WebField ECS-100 DCS在對置式四噴嘴氣化爐的應用

第3期中氮肥No.32012年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2012WebField ECS- 100 DCS在對置式四噴嘴氣化爐的應用王代紅，高喜宗，張開(kāi)鳳(兗礦魯南化肥廠(chǎng)，山東滕州277527)[中圖分類(lèi)號] TQ546 [ 文獻標識碼] B [ 文章編號] 1004 - 9932(2012)03 -0052 -01我廠(chǎng)“3052” 項目(300 kV/a合成氨、520藝裝 置分散控制、集中調度管理的功能。kt/a尿素)煤氣化裝置采用的是兗礦集團具有2關(guān)鍵控制方 案設計與實(shí)施自主知識產(chǎn)權的對置式四噴嘴氣化爐，設計日處理煤1 150 t。該煤氣化裝置具有易燃易爆、高2.1氣化爐氧煤比/ 負荷控制溫(1350C)高壓(4MPa)的高危特性，對進(jìn)入氣化爐內的煤漿流量和氧氣流量的比值控制系統有極高的要求?；诖?，氣化裝置的控(簡(jiǎn)稱(chēng)氧煤比)控制是實(shí)現氣化爐安全、平穩及制系統采用了完全國產(chǎn)化的WebField ECS- 100優(yōu)化運行的關(guān)鍵所在。為了實(shí)現此目的，首先要DCS。該控制系統各項功能和性能均達到或優(yōu)于保證進(jìn)人系統的現場(chǎng)關(guān)鍵檢測參數的可靠性和真設計要求，穩定可靠，能滿(mǎn)足大型化肥裝置在易實(shí)性，然后在此基礎上再考慮有效的控制策略以燃易爆、高溫高壓的高危險等級下安全優(yōu)化運行實(shí)現氣化爐內氧煤比/負荷的安全平穩調節。的要求。2.1.1煤漿流 量的測量和控制煤漿流量的控制一般采用變頻電機調節煤漿1氣化裝置控制系統整體設計泵轉速來(lái)實(shí)現。為了增加煤漿流量測量的可靠根據我廠(chǎng)德士古氣化爐實(shí)際使用經(jīng)驗，RTD性，對煤漿流量設計了中值選擇回路。DCS 對3和TC卡在現場(chǎng)使用時(shí)，因為是弱信號,易受外臺測煤漿流量的電磁流量計取中值作為煤漿流量界干擾的影響，使測量結果產(chǎn)生波動(dòng)或卡件受的真正測量值，回路控制器把取中值的最終結果損。因此裝置中所有溫度檢測點(diǎn)均現場(chǎng)通過(guò)-~體作為輸人值，經(jīng)運算后輸出控制煤漿泵的轉速。溫變轉換成標準的4~20 mA信號，所有DO和2.1.2氧氣流量測 量及控制DI點(diǎn)都經(jīng)過(guò)繼電器隔離進(jìn)人卡件，以減少外界為了提高人爐氧氣流量測量的可靠性和準確干擾對卡件造成的損壞，同時(shí)也減少DO和DI性，現場(chǎng)采用三重儀表進(jìn)行測量，同時(shí)采集相應波動(dòng)所引起的不必要停車(chē)。的氧氣溫度、壓力信號進(jìn)行溫壓補償。每路氧氣根據氣化裝置的工藝要求及測點(diǎn)分布情況，流量信號經(jīng)溫壓補償后，得出補償后的氧氣流在DCS設計中配置了3對冗余主控制器，分別量，再經(jīng)過(guò)三取中運算，把補償后取中值的氧氣對應煤漿制備控制站、氣化框架、渣水處理控制流量作為氧氣流量控制器的真正輸人值，經(jīng)運算站;配置了4臺操作站、1臺工程師站;為了解后輸出控制氧氣調節閥。決與ESD、色譜等第三方系統的通訊集成，配置2.1.3氧煤比/負荷控制了2個(gè)FW248通訊站。在保證煤漿流量和氧氣流量獨立有效調節以氣化裝置控制系統與廠(chǎng)內其他裝置控制系統后，氧煤比/負荷的安全平穩調節才有了現實(shí)的之間通過(guò)冗余光纖實(shí)現互聯(lián)，使得全廠(chǎng)各分裝置基礎。為了實(shí)現氧煤比的可靠調節，一般通過(guò)進(jìn)控制系統構成--個(gè)整體監控系統，從而實(shí)現各工人氣化爐的煤漿和氧氣的體積比調節來(lái)實(shí)現。氧煤比手動(dòng)給出后，經(jīng)一系列運算轉換成氧氣流量[收稿日期] 2011-07-13和煤漿流量中國煤化工值，實(shí)現交[作者簡(jiǎn)介]王代紅(1973--),男,工程師 ,兗礦魯南化肥廠(chǎng)叉控制，;HCNMH量波動(dòng)時(shí)對機械電力處主任工程師。應的相關(guān)物科沉童根據頭際氧煤比需要跟蹤變第3期中氮肥No.32012年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2012φ2.65m煤氣爐爐頂取氣及下吹蒸汽入爐方式改造程繪軍(河南煤業(yè)化工集團安化公司，河南安陽(yáng)455133)[中圖分類(lèi)號] TQ546 [文獻標識碼] B [文章編號] 1004 -9932(2012)03 -0053 -02我公司是以煤為原料的氮肥企業(yè)，造氣采用內。實(shí)際生產(chǎn)運行中主要存在以下問(wèn)題。UCI造氣爐，以?xún)?yōu)質(zhì)無(wú)煙塊煤為原料，采用常壓(1). 上行煤氣溫度高(300 C),煤氣爐蓄間歇制氣工藝生產(chǎn)半水煤氣和水煤氣。公司造氣熱能力差， 火層不集中，易造成煤氣爐吹翻且帶車(chē)間現有φ3.6m煤氣爐3臺、φ2.65 m煤氣爐出物多。8臺，φ2.8m煤氣爐16臺。2010年2-8月，(2)爐體高度自灰盤(pán)算起為5.6m,夾套高對8臺φ2.65m造氣爐進(jìn)行了爐頂取氣和下吹蒸度為2.6m,爐箅高度為1.63 m,上氣道下沿與汽人爐方式技術(shù)改造，現介紹如下。爐頂距離為1.7 m，上氣道高度為1.0m,工藝指標空層為(2.0+0.1) m,料層提高受到限制。1改造的必要性在造氣過(guò)程中，炭層高度很難控制，即炭層不能技改前8臺φ2. 65 m造氣爐上氣道開(kāi)口是在高，單爐產(chǎn)氣量低。煤氣爐側面，下吹蒸汽通人上氣道后進(jìn)人爐膛(3)造氣爐料層高度[自爐箅帽起(2.0土0.1) m]與風(fēng)機風(fēng)壓(35 ~40 kPa) 不匹配，[收稿日期] 2011-10-17[作者簡(jiǎn)介]程繪軍(1982- -),男,河南濮陽(yáng)人,助理工造成旋風(fēng)除塵器帶出物多，使造氣爐吹風(fēng)強度受程師。到影響?；?。實(shí)際運行中，因為煤漿流量波動(dòng)比較頻繁,統對氣體進(jìn)行進(jìn)-一步處理。所以洗氣塔頂部工藝煤漿自調不能投。我廠(chǎng)正常的操作是保持高壓煤氣壓力的變化將直接導致氣化爐內壓力和后續系漿泵的轉速不變，即煤漿流量不變，根據DCS統壓力的波動(dòng)。在背壓系統設計上使用了壓力聯(lián)計算所需的氧氣流量，投氧氣流量自調。鎖與分程控制相結合的控制策略。氣化爐的負荷調節和氧煤比調節是2個(gè)相互3結束語(yǔ)關(guān)聯(lián)、不可分割的操作要求。實(shí)際負荷設定由操作人員根據實(shí)際操作需要手動(dòng)給出。為了防止負對置式四噴嘴水煤漿加壓氣化裝置作為煤化荷大幅度波動(dòng)，設置了負荷設定值變化速度限制工裝 置中的核心裝置，其生產(chǎn)效率的高低以及生器，將負荷每分鐘的變化限制在一-定范圍內。為產(chǎn)工況的穩定性是決定煤化工生產(chǎn)企業(yè)整體生產(chǎn)了防止氧氣過(guò)量，通過(guò)系列邏輯選擇控制，保證能力和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵因素之一- 。其配套的自動(dòng)在提負荷時(shí)，先提煤漿流量,經(jīng)氧煤比控制，氧化控制系統一直被國外自 動(dòng)化公司產(chǎn)品壟斷,我氣流量隨之變化;當降負荷時(shí)，先降氧氣流量,廠(chǎng)在水煤漿加壓氣化裝置DCS設計和實(shí)施過(guò)程經(jīng)氧煤比控制，煤漿流量隨之下降。中首次使用了國產(chǎn)控制系統并不斷完善各種控制2.2 氣化裝置背壓系統壓力控制方案。2008 年該煤氣化裝置一次開(kāi)車(chē)投料成功，背壓是整個(gè)氣化裝置壓力的控制點(diǎn)。氣化爐連續3 a穩定運行，說(shuō)明國產(chǎn)控制系統WebField出來(lái)的粗煤氣經(jīng)過(guò)洗氣塔清洗掉灰塵以后向變換ECS-100 DCS中國煤化工置一對凈化工段輸送原料氣。洗氣塔頂出來(lái)的水煤氣可置式四噴嘴水CNMHG腦完全能以有2個(gè)走向:去火炬系統燃燒放空或去凈化系滿(mǎn)足其安全、可靠、穩定及優(yōu)化運行的設計要求。