；　（４）点火　安全系统确认系统复位完成，确认氧气切断阀（１６）、氧气切断 阀（４）关闭到位，煤粉切断阀（９）、煤粉三通阀（８）关闭到位；控制室操作人员将燃料气流量调节阀（１１）打开；　控制室按下点火按钮（４３）；　即时触发氮气吹扫阀（１４）打开对氧气管线进行吹扫，自氮气吹扫阀（１４）开始开延时后氮气吹 扫阀（１４）自动关闭；　高能电子点火装置（４８）放电，在点火按钮按下后延时，在氮气吹扫结束之前，点火器开始放电；此时，火焰检测装置（４１）、（４２）应能够检测到火焰信号；　高能电子点火装置（４８）开始工作，且氮气吹扫阀（１４）氮 吹阀开到位后，蒸汽切断阀（１２）打开，燃料气送入气化炉（１３）；　氧气放空阀（３）、氧气切断阀（１６）、氧气切断阀（４）配合动作，氧气送入气化炉（１３）；　当一个氧气切断阀（４）开时，氮塞阀（１５）关闭；　在氧气切断阀（４ ）开始动作后，氧气放空阀（３）关闭、氧气切断阀（１６）、（４）打开均应到位，否则系统停车；　当高能电子点火装置（４８）停止放电...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宝贵，张鸿林，路文学，金刚，李磊，陈桂华，王冬青，宋成凯，
申请(专利权)人：水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心，
类型：发明
国别省市：37[]