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【關鍵詞】邏輯連鎖；邏輯控制；煤制氣；安全技術

1引言

本工程位于瀘州納溪區，依托當地豐富的煤礦資源，采用航天科工粉煤加壓氣化技術生產煤氣，再經由低溫甲醇洗凈化煤氣，甲烷合成技術生產化工用產品，年產量1.3伊109m3，通過外管向瀘天化輸送產品。該項目包括備煤系統、氣化裝置、變換裝置、空分裝置、壓縮裝置、界區公用工程、污水站、外管等工程等組成。本文主要介紹煤制氣氣化裝置的邏輯控制應用如何實現安全連鎖及其試驗過程。調試試驗由基礎測試步驟與邏輯聯動組成。由航天爐工藝技術原理可知，生產時，由空分廠房送出的氧氣經氧氣預熱器加熱到180益與中壓過熱蒸汽混合后，作為氧化劑經燒嘴的氧氣/蒸汽通道送入氣化爐，氧氣/蒸汽及粉煤通過燒嘴進入氣化爐內。在氣化爐內以高溫（1550益）高壓（4.0MPa）條件下進行氣化反應，生成的主要成分為CO、H2、CO2、H2O以及少量的H2S、N2、Ar、CH4的合成氣，合成氣經過洗滌和降溫后送往變換裝置。生產過程中，因產生的危害因數較多（包括CO、H2、CO2H2S、N2、高溫蒸汽、中壓蒸汽、鍋爐給水、氧氣等），為讓這些危害因數在裝置故障狀況時得到合理安全的控制，保證現場操作人員及設備的安全，在調試試運行過程中，對連鎖的合理性進行驗證，顯得十分必要。

2邏輯控制基礎試驗

煤氣化航天爐采用先進的控制系統，在安全連鎖邏輯動作前，需要確定系統在工藝程序動作的時間參數，包括輸入信號保持定時器時間、輸入信號丟失保持定時器時間、輸入信號延時定時器時間、輸入脈沖延時定時器時間、保持定時器時間等的時間測定[1]。

2.1繼電器響應時間

2.1.1調試儀器工具微機型繼電保護測試儀、數字秒表、筆記本電腦。

2.1.2調試方法用微機型繼電保護測試儀的控制輸出端接所測試繼電器線圈，此時電壓應調整系統電壓為直流24V；繼電器輸出接點端接測試儀的輸入端，測試邏輯動作時間和邏輯控制程序執行時間，分別把所要測試繼電器輸出接點接至測試儀的輸入端進行判定。繼電器響應時間實測值見表1。

2.2閥門動作時間

氣化爐閥門總類繁多，包括KTM、FISHER、FLYGER、川儀調節閥、大通閥門等。在連鎖邏輯動作下，閥門的開關時間與開關到位情況直接關系到連鎖邏輯程序的運行，因此，閥門的時間測試非常關鍵。測試方法與

2.1.2介紹的測試方法相同，采用給電磁閥電源信號，測試閥門到位信號反饋的時間間隔。閥門動作時間實測值見表2。

2.3泵啟動切換時間

泵的啟動切換主要針對氣化裝置一級負荷設備，由EPS電池供電的一系列機組。測試方法采用監測鉗形電流表讀數與電氣系統保護裝置啟動完成時間對比來判斷泵的實際啟動完成時間。泵啟動切換時間實測值見表3。

3連鎖邏輯動作分析

連鎖邏輯動作一般是因為工藝裝置出現斷水、電、汽、儀表空氣、原料、燃料，裝置失火、有毒氣體泄漏，設備故障、相鄰裝置系統故障等，導致連鎖動作或操作人員啟動緊急停車開關，對相關工序進行緊急停車。氣化裝置因生產工藝及產品的特殊性，其安全連鎖關系到系統全局，因而安全連鎖邏輯的試驗十分重要，必須確保相關設備動作正常，邏輯符合設計及現場實際需求。

3.1邏輯動作情況簡述

1）運行中，以下條件的觸發，將導致系統緊急停車。（1）以下工藝條件將觸發氣化爐緊急停車連鎖（17UZ-1001）：（2）由17UZ-1002（粉煤燒嘴的氧氣系統安全保護）、17UZ-1003（開工燒嘴的氧氣系統安全保護）觸發氣化爐緊急停車連鎖（17UZ-1001）。2）17UZ-1001觸發后，系統自動如下動作：（1）氣化爐吹掃程序17KS-1010復位；（2）啟動粉煤燒嘴停車程序17KS-1011（若是開工燒嘴運行中，則啟動開工燒嘴停車程序17KS-1003）；（3）啟動供氧程序17KS-1001停車程序，關閉17XV-1001/1002/1004/1005,若17XV-1003開啟，也將一同關閉；（4)啟動蒸汽加入程序17KS-1021停車程序；（5）打開所有氮氣吹掃閥：包括高壓氮氣去氣化爐環腔的吹掃閥17XV-1050，以及高壓氮氣去粉煤燒嘴和氧氣管線的切斷閥17XV-1111/1211/1311、17XV-1121/1122；（6）若停車由V-1702液位過低17LZLL-1040觸發，則在一個延時之后停止中壓鍋爐水循環泵P-1701A/B/C；（7）若停車由C-1701液位過低觸發，則關閉C-1701去黑水的切斷閥17XV-1012；（8）若停車由激冷水流量過低觸發，則打開事故補水閥17HV-1010。3）主控減少激冷水流量18FIYSA-1008至250m3/h。4）主控關閉合成氣洗滌塔塔板上補水閥17FV-1017和塔板下補水閥17LV-1016，分別控制激冷室液位17LI-1001在50%耀60%、洗滌塔C-1701A液位17LICA-1008在50%耀60%。5）主控確認激冷水溫度17TI-1018已降至120益，點擊17KS-1010降壓按鈕，開始執行降壓吹掃程序。6）吹掃結束后，主控確認程序已將17XV-1016打開、17PV-1013關閉。7）主控確認17XV-1016已經打開，主控打開18PV-1003將高壓閃蒸系統泄至常壓，高壓閃蒸系統泄至常壓后主控關閉18LV-1004。8）1800單元黑水/灰水系統保持大循環。9）1600單元保持進煤順空程序16KS-1001。

3.2邏輯控制動作確認

任一安全連鎖邏輯觸發后，安全連鎖均應可靠動作，并應現場核查實際動作情況，如有連鎖失靈應手動投入連鎖，保證裝置及人員安全。當邏輯程序在正常運行狀態，如使得氧氣系統放空閥17GZL1006關閥位到位信號消失，系統檢測到這一信號后立即啟動17UZ-1001程序，程序顯示氣化爐吹掃程序17KS-1010復位，氣化爐開始吹掃；供氧程序17KS-1001啟動停車程序，停止供氧且立即關閉閥門17XV-1001/1002/1004/1005；啟動蒸汽加入程序17KS-1021d的停車程序，停止供給蒸汽；打開所有氮氣吹掃閥，對需要氮氣保護的氣化爐環腔、粉煤燒嘴、氧氣管線等進行氮氣保護。其他致使裝置聯鎖停車的條件一旦被滿足，則觸發系統緊急停車程序，按照以上邏輯程序一一動作，保護裝置安全。

3.2.1現場確認當系統畫面上確認連鎖邏輯程序動作無誤后，在現場允許的情況下，應在現場確認動作設備是否處于事故狀態，泵啟動是否正常，觸發連鎖程序的條件是否真實等。

3.2.2連鎖邏輯記錄連鎖動作后，應保存每次連鎖邏輯程序動作的情況記錄，做進一步的分析對比，不斷挖掘連鎖邏輯條件形成的合理性，使得聯鎖邏輯系統得以更高效合理的運行。

4結語

連鎖邏輯的實現為裝置安全運行提供了安全保障。通過各項參數測定得以確定控制邏輯是否滿足實際的工藝控制要求，并結合現場設備運行情況做合理調整，在保障安全生產的前提下，應重點考慮各種緊急情況下系統安全連鎖邏輯動作的合理性，對優化工藝控制及設備、人生安全非常必要。在煤氣化航天爐的安全連鎖邏輯測試過程中，通過反復模擬測試裝置在事故狀態下的動作時間，逐步分析比對控制邏輯的合理性，驗證了控制邏輯的安全可靠特征。通過對航天爐裝置連鎖邏輯動作時間的嚴格測試與動作邏輯分析，在后期的生產中，不論是正常停車還是裝置出現緊急情況，連鎖裝置均運行正常，這得益于對連鎖邏輯的正確分析與嚴密驗證。

【參考文獻】

【1】王輔臣.煤炭氣化技術[M].北京:化學工業出版社,2010.

作者：謝吉寧 單位：重慶工業設備安裝集團有限公司