本發(fā)明涉及一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

水煤漿氣化技術(shù)是以純氧和水煤漿為原料，采用氣流床反應(yīng)器，在加壓非催化條件下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，生成以一氧化碳和氫氣為有效成分的粗煤氣。水煤漿氣化爐是目前最為成熟的煤基氣化爐之一，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。水煤漿氣化爐最常見的危險是由于氧氣與水煤漿的進(jìn)料比失調(diào)，導(dǎo)致氣化爐飛溫或氣化爐、激冷室、碳洗塔內(nèi)的爆炸，由此引發(fā)了多起事故，如2002年2月6日某工廠氣化爐激冷室下降管燒壞事故，2004年12月30日某工廠氣化爐超溫爆炸事故，2007年7月某公司過氧爆炸事故。為了防止這種事故，水煤漿氣化爐大多設(shè)有多套聯(lián)鎖，如氧煤比高高聯(lián)鎖，煤漿泵停止聯(lián)鎖，煤漿流量低低聯(lián)鎖等，這些聯(lián)鎖對保護(hù)氣化爐的安全運(yùn)行起到了一定的作用。然而，這些聯(lián)鎖的啟動條件沒有針對爆炸最直接的表征參數(shù)，而是采用了間接的氧煤比等參數(shù)，導(dǎo)致啟動條件過于保守，造成氣化爐頻繁的非計劃停車。cn201410438966提供了一種基于溫度變化率、壓力變化率、壓縮機(jī)異常及氧氣流速的聯(lián)鎖方法，仍然是基于間接參數(shù)的聯(lián)鎖，無法高效解決避免過氧爆炸事故與減低非計劃停車的問題。文章“德士古水煤漿氣化裝置氣化爐過氧問題的探討”(大氮肥，32卷2期，2009：88-90)分析了造成氣化爐過氧的各種因素，提出了一些解決方案。

氣化爐過氧爆炸之前有一些前兆，過量的氧氣在系統(tǒng)中首先會導(dǎo)致深度氧化，從而引起二氧化碳超標(biāo)，甲烷減少，當(dāng)氧化所需物料不夠、分布不均及停留時間不足時，進(jìn)一步引起氧氣超標(biāo)，最終導(dǎo)致過氧爆炸。目前，對過氧爆炸這一過程沒有量化的模擬或研究，無法根據(jù)爆炸最直接的表征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)鎖與安全控制。

本發(fā)明有針對性的解決了該問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中對過氧爆炸過程沒有量化的模擬或研究、無 法根據(jù)爆炸最直接的表征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)鎖與安全控制的問題，提供一種新的防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控方法。該方法用于防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控中，具有對過氧爆炸過程的參數(shù)進(jìn)行了量化、可以根據(jù)爆炸最直接的表征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)鎖與安全控制的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控方法，通過在線監(jiān)測出氣化爐合成氣中的甲烷含量，設(shè)置合理的聯(lián)鎖啟動條件，進(jìn)行自動的緊急停車動作，具體技術(shù)方案如下：(1)在出激冷室合成氣管線或文丘里管后或碳洗塔上引出一條管線，安裝甲烷在線監(jiān)測系統(tǒng)；(2)甲烷監(jiān)測系統(tǒng)包括但不限于在線色譜、冷凝器或噴射泵、分液器、減壓閥及排氣管；(3)設(shè)置甲烷體積含量報警條件為500-700ppm，聯(lián)鎖條件為400-600ppm；(4)甲烷含量高高聯(lián)鎖動作包括但不限于關(guān)閉氣化爐氧氣進(jìn)料。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述在線色譜的數(shù)據(jù)引入集散式控制系統(tǒng)或/和可編程控制系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述聯(lián)鎖通過可編程控制系統(tǒng)執(zhí)行。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，報警通過閃爍、顏色變化或聲光信號進(jìn)行提示。

采用本專利的方法，對過氧爆炸過程的參數(shù)進(jìn)行了量化，可以根據(jù)爆炸最直接的表征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)鎖與安全控制，可以防止氣化爐過氧爆炸事故發(fā)生，并改善目前聯(lián)鎖針對性不足，設(shè)置過于保守等缺點(diǎn)，避免不必要的非計劃停車事件，取得了較好的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為氣化爐與碳洗塔簡易流程圖。

圖1中，1、氣化爐；2、激冷室下降管；3、激冷室；4、出激冷室合成氣；5、黑水；6、文丘里管；7、碳洗塔。

下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

【實(shí)施例1】

一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控方法，通過在線監(jiān)測出氣化爐合成氣中的甲烷含量，設(shè)置合理的聯(lián)鎖啟動條件，進(jìn)行自動的緊急停車動作，具體技術(shù)方案如下：

(1)如圖1所示，水煤漿和氧氣經(jīng)工藝燒嘴進(jìn)入氣化爐的燃燒室1中進(jìn)行部分氧化反應(yīng)。生成的粗合成氣和熔融態(tài)灰渣一起向下，經(jīng)過激冷環(huán)沿下降管2進(jìn)入激冷室3的水浴中。從激冷室出來飽和了水汽的合成氣4進(jìn)入文丘里管6，與黑水5混合后進(jìn)入碳洗塔7。

(2)在合成氣出激冷室管線4或文丘里管6后或碳洗塔7上引出一條管線，安裝甲烷在線監(jiān)測系統(tǒng)。

(3)甲烷監(jiān)測系統(tǒng)包括但不限于在線色譜、冷凝器或噴射泵、分液器、減壓閥及排氣管。

(4)在線色譜數(shù)據(jù)引入集散式控制系統(tǒng)(dcs)或/和可編程控制系統(tǒng)(plc)。

(5)設(shè)置甲烷體積含量報警條件為500-700ppm，聯(lián)鎖條件為400-600ppm。報警通過dcs或plc執(zhí)行，聯(lián)鎖通過plc執(zhí)行。

(6)報警可以通過閃爍、顏色變化或聲光信號進(jìn)行提示。

(7)甲烷含量低低聯(lián)鎖后，通過plc執(zhí)行動作：包括但不限于關(guān)閉氣化爐氧氣進(jìn)料。

采用本專利的方法，對過氧爆炸過程的參數(shù)進(jìn)行了量化，可以根據(jù)爆炸最直接的表征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)鎖與安全控制，可以防止氣化爐過氧爆炸事故發(fā)生，并改善目前聯(lián)鎖針對性不足，設(shè)置過于保守等缺點(diǎn)，避免不必要的非計劃停車事件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，非計劃停車減少率為24％，取得了較好的技術(shù)效果。

【比較例】

某廠水煤漿氣化爐，設(shè)有氧煤比報警與聯(lián)鎖，但沒有設(shè)甲烷在線監(jiān)測、報警與聯(lián)鎖。由于氧煤比的波動，導(dǎo)致裝置經(jīng)常出現(xiàn)非計劃停車，由于氧煤比控制關(guān)系到氣化爐的安全，故聯(lián)鎖不能取消。僅在2015年，非計劃停車次數(shù)多達(dá)10余起，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中對過氧爆炸過程沒有量化的模擬或研究、無法根據(jù)爆炸最直接的表征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)鎖與安全控制的問題。本發(fā)明通過采用一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控方法，通過在線監(jiān)測出氣化爐合成氣中的甲烷含量，設(shè)置合理的聯(lián)鎖啟動條件，進(jìn)行自動的緊急停車動作的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監(jiān)控中。

技術(shù)研發(fā)人員：孫峰;金滿平;高英杰;朱云峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.22
技術(shù)公布日：2017.09.29