曹寶明

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)更加注重潔凈能源的使用，例如采用煤炭液化、煤炭氣化等能源技術(shù)進行工業(yè)生成，以滿足經(jīng)濟環(huán)保的目的，且潔凈煤炭行業(yè)成為未來煤炭行業(yè)發(fā)展方向。對現(xiàn)有的燒嘴冷卻水監(jiān)控方式進行分析，并提出改進燒嘴冷卻水監(jiān)控的方法，將傳統(tǒng)的單臺燒嘴冷卻水監(jiān)測方式進行改進，通過增加切換閥，可以實現(xiàn)多套燒嘴冷卻水CO分析儀切換使用，并綜合燒嘴冷卻水的流量計溫度進行數(shù)據(jù)分析，以提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的準確性和有效性。

關(guān)鍵詞：煤化工；氣化爐；燒嘴冷卻水系統(tǒng)

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

文章編號：16723198（2015）07019401

1燒嘴冷卻水監(jiān)控的重要意義

燒嘴冷卻水系統(tǒng)設(shè)置了一套單獨的聯(lián)鎖系統(tǒng)，在斷水或燒嘴頭部水夾套和冷卻水盤管破裂時，引起氣化爐跳車，以保工藝燒嘴（Z1301）不被損壞。燒嘴冷卻水泵（P1302）設(shè)置了自啟動功能，當出口壓力低于連鎖值0.7MPa時（連鎖代號PIA1312LL）則備用泵自啟動。如果備用泵啟動后仍不能滿足要求，并且出口壓力低于連鎖值0.4MPa時（連鎖代號PI1313LL）事故冷卻水槽（V1307）的事故閥（XV1316）打開向燒嘴提供燒嘴冷卻水。

煤制甲醇分公司目前有三臺氣化爐，平時運行中為兩開一備，每臺氣化爐燒嘴都設(shè)立的冷卻水監(jiān)控連鎖裝置，當每一個燒嘴出現(xiàn)問題時都會觸發(fā)氣化爐連鎖跳車，但隨著氣化爐運行周期的延長，各種檢測儀器，特別是在線CO分析儀器經(jīng)常會出現(xiàn)誤報警情況，造成操作人員對當前燒嘴運行情況的判斷出現(xiàn)困難，只有在綜合分析燒嘴冷卻水出入口流量，燒嘴冷卻水回水溫度及壓力這些參數(shù)才能做出判斷，而做出這些判斷需要操作者有非常豐富的經(jīng)驗，目前的操作人員還達不到這種水平。

煤化技術(shù)中涉及的燒嘴的使用，大多數(shù)是根據(jù)燒嘴的使用壽命所決定，百分之六十的煤化安全事故與燒嘴的運行情況相關(guān)，或者是直接由燒嘴引發(fā)的。燒嘴損壞后，將直接導致煤化技術(shù)中的氧化反應失調(diào)，導致氣化爐系統(tǒng)失衡，造成氣化爐超溫或者是過氧等，因此有必要對燒嘴進行日常的監(jiān)測與管理，做到防護的作用，避免事故的發(fā)生。

2燒嘴冷卻水監(jiān)控流程

煤制甲醇分公司的德士古氣化爐裝置運行時由來自制漿工段料漿貯槽濃度約60%的合格料漿，由高壓料漿泵加壓，投料前經(jīng)料漿循環(huán)閥進入料漿貯槽。投料后經(jīng)料漿切斷閥送至工藝燒嘴的內(nèi)環(huán)隙。

空分裝置送來的氧氣，在投料前打開氧氣系列閥，經(jīng)氧氣調(diào)節(jié)閥、氧氣放空切斷閥、氧氣手動放空閥接收至氧氣消音器放空。投料后氧氣經(jīng)氧氣調(diào)節(jié)閥，上、下游切斷閥進入工藝燒嘴中心管及外環(huán)隙，中心氧流量由中心氧調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制。

料漿和氧氣經(jīng)工藝燒嘴充分混合霧化后進入氣化爐，在約6.5MPa、1350℃條件下進行部分氧化反應，生成以CO和H2為有效成份的粗煤氣。粗煤氣和熔融態(tài)灰渣一起沿下降管進入激冷室水浴，熔渣經(jīng)冷卻固化后，落入激冷室底部。洗滌過的粗煤氣從下降管和上升管的環(huán)隙上升，出激冷室經(jīng)氣液分離器分離后，激冷水經(jīng)黑水過濾器進入激冷環(huán)，呈螺旋狀沿下降管內(nèi)壁流入激冷室。

圖1所示為氣化爐工藝燒嘴冷卻水監(jiān)控系統(tǒng)的流程圖。在1350℃的高溫下，為燒嘴的正常工作溫度，在設(shè)計系統(tǒng)時，考慮到高溫的影響，為了較好的保護好燒嘴，因此在燒嘴上配置了冷卻水盤和夾套，這個裝置能夠保證燒嘴工作溫度的恒定，同時也考慮打破突然燒嘴損壞，操作人員能夠較好的維護好燒嘴部分，并關(guān)掉系統(tǒng)。燒嘴冷卻水槽中的水需要經(jīng)過加壓才能送至燒嘴冷卻換熱器，然后冷卻水又通過切斷閥進入到冷卻水盤中，后又進入到燒嘴冷卻水氣體分離器中，這樣的一個循環(huán)過程，極大的保護了燒嘴，基本能夠維持燒嘴的溫度在一個可接受的范圍內(nèi)，這樣極大的延長了燒嘴的使用壽命。需要注意的是，燒嘴冷卻水氣體分離器中需要通入少量的低壓氮氣，該低壓氮氣主要是作為一氧化碳氣體的載氣，并在回流到燒嘴冷卻水槽的過程中，并有放空管釋放到大氣中。因此可以在放空管上安裝一氧化碳監(jiān)測裝置，通過判斷一氧化碳的含量，來判斷燒嘴的工作狀態(tài)。

燒嘴冷卻水監(jiān)控系統(tǒng)主要由燒嘴冷卻水儲槽，燒嘴冷卻水泵，燒嘴冷卻水事故水槽，燒嘴冷卻水氣液分離器，燒嘴冷卻水CO檢測系統(tǒng)及配套閥門。

3監(jiān)控系統(tǒng)組成及控制方式

本控制系統(tǒng)上位機管理及監(jiān)控系統(tǒng)采用力控ForceControl V7.0來編程實現(xiàn)，本系統(tǒng)圖需要控制的對象如下：三臺氣化爐共用一個燒嘴冷卻水儲罐V1306，該儲罐的液位，脫鹽水補水調(diào)節(jié)閥LV1341，兩臺燒嘴冷卻水泵P1302A/B的出口壓力及啟停，XV1318及XV1319切斷閥，燒嘴冷卻水進出口的流量、溫度計壓力，在線檢測儀表的數(shù)據(jù)采集，三臺切換閥門的動作。所有被控制量都通過上位機實時進行監(jiān)控。該控制系統(tǒng)需要管理和監(jiān)控的軟件較多，所以將配置有力控組態(tài)軟件的PC作為服務(wù)器，為了實現(xiàn)對重

要數(shù)據(jù)的同步實時監(jiān)控，將一個客戶端PC機通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接到局域網(wǎng)，使它能與服務(wù)器進行通信。

目前的監(jiān)控界面只能是一套氣化爐一個監(jiān)控界面，這樣的不便之處就是需要經(jīng)常切換畫面，不能對運行中的氣化爐燒嘴同時進行監(jiān)控，本方案里面考慮將三個燒嘴冷卻水的監(jiān)控畫面整合在一個界面里，這樣監(jiān)盤的工藝操作人員就能夠及時監(jiān)控并發(fā)現(xiàn)問題。

監(jiān)控界面設(shè)計采用三維力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl V7.0，該軟件是一個完全集成的工業(yè)控制軟件產(chǎn)品，完全兼容微軟的32/64位Windows 7及Windows Server 2008操作系統(tǒng)，通過其提供的簡單易用的配置工具和強大的功能可針對各種規(guī)模的應用進行快速開發(fā)并部署。

監(jiān)控界面按照燒嘴冷卻水流程圖進行布置，主要有六個界面，實時監(jiān)控畫面，歷史數(shù)據(jù)曲線查看界面，報表輸出，報警記錄，事件記錄，用戶管理等功能?？蓪崟r監(jiān)控所有泵和電機閥門的開關(guān)，水槽液位，壓力溫度流量及在線分析小屋的實時數(shù)據(jù)。

燒嘴冷卻水系統(tǒng)的主監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：操作界面上可以實時監(jiān)控運行中兩臺燒嘴冷卻水監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況，還具有功能選項，還能通過手動和自動切換按鈕進行控制。點擊自動后，備用的一套將根據(jù)設(shè)置好的時間間隔定期巡回檢測；點擊手動后可以按照氣路切換流程表中的閥門位置關(guān)系表進行手動操作，根據(jù)要求指定閥門位置，實現(xiàn)切換或者固定檢測。

參考文獻

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