GE水煤浆气化炉安全联锁优化方案.pdf

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1、第52卷第6期2016年12月石油化工自动化AUTOMATl0NINPETRo—CHEMICALINDUSTRYV01．52，No．6December．2016GE水煤浆气化炉安全联锁优化方案胡楠，黎辉，苏乐波，贾酷(中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗154100)摘要：气化炉安全联锁调试期间，模拟特殊工况条件，针对测试设计程序时所出现的阀门误动作现象，为规避潜在风险，提出了优化单阀操作、优化开氧气界区阀联锁、优化气化炉停车联锁3项优化方案，增加了部分安全联锁条件限制，经过反复试验及投料试车证明修改后的联锁逻辑严密、能够规避操作风险，气化

2、装置运行稳定。关键词：水煤浆安全联锁GMR系统中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：l007—7324(2016)06一0065一02中海石油华鹤煤化有限公司是以煤为原料的300kt／a合成氨、520kt／a大颗粒尿素装置，气化技术采用GE水煤浆气化技术，ESD系统采用GE公司的GMR系统。在气化炉安全联锁调试期间，多次模拟极端条件，发现在原设计逻辑中有导致阀门出现误动作的现象，存在安全风险。为规避潜在风险，该公司技术人员和专利商共同研讨提出了优化单阀操作、优化开氧气界区阀联锁、优化气化炉停车联锁3项优化方案，增加了部分安全联锁条件

3、限制，提高安全性。1优化单阀操作单阀操作是指煤浆、氧气和氮气等切断阀处于手动状态，可由工艺人员直接操作阀门开关动作。1．1原设计方案点击操作面板中“手／自动切换开关”按钮，相应阀门全部进人手动状态。该设计容易发生误操作，带来很大的安全风险。1．2优化设计方案1)增加阀门切换限制条件：氧气泄压完毕或者手动吹扫完毕后；洗涤塔塔顶合成气压力小于o．4MPa；氧气界区切断阀关闭。上述条件全部满足后，最后进行“手／自动切换开关”操作，所有相关阀门处于手动状态。2)煤浆阀门另设切换条件：气化炉处于停车步序结束或者氧气泄压结束或者手动吹扫结束时；氧气界区

4、切断阀关闭。上述条件全部满足后，最后进行“手／自动切换开关”操作，煤浆阀门处于手动状态。3)增设无扰切换功能。为实现阀门由自动到手动状态无扰切换，阀门在自动状态时，激活赋值命令块，将阀门实际输出信号实时赋值给阀门手动命令，保证阀门在切换到手动状态时，手动开关命令始终跟当前阀位保持一致，实现阀门无扰切换。2优化打开氧气界区阀联锁2．1原设计氧气界区阀开关条件原设计中氧气界区阀的开关条件：前后压差绝对值小于4．2MPa；氧气上游切断阀关闭；氧气放空阀、切断阀关闭。上述条件全部满足时打开氧气界区阀，关阀条件为上述条件任何一条不满足，关闭阀门。存在

5、的安全风险：气化炉停车后，此时“氧气界区阀门开关”为开位，如果操作人员未将开关置于关位，那么在下次开车时，当程序走完氮气反充后，会直接打开氧气界区阀门，氧气直接进到调节阀前，存在较大安全风险。2．2优化后氧气界区阀开关条件在原有开阀条件下增设氧气界区阀开阀按钮，通过1个开关和1个按钮每次开阀前的确认，即使在下次开车前“氧气界区关阀开关”未置于关位，走完氮气反充压程序后，由于未触发氧气界区阀开阀按钮，氧气界区阀门也不会打开，规避了阀门误动作风险。3优化气化炉停车联锁气化炉停车联锁条件共设置24条(T一1～T一24)，是气化安全联锁的核心，为确

6、保气化炉能够安全停车，重点优化气化炉停车联锁，以T—l联锁为例，联锁逻辑说明见表1所列。3．1T一1原联锁设计方案如有2台或者2台以上煤浆流量计测量值低于联锁设定值时，则触发T一1联锁，发送停车信号稿件收到日期：2016一08—30，修改稿收到日期：2016一09—21。作者简介：胡楠(1989一)，男，黑龙江齐齐哈尔人。2012年毕业于东北石油大学测控技术与仪器专业，获学士学位，现就职于中海石油华鹤煤化有限公司，从事仪表管理工作，负责主装置ESD系统工作。66石油化工自动化第52卷到气化炉停车程序。3．2T一1优化后设计方案现场智能变送器

7、带故障电流设定功能，根据变送器电流限值特性增设仪表故障联锁程序。以某差压变送器为例，输出信号范围：3．84～20．50mA，故障电流值可选3．60mA或者22．80mA，根据该变送器特性，在系统程序内设定阈值：当输出电流值超过21mA或者低于3．70mA则认为变送器处于故障状态，输出1个该变送器故障标志位。根据T一1联锁特性，将煤浆流量的故障电流设为下限值3．60mA，流量计故障标志位做“3选2”联锁。例如：当任意2台煤浆流量差压变送器产生故障时，程序输出工程量为o，T一1联锁触发，同时检测到2个故障标志位，T—l联锁触发，这样设计大幅提高

8、了停车联锁的安全性与可靠性，此类优化设计适用于所有“3选2”联锁。3．3优化运算类联锁气化炉停车联锁中有的运算结果作为联锁停车条件，如氧煤比高联锁，为提高运算类联锁的可靠性，采取