气化炉工艺流程课件教材.ppt

1、岳阳长炼机电工程技术有限公司乌岳阳长炼机电工程技术有限公司乌鲁木齐分公司鲁木齐分公司气化单元重要设备及工艺流程简介自控专业：张伟乔2015.6目目 录录一、气化装置代号一览一、气化装置代号一览二、气化单元主要设备介绍二、气化单元主要设备介绍三、流程简介三、流程简介四、气化炉开停车程序四、气化炉开停车程序一、气化装置代号一览一、气化装置代号一览序号主项名称主项代号备注1煤浆制备22102初期污染雨水收集池22033气化框架22204渣水处理22305气化装置内管廊22406气化装置变配电所22517煤浆制备配电所22528气化事故渣池22609污水预处理227010机柜间228011外操室229

2、012润滑油三级过滤间2291二、气化单元主要设备介绍二、气化单元主要设备介绍一、气化炉一、气化炉（位号：（位号：2220-F-100180012220-F-10018001）是以氧气为气化剂对水煤浆进行加压气化，制取原料气的）是以氧气为气化剂对水煤浆进行加压气化，制取原料气的关键设备。它分为上下两个部分，上部为燃烧室，下部为激冷室。配比好的水煤浆（烧关键设备。它分为上下两个部分，上部为燃烧室，下部为激冷室。配比好的水煤浆（烧嘴内环隙）和氧气（中心管和外环隙）通过顶部烧嘴喷入燃烧室内，在高温高压下发生嘴内环隙）和氧气（中心管和外环隙）通过顶部烧嘴喷入燃烧室内，在高温高压下发生气化反应，生成所需

3、的高温原料气（气化反应，生成所需的高温原料气（CO,H2,CO2,H2OCO,H2,CO2,H2O为主要成分），在反应压力的作用下为主要成分），在反应压力的作用下，高温原料气和熔渣通过燃烧室的下锥口进入激冷室内，与激冷水充分接触冷却后产生，高温原料气和熔渣通过燃烧室的下锥口进入激冷室内，与激冷水充分接触冷却后产生的激冷气通过激冷室上部设置的激冷气出口排出，产生的黑水和炉渣通过激冷室下部设的激冷气通过激冷室上部设置的激冷气出口排出，产生的黑水和炉渣通过激冷室下部设置的排渣口进入锁渣罐，定期排放。置的排渣口进入锁渣罐，定期排放。操作压力：操作压力：6.5MPa 6.5MPa 操作温度：操作温度：2

4、61(MAX427)/252(MAX255)261(MAX427)/252(MAX255)（燃烧室壳体（燃烧室壳体/激冷室壳体）激冷室壳体）设计压力：设计压力：7.15/-0.1MPa 7.15/-0.1MPa 设计温度：设计温度：455 455 气化炉规格：气化炉规格：D DH=3200/3800H=3200/380020711 20711 一、气化炉一、气化炉气化炉材质：气化炉材质：燃烧室壳体：燃烧室壳体：SA387Gr11CL2 激冷室壳体：激冷室壳体：SA387Gr11CL2+S31603（堆焊）（堆焊）燃烧室法兰及接管：燃烧室法兰及接管：SA336 F11CL3、SA182F11CL

5、2 激冷室法兰及接管：激冷室法兰及接管：SA336 F11CL3+S31603（堆焊）、（堆焊）、SA182F11CL2+S31603（堆焊）堆焊）燃烧室内衬：燃烧室内衬：铬铝锆砖铬铝锆砖+低铬刚玉砖低铬刚玉砖+隔热耐火砖隔热耐火砖+纤维可塑料纤维可塑料 腐蚀裕量：腐蚀裕量：6/3mm（燃烧室壳体（燃烧室壳体/激冷室壳体）激冷室壳体）气化装置采用气化装置采用 GE 水煤浆加压气化技术产生的合成气水煤浆加压气化技术产生的合成气,涉及的工业炉设备有涉及的工业炉设备有工艺烧嘴（工艺烧嘴（2220-J-10018001）、预热烧嘴（）、预热烧嘴（2220-J-10028002）二、洗涤塔二、洗涤塔 （

6、位号：（位号：2220-C-10012220-C-100180018001）用来洗涤粗合成气，以降低合成气中的灰尘。粗煤）用来洗涤粗合成气，以降低合成气中的灰尘。粗煤气先进入洗涤塔进行鼓泡增湿，然后经六块撞击式高效塔盘，最后经旋留板除沫器使气先进入洗涤塔进行鼓泡增湿，然后经六块撞击式高效塔盘，最后经旋留板除沫器使合成气含尘量达到设计要求，洗涤塔是气化装置的关键设备之一。合成气含尘量达到设计要求，洗涤塔是气化装置的关键设备之一。操作压力：操作压力：6.296.296.47MPa 6.47MPa 操作温度：操作温度：246246255 255 设计压力：设计压力：7.15/-0.1Mpa 7.15

7、/-0.1Mpa 设计温度：设计温度：283 283 设备规格：设备规格：D DH=4200 x12730 H=4200 x12730 设备材质：设备材质：13MnNiMoR+S3160313MnNiMoR+S31603（爆炸复合）（爆炸复合）腐蚀裕量：腐蚀裕量：0mm 0mm 三、锁斗三、锁斗 锁斗（位号：锁斗（位号：2220-V-10012220-V-100180018001）是供气化炉工作时储存经激冷之后的熔渣、黑）是供气化炉工作时储存经激冷之后的熔渣、黑水及气化炉在连接操作的情况下向外排渣和黑水之用的设备，是气化关键设备之一。水及气化炉在连接操作的情况下向外排渣和黑水之用的设备，是气化

8、关键设备之一。根据锁斗功能的特点，本装置的锁斗承压在根据锁斗功能的特点，本装置的锁斗承压在 0 06.68Mpa 6.68Mpa 的交替循环压力荷的交替循环压力荷 载工况下工作。锁斗需按应力分析方法进行疲劳设计，要求应力循环次数为：载工况下工作。锁斗需按应力分析方法进行疲劳设计，要求应力循环次数为：2 2 次次/小时，小时，16000 16000 次次/年，锁斗设计寿命年，锁斗设计寿命 20 20 年，总循环次数为年，总循环次数为 320000 320000 次。次。操作压力：操作压力：0 06.586.58（max:6.78max:6.78）MPa MPa 操作温度：操作温度：5959（ma

9、x:122max:122）设计压力：设计压力：7.46/-0.1Mpa 7.46/-0.1Mpa 设计温度：设计温度：278 278 排渣次数：排渣次数：2 2 次次/小时小时 设备规格：设备规格：D DH=2000 x6300 H=2000 x6300 设备材质：设备材质：Q345R+S31603Q345R+S31603（堆焊）（堆焊）腐蚀裕量：腐蚀裕量：0mm0mm四、文丘里洗涤器四、文丘里洗涤器文丘里洗涤器（位号：文丘里洗涤器（位号：2220-X-10012220-X-100180018001）是向出气化炉的合成气喷水，）是向出气化炉的合成气喷水，保证了合成气中含有足量的水分，有利于合成

10、气中的灰分被除去，是气化装置关键设保证了合成气中含有足量的水分，有利于合成气中的灰分被除去，是气化装置关键设备之一。备之一。操作压力：操作压力：6.47MPa 6.47MPa 操作温度：操作温度：252(max255)252(max255)设计压力：设计压力：7.974Mpa 7.974Mpa 设计温度：设计温度：283 283 设备规格：设备规格：D DH=850 x8659 H=850 x8659 设备材质：设备材质：Q345R+S31603Q345R+S31603（堆焊）（堆焊）腐蚀裕量：腐蚀裕量：0mm0mm五、工艺烧嘴五、工艺烧嘴位号：位号：2220-J-100180012220-J

11、-10018001 是将煤浆泵送来的制备好的煤浆与氧气通过各自流道喷入是将煤浆泵送来的制备好的煤浆与氧气通过各自流道喷入高温的气化炉燃烧室，氧气与部分煤浆迅速发生燃烧反应放出大量的热量为炉膛内后高温的气化炉燃烧室，氧气与部分煤浆迅速发生燃烧反应放出大量的热量为炉膛内后续的反应提供需要的热量。工艺烧嘴共续的反应提供需要的热量。工艺烧嘴共 16 16 台，其中台，其中 8 8台进口，台进口，8 8 台国产。台国产。操作压力：操作压力：7.8MPa/8.1MPa(7.8MPa/8.1MPa(煤浆煤浆/氧气氧气)操作温度：操作温度：40/3040/30（煤浆（煤浆/氧气）氧气）设计压力：设计压力：8.

12、1MPa/8.5MPa(8.1MPa/8.5MPa(煤浆煤浆/氧气氧气)设计温度：设计温度：84/7484/74（煤浆（煤浆/氧气）氧气）国产工艺烧嘴材质：国产工艺烧嘴材质：所有与氧气接触的部件：所有与氧气接触的部件：Inconel625 Inconel625 所有与煤浆接触的部件：所有与煤浆接触的部件：S32168 S32168 冷却水盘管全部：冷却水盘管全部：Inconel625 Inconel625 烧嘴头部采用烧嘴头部采用 UMCO50 UMCO50 钴基耐热合金或钴基耐热合金或 GH188GH188三、流程简介三、流程简介 一、气化炉流程 煤浆从高压煤浆泵送至工艺烧嘴，和来自空分的氧

13、气一起进入气化炉，氧煤浆从高压煤浆泵送至工艺烧嘴，和来自空分的氧气一起进入气化炉，氧气分两路分别经过中心管和环管进入工艺烧嘴以实现与煤浆的充分混和。开车之前，煤气分两路分别经过中心管和环管进入工艺烧嘴以实现与煤浆的充分混和。开车之前，煤浆循环回到煤浆槽。开车启动后，煤浆自动控制阀系统将循环煤浆切换至工艺烧嘴；开浆循环回到煤浆槽。开车启动后，煤浆自动控制阀系统将循环煤浆切换至工艺烧嘴；开车之前，氧气自动经由氧气消音器放空至大气。开车启动后，氧气由放空自动切换至工车之前，氧气自动经由氧气消音器放空至大气。开车启动后，氧气由放空自动切换至工艺烧嘴。艺烧嘴。在气化炉燃烧室内，氧气和煤浆在约在气化炉燃烧

14、室内，氧气和煤浆在约13001400 13001400 和和6.5MPa.G6.5MPa.G的条件下进行的条件下进行燃烧和部分氧化反应。燃烧室内衬耐火砖，使外壳温度保持在约燃烧和部分氧化反应。燃烧室内衬耐火砖，使外壳温度保持在约285-315 285-315 之间。燃之间。燃烧产物为含少量杂质（包括氯化物、硫化物、氮、氩、和甲烷）的粗煤气、液态炉渣和烧产物为含少量杂质（包括氯化物、硫化物、氮、氩、和甲烷）的粗煤气、液态炉渣和细小固体颗粒。燃烧产物离开燃烧室经下降管进入充满水的激冷室，炉渣在水浴中固化细小固体颗粒。燃烧产物离开燃烧室经下降管进入充满水的激冷室，炉渣在水浴中固化，下沉至气化炉的底部

15、。粗煤气在激冷室与水直接接触冷却，大部分微粒留在水中，粗，下沉至气化炉的底部。粗煤气在激冷室与水直接接触冷却，大部分微粒留在水中，粗煤气经上升管（即降液管的外部环隙）从侧面离开气化炉煤气经上升管（即降液管的外部环隙）从侧面离开气化炉 一、气化炉流程 并经文丘里洗涤器进入洗涤塔。来自变换的高压工艺凝液喷入出气化炉的粗煤气以防并经文丘里洗涤器进入洗涤塔。来自变换的高压工艺凝液喷入出气化炉的粗煤气以防止固体在管路中累积。止固体在管路中累积。激冷水被送至下降管顶部的激冷环，并顺管壁流入激冷室。可激冷水被送至下降管顶部的激冷环，并顺管壁流入激冷室。可能堵塞激冷环出水口的大固体颗粒由上游的激冷水过滤器除去

16、。来自高压灰水泵的一根能堵塞激冷环出水口的大固体颗粒由上游的激冷水过滤器除去。来自高压灰水泵的一根旁通管线至激冷室用以补充可能的夹带损失并且维持激冷室液位。开车工况下，气化炉旁通管线至激冷室用以补充可能的夹带损失并且维持激冷室液位。开车工况下，气化炉排污黑水经开工冷却器去沉降槽，直至气化炉有足够的压力，黑水改去高压闪蒸系统。排污黑水经开工冷却器去沉降槽，直至气化炉有足够的压力，黑水改去高压闪蒸系统。正常操作工况下，激冷室中的黑水经过液位控制排放至高压闪蒸罐。这股流体含有大部正常操作工况下，激冷室中的黑水经过液位控制排放至高压闪蒸罐。这股流体含有大部分细小固体颗粒。分细小固体颗粒。气化炉燃烧室安

17、装有热电偶用来指示反应温度。洗涤塔出口设置连气化炉燃烧室安装有热电偶用来指示反应温度。洗涤塔出口设置连续分析仪分析测定粗煤气中的甲烷含量，用于间接判断气化炉反应温度。续分析仪分析测定粗煤气中的甲烷含量，用于间接判断气化炉反应温度。在预热和停在预热和停车期间，激冷室中过量的水直接排至渣池或经过开工冷却器去沉降槽。从气化炉引一根车期间，激冷室中过量的水直接排至渣池或经过开工冷却器去沉降槽。从气化炉引一根副线去洗涤塔，在开车阶段用以循环黑水直至压力足够高，在液位控制下改排至高压闪副线去洗涤塔，在开车阶段用以循环黑水直至压力足够高，在液位控制下改排至高压闪蒸罐。蒸罐。气化炉激冷室水浴收集的粗渣送至锁斗

18、系统。气化炉激冷室水浴收集的粗渣送至锁斗系统。一、气化炉流程一、气化炉流程 工艺烧嘴处于气化炉燃烧室的高温区，由水夹套和不断有水循环的冷却盘管保护工艺烧嘴处于气化炉燃烧室的高温区，由水夹套和不断有水循环的冷却盘管保护。烧嘴冷却水系统是一个低压封闭回路水系统。冷却水压力低于气化炉操作压力以防。烧嘴冷却水系统是一个低压封闭回路水系统。冷却水压力低于气化炉操作压力以防止水泄漏到气化炉的耐火材料层中，那样会损坏耐火材料并使气化炉外壳受压。止水泄漏到气化炉的耐火材料层中，那样会损坏耐火材料并使气化炉外壳受压。冷冷却水系统由烧嘴冷却水槽、烧嘴冷却水泵和烧嘴冷却水冷却器组成。当冷却水压力过却水系统由烧嘴冷却

19、水槽、烧嘴冷却水泵和烧嘴冷却水冷却器组成。当冷却水压力过低或运行泵故障时备用泵自动开启，每台泵备有事故电源。冷却回水流入相对应的烧低或运行泵故障时备用泵自动开启，每台泵备有事故电源。冷却回水流入相对应的烧嘴冷却水气液分离罐。分离器出口设置嘴冷却水气液分离罐。分离器出口设置 COCO分析仪，可及早警示有合成气泄漏到冷却分析仪，可及早警示有合成气泄漏到冷却水系统中。在烧嘴冷却水泵切换至事故电源期间，由事故烧嘴冷却水罐提供备用冷却水系统中。在烧嘴冷却水泵切换至事故电源期间，由事故烧嘴冷却水罐提供备用冷却水。水。在开车之前，用预热烧嘴代替工艺烧嘴，将气化炉预热至约在开车之前，用预热烧嘴代替工艺烧嘴，将

20、气化炉预热至约12001200。预热烧嘴。预热烧嘴用燃料正常情况使用燃料气，开车烘炉用用燃料正常情况使用燃料气，开车烘炉用 LPG LPG，预热提温用柴油。由开工抽引器用，预热提温用柴油。由开工抽引器用低压蒸汽将气化炉内抽成部分真空，将燃烧所需的空气引入气化炉。蒸汽和燃烧烟气低压蒸汽将气化炉内抽成部分真空，将燃烧所需的空气引入气化炉。蒸汽和燃烧烟气被排至安全位置。气化装置设置了被排至安全位置。气化装置设置了2 2 台高压氮气吹扫罐和台高压氮气吹扫罐和8 8 台高压氮气缓冲罐。台高压氮气缓冲罐。停停车后，高压氮气吹扫罐向工艺烧嘴、煤浆和氧气管路吹扫高压氮气。车后，高压氮气吹扫罐向工艺烧嘴、煤浆和

21、氧气管路吹扫高压氮气。粗煤气洗涤系统粗煤气洗涤系统 来自气化炉的粗煤气进入文丘里洗涤器被充分浸湿，以利于气体中的固体颗粒来自气化炉的粗煤气进入文丘里洗涤器被充分浸湿，以利于气体中的固体颗粒从洗涤塔中被除去。文丘里洗涤器的洗涤水来自于文丘里洗涤水泵。浸湿的粗煤气从洗涤塔中被除去。文丘里洗涤器的洗涤水来自于文丘里洗涤水泵。浸湿的粗煤气进入洗涤塔并通过下降管进入到洗涤塔塔釜的水中，气体中夹带的大多数固体被除进入洗涤塔并通过下降管进入到洗涤塔塔釜的水中，气体中夹带的大多数固体被除掉。粗煤气经下降管外部环隙上升到洗涤塔上部塔盘，与高压冷凝液逆流接触洗掉掉。粗煤气经下降管外部环隙上升到洗涤塔上部塔盘，与高

22、压冷凝液逆流接触洗掉残留的固体颗粒。由变换来的高压冷凝液（开车阶段由变换来的锅炉给水提供）供残留的固体颗粒。由变换来的高压冷凝液（开车阶段由变换来的锅炉给水提供）供给两处：洗涤塔塔盘和气化炉粗煤气出口。如果高压冷凝液过量，也可以通过流量给两处：洗涤塔塔盘和气化炉粗煤气出口。如果高压冷凝液过量，也可以通过流量控制进入洗涤塔塔釜。脱氧槽来的灰水经高压灰水泵加压再经灰水加热器加热后进控制进入洗涤塔塔釜。脱氧槽来的灰水经高压灰水泵加压再经灰水加热器加热后进入洗涤塔维持液位。开停车阶段，洗涤塔需使用锅炉给水维持液位。入洗涤塔维持液位。开停车阶段，洗涤塔需使用锅炉给水维持液位。在洗涤塔塔在洗涤塔塔盘上部，

23、除沫器除去粗煤气夹带的水滴后，干净的粗煤气经气动切断阀进入下游工盘上部，除沫器除去粗煤气夹带的水滴后，干净的粗煤气经气动切断阀进入下游工艺单元，该阀由控制室的手动控制器启动。在开车和停车阶段，气体在压力控制下艺单元，该阀由控制室的手动控制器启动。在开车和停车阶段，气体在压力控制下送至火炬。送至火炬。洗涤塔出口安装有在线分析仪，每台气化炉采用单独红外线分析仪分洗涤塔出口安装有在线分析仪，每台气化炉采用单独红外线分析仪分别测量别测量COCO、CO2 CO2 和和CH4 CH4，设热导式氢气分析仪测量，设热导式氢气分析仪测量 H2 H2 含量，并单设含量，并单设 O2 O2 分析仪检分析仪检测粗煤气

24、组分，防止气化炉过氧。测粗煤气组分，防止气化炉过氧。洗涤塔底部的水和固体经过流量控制被排放至洗涤塔底部的水和固体经过流量控制被排放至高压闪蒸罐。高压闪蒸罐。从洗涤塔黑水出口之上抽出部分黑水送至激冷水泵和文丘里洗涤水从洗涤塔黑水出口之上抽出部分黑水送至激冷水泵和文丘里洗涤水泵。在停车阶段，通过手动控制将灰水绕过灰水加热器，直接供给激冷水泵以预防泵。在停车阶段，通过手动控制将灰水绕过灰水加热器，直接供给激冷水泵以预防汽蚀。汽蚀。排渣系统排渣系统 来自气化炉激冷室的的渣水流入锁斗。从锁斗上部引出相对干净的水，用锁斗来自气化炉激冷室的的渣水流入锁斗。从锁斗上部引出相对干净的水，用锁斗循环泵将其送至气化

25、炉激冷室底部，通过这股水的循环，将激冷室底部的渣和其它固循环泵将其送至气化炉激冷室底部，通过这股水的循环，将激冷室底部的渣和其它固体冲至锁斗。体冲至锁斗。在一个预设的时间周期（通常约在一个预设的时间周期（通常约3030分钟）之后，自动计时器启动一次分钟）之后，自动计时器启动一次锁斗卸料循环。在卸料循环过程中，气化炉与锁斗之间的切断阀关闭，锁斗循环泵连锁斗卸料循环。在卸料循环过程中，气化炉与锁斗之间的切断阀关闭，锁斗循环泵连接锁斗的正常吸入口切断，锁斗循环泵至气化炉的循环水以最小流量送至泵自身的入接锁斗的正常吸入口切断，锁斗循环泵至气化炉的循环水以最小流量送至泵自身的入口。锁斗通过与锁斗冲洗水罐

26、相连的管道卸压。卸压后，向卸压管线中通入灰水冲洗口。锁斗通过与锁斗冲洗水罐相连的管道卸压。卸压后，向卸压管线中通入灰水冲洗固体颗粒。然后打开锁斗出口阀将渣和水送至渣池内的捞渣机上。在打开锁斗出口阀固体颗粒。然后打开锁斗出口阀将渣和水送至渣池内的捞渣机上。在打开锁斗出口阀前，暂时关闭渣池隔离阀，使带有捞渣机的这部分渣池与另一部分隔离开，便于渣的前，暂时关闭渣池隔离阀，使带有捞渣机的这部分渣池与另一部分隔离开，便于渣的沉淀和送出。沉淀和送出。在卸料期间，打开锁斗冲洗水罐底部出口阀，用较干净的灰水置换锁在卸料期间，打开锁斗冲洗水罐底部出口阀，用较干净的灰水置换锁斗中的水和渣。在到达设定时间后或锁斗冲

27、洗水罐到达低液位时将锁斗出口阀关闭，斗中的水和渣。在到达设定时间后或锁斗冲洗水罐到达低液位时将锁斗出口阀关闭，这样可以确保锁斗中仍充满水。当锁斗放空达到高限液位或灰水泵开始向锁斗冲洗罐这样可以确保锁斗中仍充满水。当锁斗放空达到高限液位或灰水泵开始向锁斗冲洗罐中注入灰水时，将锁斗冲洗水罐出口阀关闭。用高压冷凝液或来自高压灰水泵的除氧中注入灰水时，将锁斗冲洗水罐出口阀关闭。用高压冷凝液或来自高压灰水泵的除氧水给锁斗充压。当锁斗与气化炉之间的压差小于给定值时，重新打开锁斗入口阀。同水给锁斗充压。当锁斗与气化炉之间的压差小于给定值时，重新打开锁斗入口阀。同时，打开锁斗至锁斗循环泵的阀门，关闭锁斗循环泵

28、回流阀。整个卸料循环（降压、时，打开锁斗至锁斗循环泵的阀门，关闭锁斗循环泵回流阀。整个卸料循环（降压、卸料、水置换、充压）用时约卸料、水置换、充压）用时约2 2 分钟。分钟。大约大约5 5 分钟后重新打开渣池隔离阀，碳渣水分钟后重新打开渣池隔离阀，碳渣水流入。渣池泵将渣池干净侧的渣水送至黑水闪蒸系统的第一真空闪蒸罐。流入。渣池泵将渣池干净侧的渣水送至黑水闪蒸系统的第一真空闪蒸罐。如果需要如果需要，可将一股临时灰水注入渣池干净的一侧以稀释渣水的固体含量。，可将一股临时灰水注入渣池干净的一侧以稀释渣水的固体含量。在气化炉预热循在气化炉预热循环阶段，激冷室中的水排入渣池。预热水泵将预热水送回激冷环。

29、环阶段，激冷室中的水排入渣池。预热水泵将预热水送回激冷环。四、复杂控制系统四、复杂控制系统 一、氧煤比（一、氧煤比（O/CO/C）控制）控制 煤气化工艺最复杂的控制系统是氧煤比（煤气化工艺最复杂的控制系统是氧煤比（O/CO/C）控制，它包括）控制，它包括:煤浆流量控制回路煤浆流量控制回路，含煤浆流量测量、中值选择、流量调节三个环节。，含煤浆流量测量、中值选择、流量调节三个环节。氧气流量控制回路，含氧气氧气流量控制回路，含氧气流量测量、温度压力补偿、氧气纯度校正、流量调节四个环节。流量测量、温度压力补偿、氧气纯度校正、流量调节四个环节。负荷控制和负荷控制和交叉限幅选择控制。交叉限幅选择控制。煤浆

30、流量采用三台电磁流量计测量，煤浆泵转速也折算成煤煤浆流量采用三台电磁流量计测量，煤浆泵转速也折算成煤浆流量值，通过选择开关，煤浆泵转速折算的煤浆流量可取代前浆流量值，通过选择开关，煤浆泵转速折算的煤浆流量可取代前 2 2 个煤浆流量传个煤浆流量传感器中的一个，三个煤浆流量值在感器中的一个，三个煤浆流量值在 DCS DCS 中作中值选择，选中的流量信号作煤浆流中作中值选择，选中的流量信号作煤浆流量调节信号。煤浆流量调节信号与速度信号相比较后，经量调节信号。煤浆流量调节信号与速度信号相比较后，经 PID PID 运算，调节信号去运算，调节信号去变频调速器调节煤浆泵转速。这是煤浆流量控制回路。变频调

31、速器调节煤浆泵转速。这是煤浆流量控制回路。氧气流量用文丘里流量计氧气流量用文丘里流量计测量，同时测量氧气温度和压力，在测量，同时测量氧气温度和压力，在 DCS DCS 中作温度和压力补偿，然后经氧气纯度中作温度和压力补偿，然后经氧气纯度修正，此信号输入氧气流量调节单元，进行氧气流量调节回路。修正，此信号输入氧气流量调节单元，进行氧气流量调节回路。气化炉的负荷控气化炉的负荷控制在制在 DCS DCS 上设手动负荷控制器，可控制负荷范围为上设手动负荷控制器，可控制负荷范围为 6060110110。为避免过大的生。为避免过大的生产负荷扰动，设限幅器，限制负荷升降速率在一定的范围内。同时，设交叉限幅控

32、产负荷扰动，设限幅器，限制负荷升降速率在一定的范围内。同时，设交叉限幅控制。交叉限幅控制是典型的燃烧控制系统，负荷提高时，首先提高煤浆流量，然后制。交叉限幅控制是典型的燃烧控制系统，负荷提高时，首先提高煤浆流量，然后提高氧气流量；负荷降低时首先降低氧气流量，然后降低煤浆流量，这是通过高、提高氧气流量；负荷降低时首先降低氧气流量，然后降低煤浆流量，这是通过高、低选择器实现的。交叉限幅控制是一种安全控制策略。低选择器实现的。交叉限幅控制是一种安全控制策略。二、锁斗控制程序二、锁斗控制程序气化过程排渣是间断的，定时程序排放，锁斗系统包括锁斗、渣池、锁斗循环泵、气化过程排渣是间断的，定时程序排放，锁斗

33、系统包括锁斗、渣池、锁斗循环泵、程控阀和相应的仪表组成。锁斗在气化炉下部，两台设备之间用管道和两个切断阀程控阀和相应的仪表组成。锁斗在气化炉下部，两台设备之间用管道和两个切断阀相连。锁斗到渣池之间用一个切断阀相连。在大部分时间里，锁斗下部的切断阀是相连。锁斗到渣池之间用一个切断阀相连。在大部分时间里，锁斗下部的切断阀是常闭的，而上部的两个锁渣阀是常开的，气化炉燃烧后形成的灰渣连续地落入锁斗常闭的，而上部的两个锁渣阀是常开的，气化炉燃烧后形成的灰渣连续地落入锁斗中。到一个预定的时间，则启动一个排渣程序，将渣排出，这就是锁斗排渣程序控中。到一个预定的时间，则启动一个排渣程序，将渣排出，这就是锁斗排

34、渣程序控制。制。程序分程序分5 5个过程，说明如下：个过程，说明如下：泄压过程泄压过程泄压过程开始时，首先关闭锁斗入口渣阀，确认入口渣阀关闭后，打开减压阀，通泄压过程开始时，首先关闭锁斗入口渣阀，确认入口渣阀关闭后，打开减压阀，通过冲洗水罐，使锁斗压力降低。此时，确认渣池排渣阀关闭。过冲洗水罐，使锁斗压力降低。此时，确认渣池排渣阀关闭。清洗过程清洗过程洗净阀打开，冲洗锁斗入口阀以下管道，将灰渣冲洗至锁斗。过程时间较短，由计洗净阀打开，冲洗锁斗入口阀以下管道，将灰渣冲洗至锁斗。过程时间较短，由计时器定时，然后关闭洗净阀和减压阀。检查冲洗水罐液位是否为高。时器定时，然后关闭洗净阀和减压阀。检查冲洗

35、水罐液位是否为高。排渣过程排渣过程完成上述过程后，打开冲洗水阀，检查锁斗入口渣阀仍为关闭状态，锁斗压力在低完成上述过程后，打开冲洗水阀，检查锁斗入口渣阀仍为关闭状态，锁斗压力在低位，打开锁斗出口渣阀。冲洗水由锁斗冲洗水罐冲入锁斗，将灰渣冲入渣池。此时位，打开锁斗出口渣阀。冲洗水由锁斗冲洗水罐冲入锁斗，将灰渣冲入渣池。此时，洗净水阀也打开。，洗净水阀也打开。冲洗排渣过程一直继续到锁斗冲洗水罐液位低，然后计时器令锁斗出口渣阀关闭，冲洗排渣过程一直继续到锁斗冲洗水罐液位低，然后计时器令锁斗出口渣阀关闭，洗净水阀关闭。锁斗顶部的冲洗水罐液位为低，关闭冲洗水阀。排渣过程到此为止洗净水阀关闭。锁斗顶部的冲

36、洗水罐液位为低，关闭冲洗水阀。排渣过程到此为止。冲洗水阀关闭后，锁斗与锁斗冲洗水罐断开，对锁斗冲洗水罐通过流量调节回路。冲洗水阀关闭后，锁斗与锁斗冲洗水罐断开，对锁斗冲洗水罐通过流量调节回路补充水，直至液位高联锁。补充水，直至液位高联锁。充压过程充压过程冲洗水阀关闭后，锁斗开始加压。加压是通过打开加压阀进行的。锁斗压力由压力冲洗水阀关闭后，锁斗开始加压。加压是通过打开加压阀进行的。锁斗压力由压力变送器检测，并由压差开关控制，当压力上升到与气化炉出口压力差为变送器检测，并由压差开关控制，当压力上升到与气化炉出口压力差为xxMpaxxMpa时，时，充压过程结束，加压阀关闭。充压过程结束，加压阀关闭

37、。集渣过程集渣过程加压阀关闭的同时打开锁斗入口渣阀，灰渣由气化炉的激冷室通过锁斗入口渣阀收加压阀关闭的同时打开锁斗入口渣阀，灰渣由气化炉的激冷室通过锁斗入口渣阀收集到锁斗中，开始较长时间的渣收集过程。在此过程中，循环水泵入口阀打开，旁集到锁斗中，开始较长时间的渣收集过程。在此过程中，循环水泵入口阀打开，旁路阀关闭，锁斗一部分灰水通过循环泵返回激冷室。当灰渣收集过程结束时，旁路路阀关闭，锁斗一部分灰水通过循环泵返回激冷室。当灰渣收集过程结束时，旁路阀打开，循环水泵入口阀关闭。阀打开，循环水泵入口阀关闭。以上程序控制由计时器完成，计时器自动使程序再次循环，周而复始。以上程序控制由计时器完成，计时器

38、自动使程序再次循环，周而复始。每个阀门的开关动作必须在每个阀门的开关动作必须在1212秒内完成，并确认阀门动作到位，否则程序认为阀门秒内完成，并确认阀门动作到位，否则程序认为阀门故障而自动停止程序执行。排渣过程因原料不同，时间不同，但大致时间安排是故障而自动停止程序执行。排渣过程因原料不同，时间不同，但大致时间安排是3030分钟。排渣程序在分钟。排渣程序在DCSDCS上编程和运行，时间顺序的值可以根据实际情况修改。程序上编程和运行，时间顺序的值可以根据实际情况修改。程序可以在任意过程中止和重新运行，可以保持某个过程，也可以此过程从头开始运行可以在任意过程中止和重新运行，可以保持某个过程，也可以

39、此过程从头开始运行程序。程序。三、激冷室液位测量和调节三、激冷室液位测量和调节 气化过程的融渣和粗合成气通过激冷室的水冷，使高达气化过程的融渣和粗合成气通过激冷室的水冷，使高达1300130015001500以上的以上的物料激冷至物料激冷至250250左右，熔渣经激冷变成细渣，通过下降管和锁渣阀到达锁斗，粗左右，熔渣经激冷变成细渣，通过下降管和锁渣阀到达锁斗，粗合成气通过环隙和挡板送出气化炉。气化炉激冷室要保持一定的液位，才能使高温合成气通过环隙和挡板送出气化炉。气化炉激冷室要保持一定的液位，才能使高温融渣和粗合成气激冷下来，所以气化炉激冷室液位是非常重要的，它参与气化炉安融渣和粗合成气激冷下

40、来，所以气化炉激冷室液位是非常重要的，它参与气化炉安全联锁系统，当其液位低低时气化炉系列联锁停车。因为激冷室液位的重要生，故全联锁系统，当其液位低低时气化炉系列联锁停车。因为激冷室液位的重要生，故设置三取二逻辑，设置三取二逻辑，3 3台全选用双法兰远传式液位变送器，且在就地设有显示仪表，台全选用双法兰远传式液位变送器，且在就地设有显示仪表，以便现场随时观察。以便现场随时观察。激冷室液位测量是为了自动调节液位，使液位保持在操作设定值。自动调激冷室液位测量是为了自动调节液位，使液位保持在操作设定值。自动调节采用串级调节系统，即采用激冷室液位串级调节激冷室排出黑水量。激冷室液位节采用串级调节系统，即

41、采用激冷室液位串级调节激冷室排出黑水量。激冷室液位的三台测量仪表信号输入的三台测量仪表信号输入DCSDCS中，经过校对选择准确者用于液位控制器的输入信号中，经过校对选择准确者用于液位控制器的输入信号，经，经PIDPID运算，输出控制信号去激冷室黑水排出流量控制器作为设定值。流量控制运算，输出控制信号去激冷室黑水排出流量控制器作为设定值。流量控制器自动控制两个并联的调节阀；根据操作情况，用手动选择两个阀门中任一个或两器自动控制两个并联的调节阀；根据操作情况，用手动选择两个阀门中任一个或两个来调节，由于激冷室底部黑水含渣量较多，这两个调节阀除常规接收流量控制器个来调节，由于激冷室底部黑水含渣量较多

42、，这两个调节阀除常规接收流量控制器控制信号，还定时接收一个脉冲信号，使调节阀定期打开一定开度，保持一个时间控制信号，还定时接收一个脉冲信号，使调节阀定期打开一定开度，保持一个时间间隔以排放灰渣。调节阀脉冲设定的时间、速度和时间间隔根据操作运行情况在间隔以排放灰渣。调节阀脉冲设定的时间、速度和时间间隔根据操作运行情况在DCSDCS上可调。上可调。四、其他重要控制回路四、其他重要控制回路1.1.洗涤塔液位测量和调节洗涤塔液位测量和调节洗涤塔液位测量、调节和气化炉激冷室液位测量、调节相似，也采用洗涤塔液位测量、调节和气化炉激冷室液位测量、调节相似，也采用3 3台液位计进台液位计进行测量调节。洗涤塔液

43、位测量选用的是双法兰液位变送器（罗斯蒙特）。行测量调节。洗涤塔液位测量选用的是双法兰液位变送器（罗斯蒙特）。2.2.气化炉压力调节气化炉压力调节气化炉压力在气化装置开车和停车（故障紧急停车或计划停车）时由调节阀自动调气化炉压力在气化装置开车和停车（故障紧急停车或计划停车）时由调节阀自动调节。开车时通过它调节气化炉压力，当达到全负荷时通过调节阀的气体流速很大，节。开车时通过它调节气化炉压力，当达到全负荷时通过调节阀的气体流速很大，高速气流的气蚀和其中渣颗粒的磨蚀很厉害。操作正常后向变换工段送气时，阀门高速气流的气蚀和其中渣颗粒的磨蚀很厉害。操作正常后向变换工段送气时，阀门由几乎全开到慢慢关闭，两

44、端压差逐渐加大，全关时达到最高压差，即气化炉操作由几乎全开到慢慢关闭，两端压差逐渐加大，全关时达到最高压差，即气化炉操作压力，此时要求不能泄漏，所以阀门有较严格的技术要求。压力，此时要求不能泄漏，所以阀门有较严格的技术要求。预热烧嘴（升温曲线）烘炉建立激冷水流量气化炉开车程序气化炉开车程序开车前准备1.配管安装完成2.装置吹扫完成3.气化炉砌砖完成SIS系统安全联锁复位有关阀门动作情况确认停预热烧嘴，改工艺烧嘴。自然降温，检查后再预热，在装工艺烧嘴气化炉、洗涤塔氮气置换建立煤浆循环建立洗涤水循环1.先投运洗涤塔2.启动激冷水泵建立氧气流量，通过消音器放空最后确认所有投料条件气化炉投料（煤浆，氧

45、气）尽快开启煤浆管线冲洗，激冷水排水切至黑水闪蒸系统 开车逻辑说明：开车逻辑说明：气化炉开车（投料）程序的启动在气化炉开车（投料）程序的启动在DCSDCS上进行，自动完成以下一系列动作：上进行，自动完成以下一系列动作：开车命令送至料浆第一道切断阀，电磁阀动作，仪表压缩空气推动活塞执行机构，使第一切开车命令送至料浆第一道切断阀，电磁阀动作，仪表压缩空气推动活塞执行机构，使第一切断阀打开，延时后，程序命令使第二切断阀逐渐打开。当打开至断阀打开，延时后，程序命令使第二切断阀逐渐打开。当打开至xxxx时，阀位信号使料浆循时，阀位信号使料浆循环阀关闭。煤浆通过烧嘴进入气化炉。环阀关闭。煤浆通过烧嘴进入气

46、化炉。开车信号同时送到两个氧气切断阀间的高压氮气密封阀，使其关闭。开车信号同时送到两个氧气切断阀间的高压氮气密封阀，使其关闭。开车信号在延时后，送至氧气下游切断阀，令其打开；并令高压氮气吹扫阀打开开车信号在延时后，送至氧气下游切断阀，令其打开；并令高压氮气吹扫阀打开x x秒，在氧气秒，在氧气下游管线上用高压氮气作一个短时吹扫，然后关闭，此阀关闭信号后过十多秒，送至氧气放下游管线上用高压氮气作一个短时吹扫，然后关闭，此阀关闭信号后过十多秒，送至氧气放空阀，使其关闭。放空阀关闭至空阀，使其关闭。放空阀关闭至xxxx时，自动发信号给氧气上游切断阀打开。当氧气上游切时，自动发信号给氧气上游切断阀打开。

47、当氧气上游切断阀打开后，则氧气流至工艺烧嘴，高压氧气喷射并雾化煤浆，喷入高温炉膛内燃烧。断阀打开后，则氧气流至工艺烧嘴，高压氧气喷射并雾化煤浆，喷入高温炉膛内燃烧。如果氧气流量没有建立起来，由下游氧气切断阀接到信号起如果氧气流量没有建立起来，由下游氧气切断阀接到信号起xxxx秒，则说明点火失败，发出停秒，则说明点火失败，发出停车信号，车信号，SISSIS转入停车程序。转入停车程序。气化炉联锁停车因素及过程气化炉联锁停车因素及过程气化炉工艺过程不正常，引起一些参数超标，或工艺和仪表设备故障，就会触发安气化炉工艺过程不正常，引起一些参数超标，或工艺和仪表设备故障，就会触发安全联锁紧急停车系统，使气

48、化炉甚至气化装置自动按预定程序停车。操作人员也可全联锁紧急停车系统，使气化炉甚至气化装置自动按预定程序停车。操作人员也可以手动触发安全联锁系统进行停车。停车触发的因素如下：以手动触发安全联锁系统进行停车。停车触发的因素如下：开车时氧气流量建立时间超过开车时氧气流量建立时间超过xxxx秒，点火失败；秒，点火失败；煤浆流量低低；煤浆流量低低；煤浆进料泵速度低低；煤浆进料泵速度低低；氧气流量低低；氧气流量低低；气化炉粗合成气出口温度高高；气化炉粗合成气出口温度高高；激冷室液位低低；激冷室液位低低；气化炉压差低低，高高；气化炉压差低低，高高；工艺烧嘴压差低低，高高；工艺烧嘴压差低低，高高；煤浆循环阀阀

49、位高高；煤浆切断阀阀位低低；煤浆循环阀阀位高高；煤浆切断阀阀位低低；氧气切断阀阀位低低；氧气放空阀阀位高高；氧气切断阀阀位低低；氧气放空阀阀位高高；洗涤塔进料槽液位低低；洗涤塔进料槽液位低低；工艺烧嘴冷却水系统故障联锁；工艺烧嘴冷却水系统故障联锁；料浆泵停车。料浆泵停车。以上是气化炉本系列工艺过程参数和仪表设备故障引起的触发安全联锁系统启动的因素。非以上是气化炉本系列工艺过程参数和仪表设备故障引起的触发安全联锁系统启动的因素。非本系列故障或不正常条件引起的联锁系统动作的触发因素有：本系列故障或不正常条件引起的联锁系统动作的触发因素有：仪表空气压力低低；空分装置停车；手动紧急停车。仪表空气压力低

50、低；空分装置停车；手动紧急停车。安全联锁系统被触发后，气化炉工艺过程系列按预定程序自动停车，发生以下动作。安全联锁系统被触发后，气化炉工艺过程系列按预定程序自动停车，发生以下动作。立即同时执行立即同时执行关闭氧气管道上两个切断阀和氧气调节阀；关闭氧气管道上两个切断阀和氧气调节阀；停高压煤浆泵；停高压煤浆泵；洗涤塔塔盘洗涤水流量控制阀关闭；洗涤塔塔盘洗涤水流量控制阀关闭；打开高压氮吹扫阀，吹扫氧气下游切断阀至工艺烧嘴以下管线，包括氧气中心管，防止气打开高压氮吹扫阀，吹扫氧气下游切断阀至工艺烧嘴以下管线，包括氧气中心管，防止气化炉回火。化炉回火。延时延时x x秒钟，关闭煤浆两道切断阀；秒钟，关闭煤