碎煤加压气化(鲁奇)生产过程的控制

碎煤加压气化（鲁奇）生产过程的控制鲁奇煤气化工艺是移动床加压连续煤气化工艺，在世界上较早形成工业化的装置。例如南非、美国有成功的装置，在我国有山西化肥厂、云南解放军化肥厂、哈尔滨气化厂、兰州煤气厂和河南义马煤气厂等。都有成熟的运行经验。在仪表方面有一整套完善的检测、控制和安全联锁系统，使气化炉能安全稳定运行。为了保证气化炉在一定压力下连续生产，而原料和灰渣是固体，气化炉有一套完善的进煤和排灰设备，即煤锁和灰锁系统。煤、灰锁均有自动控制系统。在气化炉正常生产时，煤层应均匀分布而且同步下移，使灰层、燃烧层、气化层、干馏层、干躁层保持相对稳定，这是不可见的，主要靠灰锁出口温度和气化炉出口温度是否正常来判断。出灰量由旋转炉蓖速度来调节。这些都由气化炉本体机械液压传动装置来完成。煤气化是通过自动调节炉低吹入的蒸汽和氧气量来完成的。所以设有汽氧流量的比值调节。气化炉还有一些其它的调节、安全联锁等系统，都是气化炉连续安全稳定运行的保证。煤锁阀门动作联锁说明动作阀门联锁条件TC开BC、PV-1、PV-2、DV关BC开TC、DV、PV-1、PV-2关DV开BC、TC、PV-1、PV-2关PV-1开TC、DV、BC、PV-2关PV-2开TC、DV、PV-1、BC关CF开TC开CF阀与TC阀联锁,即打开TC阀后,才能打开CF阀,CF阀关后,才能关闭TC阀。FPV1PV2DVCFTCBCFFF煤一、煤锁控制程序（半自动）煤锁加煤过程为间歇性的控制,通过操作阀门,使煤锁充压,泄压来实现加煤过程。一般操作方式分为现场手动与控制室遥控。而控制室又分为自动、半自动、手动。2.人工按“关”按钮，关BC阀，监听铿锵声，观察限位指示，直至关严。1.出现低料位或T＝50℃、煤锁空”信号发出，灯光明，喇叭响。3.人工按“继续”按钮，打开DV阀卸压。4.计时器T－2自动启动，同时启动计时器T11、T12。5.5秒内，煤锁与气化炉压差△P＜0.15MPa，“BC阀漏”报警，DV关闭，循环停止。计时器T11用于监测煤锁总的进料循环时间，如果超过T11设定时间（360秒），则报警“煤锁循环故障”停止循序。T12用于监测煤锁充填时间，如果从DV打开到CF关这段时间超过T12设定时间（180秒），则报警“煤锁充填故障”，同时停止顺序。6.5秒内，△P≥0.15MPa，无泄漏，DV阀开，继续卸压。7煤锁压力（PISH-606（A-H）015）卸至2.2MPa,DV阀关。8、计时器T－3自动启动。一、煤锁控制程序（半自动）FPV1PV2DVCFTCBCFFF煤9、5秒内,煤锁压力（PISH-606（A-H）015）回升至2.3MPa“BC阀漏”报警,循环停止。10、5秒内,煤锁压力（PISH-606（A-H）015）2.2MPa未变,无报警,DV阀开,继续卸压。12.TC阀打开13.CF阀打开。14.计时器T－4自动启动。15.50秒内，监测声消失，“煤锁堵塞”报警，CF阀关闭，循环停止。16.50秒内，监测声保持，无报警，直至煤锁料位达到高位，CF阀关闭。17、“煤锁满”报警。11.煤锁压力卸至P≤0.002MPa时，DV阀关闭，卸压结束。一、煤锁控制程序（半自动）FPV1PV2DVCFTCBCFFF煤19、人工按“继续”按钮,PV－1阀打开,开始充压。18、人工按“关”按钮,关闭TC阀,发出铿锵声,观察限位指示,直至关严。20、T－5计时器启动,T13计时器启动。21.5秒内，煤锁压力（PISH-606（A-H）016）P＜0.2MPa，PV－1阀关闭，“TC阀泄漏”报警，循环-240停止。22.5秒内，煤锁压力（PISH-606(A-H)016）P﹥0.2MPa，PV－1阀保持开，无报警，继续充压。T13用于监测煤锁充压总时间。从PV1打开到充压结束，如果超过T13设定时间（180秒），则报警“煤锁充压故障”停止顺序。24.T－6计时器启动。23.煤锁压力（PISH-606(A-H)016）充至0.9MPa，PV－1阀关闭。25.5秒内，煤锁压力PISH-606(A-H)016降至≤0.8MPa，即压力变化△P≥0.1MPa，“TC阀漏”报警，循环停止。一、煤锁控制程序（半自动）FPV1PV2DVCFTCBCFFF煤26.5秒内，煤锁压力（PISH-606(A-H)016）仍＞0.8MPa，即压力变化△P＜0.1MPa，无报警，PV－1阀打开。28、充压阀PV－2打开。29、当煤锁与气化炉压差（PDISH-606(A-H)012）△P≤0.02MPa时,PV－2阀关闭,充压结束。30、计时器T－7启动,BC阀打开。27、当煤锁压力（PISH-606(A-H)016）充至低于充压气压力（PDISH-606(A-H)017）0.10MPa,PV－1阀关闭。31.10秒内，BC阀全打开，“加煤在进行”的信号出现。32.10秒内，BC阀未全开，“BC阀未全开”报警。33.BC阀保持开，循环完成。直到煤锁排空又一次循环。一、煤锁控制程序（手动）FPV1PV2DVCFTCBCFFF煤①关BC阀,重复2－3次,监听声响,关严为止。③当煤锁压力（PISH-606(A-H)016）降至0.002MPa时,关闭DV阀。④打开TC阀。⑤打开CF阀向煤锁加煤,50秒内无煤流动声说明溜槽堵塞或故障,50秒内,煤流动声响,供煤正常,煤锁充满后关闭CF阀。②打开DV阀卸压,5秒后观察气化炉与煤锁压差（PDISH-606(A-H)012）压降AP≥0.15MPa,下阀关严继续卸压至2.2MPa。关闭DV阀,5秒内压力回升不大于0.1MPa,打开DV阀,继续卸压。否则,应重新关闭BC阀。⑥关闭TC阀,重复数次,确认声响,关严。⑦打开PV－1阀,充压,5秒内煤锁压力升高大于0.2MPa,继续充压至0.9MPa,关闭PV－1阀,如果5秒内压力下降不大于0.1MPa说明上阀关严。继续充压至低于煤气压力0.10MPa,关闭PV－1阀。⑧打开PV－2阀,充压至低于炉压0.02MPa,关闭PV－2阀。将三位开关切至现场手动操作,即可进行现场手动操作。操作程序（设定煤锁下阀打开,其余各阀关闭）。⑨打开煤锁下阀,循环完成。灰锁阀门动作联锁说明动作阀门联锁条件TC开BC、PV、DV1、DV3、FV关BC开TC、PV关（灰锁压力≤0.0025MPa）DV1开TC、BC、PV关DV3开BC、TC、PV关（灰锁压力≤0.2MPa）PV开BC、TC、DV1、DV3、FV关FV开TC、PV关二、灰锁排灰程序灰锁排灰过程为间歇性的控制,通过操作阀门,使灰锁充压,泄压来实现排灰过程。一般操作方式分为现场手动与控制室遥控。而控制室又分为自动、半自动、手动。下为半自动步骤。DV1DV2PVFFFF充水TCBCFV灰锁排灰程序1.灰锁满信号发生，屏幕出现提示并伴有叮咚声响。2.自动停炉篦。3.炉篦转速计时器复位到零位。4.人工按开、关按钮，反复开关TC阀，监听声响，观察限位直至关严。5.启动炉篦（从上阀关闭到排灰周期结束再次打开TC这段时间，如果炉篦转数大于0.5圈时，自动停炉篦）。6.人工按“继续”按钮，DV1阀开启，开始泄压。7、计时器T－2启动，同时计时器T15.T16启动。8、5秒内,灰锁与气化炉压差（PDISH-606（A-H）021）△P＜0.2MPa“TC阀泄漏”出现报警,DV1自动关闭,自动循环停止。T15计时器用于总的灰锁排灰周期的监测。即从DV1开始到排灰周期结束,上阀TC再打开的时间如果超过T15设定时间（480秒）,则报警“排灰故障”停止循环。T16用监测泄压时间。即从DV1打开到下阀BC打开这段时间,如果超过T16设定时间（180秒）,则报警“灰锁泄压故障”,同时停止程序。DV1DV2PVFFFF充水TCBCFV灰锁排灰程序（半自动）9、5秒内,△P＜0.2MPa,DV1阀保持开启10、灰锁压力（PISH-606（A-H）023）泄压至2.2MPa,DV1阀关闭。11.计时器T－3启动。12.5秒内，灰锁压力（PISH-606（A-H）023）回升至≥2.3MPa，“TC阀运行”报警，循环停止。13.5秒内，灰锁压力小于2.3MPa不变，DV1开启，继续泄压。14.当灰锁压力（PISH-606（A-H）023）卸至0.2MPa时，DV3开启。15.当灰锁压力（PISH-606（A-H）023）卸至0.0025MPa时，“BC阀运行”灯闪。16.人工按“开”按钮，打开BC阀，向灰斗排灰，启动计时器T4，T4＝50秒时，灰锁灰粒脱离高料位，如果T4＝50秒，仍未脱离高料位，则报警“灰锁堵”同时停止程序。17、手动按“继续”按钮,FV阀开启。灰锁排灰程序（半自动）DV1DV2PVFFFF充水TCBCFV18、计时器T－6启动。19、冲洗5秒后,即当T－6＝5秒时,关闭,膨胀冷凝器充水。20、LSH-606（A-H）010指示充水达高位,FV阀关闭,停止充水。21.DV1关闭。22.“BC阀运行”信号出现。23.人工按“关”按钮，关闭BC阀。24.按“继续”按钮，PV阀打开，开始充压。25.计时器T－9启动，同时活动计时器T18。26.5秒内，灰锁压力指示（PISH-606（A-H）024）＜0.3MPa“BC阀漏”报警，PV阀关闭，循环停止。27、5秒内,压力≥0.3MPa,PV阀保持开启,继续充压。计时器T18用于灰锁充压阶段的时间监测。即从PV1阀打开到TC阀打开这段时间如果大于T18设定时间（180秒）,则报警“灰锁充压故障”同时停止程序。灰锁排灰程序（半自动）DV1DV2PVFFFF充水TCBCFV28、当灰锁压力充压至0.9MPa时,PV阀关闭。29、计时器T－10启动。30、5秒内,灰锁压力指示（PISH-606（A-H）023）≤0.8MPa,“BC漏”报警,循环停止。31.5秒内，压力指示＞0.8MPa时，PV阀开启，继续充压。32.当灰锁与气化炉压差指示（PDISH-606（A-H）022）为0.02MPa时，PV阀关闭，停止充压。33.计时器T－11启动，TC阀自动开。34.若10秒内，TC阀全开，则“循环完成”信号出现。开启炉篦，灰锁开始受灰。35.若10秒内，TC阀未全开，则“TC阀未全开”报警。36.人工按“开”按钮，全开TC阀。37、“循环完成”信号出现。灰锁排灰程序（现场手动操作）

将三位开关切至现场手动操作,即可进行现场操作。

操作程序（以灰锁上阀打开,灰锁满为循环开端）DV1DV2PVFFFF充水TCBCFV1.炉篦已转到设定圈数或运行不超过1小时，炉篦自动停，如果不能自动停，则手动停，复位转数累积器。注意点：a、“灰锁满”报警铃声响。b、复位转数累积器。c、如果不能自动停，则手动停。2.关TC阀数次，监听声响、关严。3.打开DV1泄压，5秒内，灰锁与气化炉压差△P≥0.2MPa为上阀关闭严密，观察仪表PDISH-606（A-H）021,启动炉篦压灰，以保证上阀。如果上阀未关严，重新关严。注意点：a、如果上阀未关严，重新关严。b、一定要压灰，以保证上阀。4.压力已泄压至2.2MPa，观察灰锁压力指示PDISH-606（A-H）023关闭DV1，作浮动试验，5秒内，压力回升不大于0.1MPa，重新开DV1，继续泄压。注意点：a、如果H1设定的圈数已达到，炉篦不能自动停，手动停止。b、如果上阀未关严，回升充压，重新关上阀。5.当压力卸至0.2MPa时，开启DV3阀，继续泄压。6.当压力卸至0.0025MPa后，开BC阀，向灰斗排灰。灰锁排灰程序（现场手动操作）

将三位开关切至现场手动操作,即可进行现场操作。

操作程序（以灰锁上阀打开,灰锁满为循环开端）DV1DV2PVFFFF充水TCBCFV7、打开FV阀向膨胀冷凝器加水，冲洗DV35－10秒，关闭DV3。注意点:动作DV3几次，以免堵塞。8、当LSH-606（A-H）010指示高液位时，膨胀冷凝器满，关闭FC和DV1阀。注意点:亦可从视镜观察充水情况。9、关闭BC阀数次，确认下阀关严。注意点:如果灰锁壁上有挂壁现象，吹之。10、打开PV阀,充压。11.5秒内，灰锁压力指示≥0.3MPa，说明下阀不漏，继续充压至0.9MPa，关PV阀，5秒内压力下降不大于0.1MPa，再开PV阀继续充压。如果下阀未关严，重新关闭。注意点：如果下阀未关严，重新关闭。12.当灰锁压力充至高于炉压0.02MPa，关闭PV阀停止充压，打开TC阀。注意点：在灰锁的整个操作过程中，注意观察上、下阀轴填料及法兰泄漏情况。13.启动炉篦，循环重新开始。三、炉篦转速调节气化炉炉篦的作用是将反映产生的灰渣排出。调节炉蓖的转速可以增加或减少排灰量,以维持炉内各反映层的高度相对稳定,同时可将气化剂均匀分布。MMSICAHL606(A-H)-011SI606(A-H)-011运算器氧气流量（负荷）灰锁温度气化炉出口温度运算器炉篦的转速通过SI606(A-H)-011检测到以后输送到调节器SICAHL606(A-H)-011,调节器将实测值与设定值比较后将调节信号输出给驱动炉篦的变频电机（液压马达）,使其改变转速,达到控制转速的目的。这是一个简单的调节回路。在此基础上,将气化炉出口温度、灰锁温度、氧气流量（负荷）综合运算后作为SICAHL606(A-H)-011的串级调节给定值,以控制炉蓖转速和气化炉负荷,炉出口温度与灰锁温度相匹配,从而控制了气化炉内灰层高度的稳定。四、蒸汽、氧气比例调节（汽/氧）汽/氧调节及蒸汽、氧气流量调节,该比值是由原料煤的灰熔点决定。正常生产时汽/氧必须是同比例增减,以保证气化炉反映层温度维持在一定范围。夹套来自产蒸汽FICHICFIC过热蒸汽氧气主控制器蒸汽、氧气比例调节（汽/氧）这个系统由一个定值系统（蒸汽）和一个随动控制系统（氧气）所组成,它不仅能保持两个流量之间的比值关系,而且能保证流量不变。主流量一旦失调,仍能保持原定的比值。并且当主流量因扰动而发生变化时,在控制过程中仍能保持原定的比值关系。五、气化装置负荷自动调节由于入炉煤的复杂性及炉内各反映层的变化,易造成煤气产量波动。为满足后工序对稳定供气的需求,在煤气总管上设有气化炉负荷自动调节系统,通过改变入炉气化剂来稳定出工段煤气压力,以达到稳定供气的目的。蒸汽A炉ABCBCABCPT负荷调节器HICBC＜BC氧气粗煤气气化装置负荷自动调节系统六、气化炉夹套液位自动调解系统夹套所产生的蒸汽,是供气化装置气化的气化剂。夹套所产生的蒸汽品质,直接影响到气化剂的温度（这个点有停车联锁）。另外,夹套液位的高低关系到气化炉安全稳定运行（这个点有停车联锁）。∑LCFC锅炉给水∫∫自产蒸汽过热蒸汽氧气分离器这是一个典型的三冲量控制系统。引入这样的控制是为了使蒸汽品质、液位控制更稳定,使生产安全运行。七、自动反冲洗系统自动反流系统PSUV606(A-H038)UV606(A-H)03984635217LICAHL606（A-H）033LSAL606(A-H)034TIAH-SHH606(A-H)030废热锅炉七、自动反冲洗系统当集水槽液位过高废锅底部的粗煤气进气孔S1，使气相进气阻力增大，而使洗涤冷却器出口温度TIAHSH-SHH606(A-H)030升高，当高至220℃时，自动反洗装置自动投用。自动反洗过程如下：a、如果是V3被堵或集水槽至V3间的管线被堵，则自动反洗系统自动打开V2，同时关闭V1，使高压煤气水上冲。接着，关V2，打开V1进行排放，如此反复开关V2.V1；如果液位控制器LICAHL-606(A-H)033显示液位下降，排液畅通，则说明，阀门或管线已被疏通。b、如果V3至V1及其下的管线被堵，自动反洗系统自动打开V2，使V1处于开位，由自动反洗系统至液位控制器LIC-24CL033的信号，关闭V3，进行高压喷射煤气水下冲，反复开关V2，直到管线或阀门被疏通为止。c、V4作为调节阀V3的旁路阀，是V3检修时的备用阀，如果V4被堵，自动关闭V7，打开V5进行煤气水上冲；如果V7被堵，则关闭V4打开V5，进行煤气水下冲。d、如果集水槽底部或V8被堵，而自动反洗效果甚微，则自动打开V6，增大V2的反洗效果，直至管线被疏通。八、气化炉的连锁控制系统（指标暂定）1、气化炉的顶部法兰温度高（TRAH-ZHH606(A-H)011A/B）气化炉顶部法兰温度高低反应了气化炉内部的料位和床层的分布情况，如果这一温度增高，可能意味着煤锁加煤系统出现问题，如煤锁故障，煤溜槽膨料等，如出现这一情况，煤锁温度的记录将有所表征，虽然煤锁多次加煤，但煤锁温度并无明显下降或仅略有下降。当温度超过一定值时，气化炉因严重缺煤而爆炸，正常情况下这一温度约150℃，如大于200℃气化炉应考虑减负荷。超过250℃时连锁动作，气化炉停车。2、灰锁温度高（IRAH-SHH606(A-H)021A/B）灰锁温度正常范围为低于实际的气化剂温度30～50℃。灰锁的设计温度为470℃，连锁设计值为450℃，该连锁一方面保护灰锁不能超过设计温度，另一方面防止炉篦将火层排入灰锁而破坏气化炉工况。3.气化炉洗涤冷却器出口温度高（TIAHSH-SHH606(A-H)030A/B）正常时，洗涤冷却器出口温度约为201℃按照煤中水份和汽氧比大大变化，洗涤冷却器出口温度约在200～240℃的小范围波动。如果洗涤冷却器出口温度增加到210℃以上，事故煤气水自动喷射进入洗涤冷却器。洗涤冷却器工况正常后，可以按下喷射阀的复位按钮，停止喷射事故煤气水。一旦该温度超过250℃，说明一方面煤气没有得到洗涤和冷却，另一方面将超过废热锅炉及管道的设计值，使设备安全受到影响。当温度超过250℃时，气化炉连锁停车。八、气化炉的连锁控制系统（指标暂定）4、气化炉夹套液位低(LICHL-SLL606(A-H)006A/B)气化炉夹套液位过低会造成夹套干锅，使夹套内鼓，严重时会烧坏夹套锅炉造成漏水，引起炉内灭火，导致事故发生。该液位低于5%时，连锁停车