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[摘要]气化炉的紧急停车系统是保证系统安全稳定运行的关键系统，其正确的操控和维护至关重要。
[关键词]气化炉ESD安全
中图分类号：S24 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0375―01
1.ESD安全系统简介
气化炉内是在1400~C，2．7MPa的高温高压操作条件下，发生激烈的氧化还原反应，生成的水煤
气属于易燃、易爆的气体。为了保证设备和人员的安全，气化炉的安全系统是必不可少和尤为重要的。气化炉事故安全系统用于维持装置运转，并确保开车、停车和气化炉吹扫的安全。它有3个不同的功能：程序、联锁和自动跳闸机构。自动跳闸机构用于监控装置的运转情况，出现问题就促使气化炉停车；联锁则采取除气化炉停炉以外的其他措施；程序用于在开、停车和气化炉吹扫期间，控制阀门动作时序准确。气化炉安全系统是从开车、运行，直到停车的一整套安全自动操作监控系统。气化炉运行过程中，每执行一个步骤，无论是手动还是自动操作，安全系统将连续监控生产过程中最重要阀门的阀位状态并自动调整最主要的工艺参数，实现装置在正常或给定的参数下最佳的安全运行状态。如果阀门不在其应在的正确位置或在自动调节之后仍偏离给定的运行参数，系统将发出警报，严重时引起停车触发器动作而实现停车。当安全系统发出停车信号后，系统的停车动作就会自动地一直进行到底，而不管在动作过程中，系统是否已经恢复正常状态。只有在整个动作完成并复原后，系统才具有再次启动开车的能力。在本装置中，这些功能由ESD和DCS系统共同完成。
2.ESD安全连锁基本要求
气化炉安全联锁系统是通过系统各重要运行参数来控制进料系统各阀门的动作，进而达到系统运行安全的目的。它对现场仪表及阀门的可靠性、进料系统的安全性、控制系统的可靠性等都有很高的要求。
（1）现场仪表的可靠性：参与安全联锁的仪表、阀门必须性能稳定、可靠，联锁中对重要参数都采用三选二的跳车方式。
（2）气化炉安全联锁系统的安全性：进料系统两相关量（煤浆和氧气），采用多重联锁安全措施，确保不会使炉中过氧而发生爆炸和过煤浆而炉中熄火，具体安全措施有阀位联锁和流量联锁等。
（3）控制系统的安全性：控制系统通常采用独立的高可靠性的 ESD（紧急停车系统）。
3.ESD联锁信号
气化炉安全联锁系统中，有一部分公用系统信号，此外对应于每一对烧嘴又有一套独立的联锁系统，即两套相同的联锁系统。下面就一些具体联锁作一介绍。
3.1 公用相同联锁信号
相对于两对烧嘴来说，气化炉整个炉子的状况被看作公用系统，它包括合成气出口温度、气化炉液位、气化炉压力及高压氮气压力等。
（1）合成气出口温度
合成气出口温度高时报警，高高联锁。
（2）高压氮气压力
高压氮气压力是保证系统正常投料开车的条件。高压氮气压力低，不可进行投料前的系统复位，直到条件满足；也不允许煤浆管线及氧管线氮气吹扫阀打开。
（3）气化炉液位
保持适当的气化炉液位可以保证合成气的洗涤冷却效果，避免洗涤冷却水分布环的损坏，气化炉液位的过低会引发气化炉出口气体温度的过高。采用两台独立的液位仪表进行显示，选择其一控制调节液位，液位低低时联锁。
（4）气化炉压力
系统投料时投料介质（氧气和煤浆）与气化炉内必须有一定的差压才能保证投料的成功。投料时气化炉压力应低于煤浆管道压力与烧嘴阻力之差，通常为低于 0.6MPa。在投运另一对烧嘴时，由于气化炉内有一定的压力，必须通过提高煤浆循环压力和氧气放空压力（设置煤浆循环提压阀和氧气放空提压阀）、煤浆与氧气同气化炉保持一定的压差，才能保证投料成功。
3.2 煤浆和氧气的联锁
在新型气化炉中，任一烧嘴的煤浆系统或氧气系统出现故障时，都将造成该烧嘴的停车，否则将对炉内耐火砖造成损坏。烧嘴系统联锁的基本原则：
① 任一烧嘴的煤浆流量故障时，停该对烧嘴。
② 任一烧嘴的氧气流量故障时，停该对烧嘴。
③ 阀位联锁：煤浆截止阀打开，煤浆循环阀关闭，氧气放空阀关闭（实际中取氧气放空阀开位的非信号）时，停该对烧嘴。
④ 流量联锁：流量联锁采用三选二跳车（停该对烧嘴）方式。
（1）氮气保护系统
氮气保护系统包括高压氮气压力、煤浆管线氮气吹扫阀、氧气管线氮气吹扫阀等信号联锁系统。阀门联锁动作分开车保护动作和停车保护动作。
① 开车吹扫：在高压氮气压力高的条件下，开车前在允许氮气吹扫灯亮时，按动氮气打开按钮，氧气管线氮气吹扫阀打开，至氧气阀打开时关闭。
② 停车吹扫：系统停车时，在高压氮气压力高的条件下，氧气管线氮气吹扫阀首先打开，吹扫约 7 秒钟后，煤浆管线氮气吹扫阀打开吹扫，约 10 秒钟后关闭煤浆管线氮气吹扫阀，再约 8 秒后停止氧管高压氮吹扫。（注：氧气管线的吹扫阀不允许先于煤浆管线吹扫阀关闭，否则可能有颗粒进入氧气管线。）
（2）烧嘴冷却水系统
烧嘴冷却水系统（包括阀门）的故障可能导致单烧嘴的损坏。烧嘴冷却水系统的故障可根据入口压力过高、出口温度过高、入口流量过低、出口流量过高及回水中 CO 含量过高等判断，故障时联锁自动停车，或根据情况手动停车。烧嘴冷却水紧急切断阀从安全上考虑选用气闭阀，在正常停车时是不关闭的，在烧嘴装入气化炉后，烧嘴冷却水切断阀当且仅当烧嘴冷却水系统故障时关
3.3 气路连锁示意图及安全逻辑
作者简介
王中蒙，兖矿榆林精细化工有限公司，助理工
[关键词]气化炉ESD安全
中图分类号：S24 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0375―01
1.ESD安全系统简介
气化炉内是在1400~C，2．7MPa的高温高压操作条件下，发生激烈的氧化还原反应，生成的水煤
气属于易燃、易爆的气体。为了保证设备和人员的安全，气化炉的安全系统是必不可少和尤为重要的。气化炉事故安全系统用于维持装置运转，并确保开车、停车和气化炉吹扫的安全。它有3个不同的功能：程序、联锁和自动跳闸机构。自动跳闸机构用于监控装置的运转情况，出现问题就促使气化炉停车；联锁则采取除气化炉停炉以外的其他措施；程序用于在开、停车和气化炉吹扫期间，控制阀门动作时序准确。气化炉安全系统是从开车、运行，直到停车的一整套安全自动操作监控系统。气化炉运行过程中，每执行一个步骤，无论是手动还是自动操作，安全系统将连续监控生产过程中最重要阀门的阀位状态并自动调整最主要的工艺参数，实现装置在正常或给定的参数下最佳的安全运行状态。如果阀门不在其应在的正确位置或在自动调节之后仍偏离给定的运行参数，系统将发出警报，严重时引起停车触发器动作而实现停车。当安全系统发出停车信号后，系统的停车动作就会自动地一直进行到底，而不管在动作过程中，系统是否已经恢复正常状态。只有在整个动作完成并复原后，系统才具有再次启动开车的能力。在本装置中，这些功能由ESD和DCS系统共同完成。
2.ESD安全连锁基本要求
气化炉安全联锁系统是通过系统各重要运行参数来控制进料系统各阀门的动作，进而达到系统运行安全的目的。它对现场仪表及阀门的可靠性、进料系统的安全性、控制系统的可靠性等都有很高的要求。
（1）现场仪表的可靠性：参与安全联锁的仪表、阀门必须性能稳定、可靠，联锁中对重要参数都采用三选二的跳车方式。
（2）气化炉安全联锁系统的安全性：进料系统两相关量（煤浆和氧气），采用多重联锁安全措施，确保不会使炉中过氧而发生爆炸和过煤浆而炉中熄火，具体安全措施有阀位联锁和流量联锁等。
（3）控制系统的安全性：控制系统通常采用独立的高可靠性的 ESD（紧急停车系统）。
3.ESD联锁信号
气化炉安全联锁系统中，有一部分公用系统信号，此外对应于每一对烧嘴又有一套独立的联锁系统，即两套相同的联锁系统。下面就一些具体联锁作一介绍。
3.1 公用相同联锁信号
相对于两对烧嘴来说，气化炉整个炉子的状况被看作公用系统，它包括合成气出口温度、气化炉液位、气化炉压力及高压氮气压力等。
（1）合成气出口温度
合成气出口温度高时报警，高高联锁。
（2）高压氮气压力
高压氮气压力是保证系统正常投料开车的条件。高压氮气压力低，不可进行投料前的系统复位，直到条件满足；也不允许煤浆管线及氧管线氮气吹扫阀打开。
（3）气化炉液位
保持适当的气化炉液位可以保证合成气的洗涤冷却效果，避免洗涤冷却水分布环的损坏，气化炉液位的过低会引发气化炉出口气体温度的过高。采用两台独立的液位仪表进行显示，选择其一控制调节液位，液位低低时联锁。
（4）气化炉压力
系统投料时投料介质（氧气和煤浆）与气化炉内必须有一定的差压才能保证投料的成功。投料时气化炉压力应低于煤浆管道压力与烧嘴阻力之差，通常为低于 0.6MPa。在投运另一对烧嘴时，由于气化炉内有一定的压力，必须通过提高煤浆循环压力和氧气放空压力（设置煤浆循环提压阀和氧气放空提压阀）、煤浆与氧气同气化炉保持一定的压差，才能保证投料成功。
3.2 煤浆和氧气的联锁
在新型气化炉中，任一烧嘴的煤浆系统或氧气系统出现故障时，都将造成该烧嘴的停车，否则将对炉内耐火砖造成损坏。烧嘴系统联锁的基本原则：
① 任一烧嘴的煤浆流量故障时，停该对烧嘴。
② 任一烧嘴的氧气流量故障时，停该对烧嘴。
③ 阀位联锁：煤浆截止阀打开，煤浆循环阀关闭，氧气放空阀关闭（实际中取氧气放空阀开位的非信号）时，停该对烧嘴。
④ 流量联锁：流量联锁采用三选二跳车（停该对烧嘴）方式。
（1）氮气保护系统
氮气保护系统包括高压氮气压力、煤浆管线氮气吹扫阀、氧气管线氮气吹扫阀等信号联锁系统。阀门联锁动作分开车保护动作和停车保护动作。
① 开车吹扫：在高压氮气压力高的条件下，开车前在允许氮气吹扫灯亮时，按动氮气打开按钮，氧气管线氮气吹扫阀打开，至氧气阀打开时关闭。
② 停车吹扫：系统停车时，在高压氮气压力高的条件下，氧气管线氮气吹扫阀首先打开，吹扫约 7 秒钟后，煤浆管线氮气吹扫阀打开吹扫，约 10 秒钟后关闭煤浆管线氮气吹扫阀，再约 8 秒后停止氧管高压氮吹扫。（注：氧气管线的吹扫阀不允许先于煤浆管线吹扫阀关闭，否则可能有颗粒进入氧气管线。）
（2）烧嘴冷却水系统
烧嘴冷却水系统（包括阀门）的故障可能导致单烧嘴的损坏。烧嘴冷却水系统的故障可根据入口压力过高、出口温度过高、入口流量过低、出口流量过高及回水中 CO 含量过高等判断，故障时联锁自动停车，或根据情况手动停车。烧嘴冷却水紧急切断阀从安全上考虑选用气闭阀，在正常停车时是不关闭的，在烧嘴装入气化炉后，烧嘴冷却水切断阀当且仅当烧嘴冷却水系统故障时关
3.3 气路连锁示意图及安全逻辑
作者简介
王中蒙，兖矿榆林精细化工有限公司，助理工