壳牌煤气化工艺开车优化方案
（鹤壁煤电股份有限公司 化工分公司 仪表公司，河南 鹤壁 458000）
介绍了河南能源化工集团豫北化工分公司鹤壁煤化工甲醇项目所使用得壳牌煤气化技术，并对气化炉开车过程中一些问题提出优化方案。
标签：壳牌煤气化;开车;开工烧嘴;煤烧嘴;紧急停车联锁
河南能源化工集团鹤壁煤化工年产60万吨甲醇项目煤气化装置采用荷兰壳牌煤气化技术（SCGP），设计日耗煤2850t。针对我厂壳牌气化炉在开车过程中遇到的一些重要问题，本文在工艺控制和仪表安全方面做出了一些改进。
1 开车过程中遇到的问题
1.1 开工烧嘴（SUB）点火过程中烧毁
气化炉依靠SUB（开工烧嘴）来点燃煤烧嘴，而开工烧嘴启动和停止主要通过13KS0003顺序控制来实现的。在开车过程中，点燃开工烧嘴的过程中，每次只要氧气一进入，开工烧嘴的冷却水量立马就会减小，进而低于跳车值，开工烧嘴退出。把开工烧嘴拆卸检查，发现SUB水笼套和头均已经烧毁。由此将探讨：（1）油和氧气谁先进入;（2）他们怎么配比的;（3）跟油和氧气的备压大小有无关系。
1.2 煤烧嘴点火失败
在壳牌ESD控制逻辑中，阀门之间有相互的联锁控制，通过联锁时间来实现互不干扰。但由于实际开车过程中，由于不同系统通讯时间差异、继电器动作快慢以及现场阀门动作快慢等等原因，在我们仪表对四条煤烧嘴管线上所有阀门进行开关时间测试后，发现其动作时间与逻辑中联锁时间有很大出入，这将会严重影响煤烧嘴顺控的正常进行而引起跳车事故。
1.3 紧急停车程序（13UZ0001）
控制回路13FICA-0008控制去气化炉的急冷气的流量，由预先编程的合成气产量/所需的急冷气流量关系来计算出所需的急冷气流量的设定值。原逻辑中没有考虑急冷气流量（13FI0008）低于气化炉负荷要求时温度升高这种情况，如果急冷气流量（13FI0008）低于气化炉负荷所要求的量时，气化炉出口合成气温度升高，急冷管和传热管温度也随之升高。
原设计中空分跳车信号作为气化跳车条件之一，且没有任何延时，空分跳车后直接造成气化跳车。实际生产中空分跳车后可由液氧储槽中抽取液氧来供给气化生产，因此空分跳车无需跳气化。跳车信号从空分控制室机柜引到气化控制室
机柜，气化跳车事关重大，而该信号如果一旦出现信号干扰或接线松动，即会造成气化误跳车。
2 解决措施
2.1 开工烧嘴（SUB）技改措施
我厂经过多次雾化试验和开车实验，得出最适合的氧气压力和油压，将13KS0003第九步动作中的13FIC0003的预开度调整为35% ，将13KS0003第十步动作中的13PIC0026的预开度调整为40%。将13KS0003第十二步条件中开氧阀时间由10s改为6s，让氧气提前进入。经修改后的新工况下，开工烧嘴点火过程氧油混合效果更好。
2.2 煤烧嘴技改措施
在对煤烧嘴管线上的阀门进行了实际开关测试之后，经多方协商讨论，现在煤烧嘴阀门联锁时间进行更改 （煤烧嘴共四条管线，现以1号煤线为例）：
在ESD中，13XV0110、 13XV0108、13XV0117、13XV0116、控制逻辑分别为11UZ-0011A、11UZ-0011B、11UZ-0011C、11UZ-0011D，上述四个逻辑中的延时时间T2是系统逻辑每个阀门固定的开阀时间，在开阀时间过后如果仍然阀门反馈仍未到，则表明该阀门已故障。顺控会判断该煤线开车失败，进行吹扫。
对13XV0110、13XV0108、13XV0116、13XV0117模拟正常工况压力进行阀门开关实验，得出上述阀门开阀分别的所需时间。与原程序中的阀门连锁时间进行比对，将连锁时间过长的适当缩短，而连锁事件不满足的需将T2适当延长，对更改后的阀门联锁时间进行再次测试，确保更改后的时间能完全确保顺控的顺利进行，保证煤线安全稳定。
2.3 紧急停车程序的优化
首先，在ESD卡件上新建3个AI点，将原设计去DCS的13FI0008、13PI0061、13TI0014三个AI点电缆接到ESD端子柜相应端子上。然后在ESD中组态，对13FI0008进行温压补偿计算。经温压补偿计算出的急冷气真实流量（13FI0008A）与四个烧嘴的总氧量相除，得出数值如果小于1.03（经壳牌人员确认）则送到13UZ0001上。急冷气与氧气比值低信号（13FZL0008）与急冷气压缩机跳车信号经“或”门后在于煤烧嘴运行信号“与”后得出信号后送到气化炉急停联锁（13UZ0001）。最后当气化炉急停信号（13UZ0001）触发时，ESD通过硬线向DC发出指令，在DCS上实现停车功能。
其次，空分跳车后会造成氧气压力低，氧气压力低信号13PZLLL0002也去13UZ0001，会造成气化炉跳车。氧气管线放空阀13XV0006的关信号也去13UZ0001，会造成气化炉停车。因此将空分跳车信号从13UZ0001中去掉。这样就去除一个引起误跳车的隐患。
再次，根据循环水泵泵运行试验，我们得出备泵启动时间大概为3s。将三个循环水泵三取二后的延时时间由2s改为5s，这样既满足了循环水泵的切换时间，同时保证了气化炉运行的安全性。
最后，在ESD卡件上新建1个DI点，在操作台按钮面板上新建一个按钮开关，两个按钮均为常闭。将原本设计中的按钮做“OR”处理进入连锁。修改后误碰触任一个按钮均不会造成气化停车，需手动停车时，需要手动将两个按钮均按下才能实现。
3 运行效果
经优化后的逻辑能极大保证了开工烧嘴和煤烧嘴的运行安全，同时也能实现急冷气流量和气化炉负荷比值低跳车、循环水泵切换时间不会引起误跳车这些功能，13UZ0001是气化炉平稳运行的保障，一旦误跳车会造成全场装置跳车。同时跳车条件是为了保障设备以及人身安全，如果气化炉因为某些条件该跳车但是没有跳车，就会严重损坏设备甚至危及工厂人员人身安全，因此完善气化炉急停连锁对全厂安全运行有关键的意义。
参考文献：
[1]梁永煌，游伟，章卫星.壳牌煤气化装置的常见腐蚀及对策[J].化肥设计，2012（01）.
[2]王贵昌，李华，匡正扬.壳牌煤气化工艺选择及实践体会[J].贵州化工，2010（05）.
