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摘 要： 本文对壳牌煤气化工艺中一些连锁保护系统的多项改造进行了介绍，并简要分析了其改进后的效果。
关键词： 壳牌煤气化 连锁保护 改进
在国内使用的壳牌煤气化生产甲醇工艺中，壳牌煤气化装置负责将原料煤经过气化反应制成粗合成气送甲醇合成界区，是整个甲醇工程的重要生产环节。该装置采用引进技术，与类似技术相比，单台生产能力大、无需备炉、冷煤气效率高、热量回收充分、自动化程度高、节能、环保、安全；关键设备由国外进口，具有结构复杂、制造精密、材料特殊、安全可靠性高的特点。主要技术路线为原料煤经过磨煤加压输送，进入气化炉进行半氧化反应产生粗合成气，然后经过高温高压过滤器除灰、湿洗单元洗涤掉其中的气体杂质，合格的粗合成气送甲醇装置变换单元，渣及飞灰由除渣、干固体脱除单元排出系统，初步水处理单元将产生的废水经过预处理后，部分回用，部分送出界区。
1.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的背景
壳牌粉煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一，煤气化装置流程复杂， 包括磨煤及干燥、煤粉加压及进料、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理七大工序和公用系统，管道仪表流程图（PID）就有100余张1#图。煤气化关键设备气化炉、输气管、合成气冷却器在煤气化框架是呈“门”字形连成一体的，三台设备共有200多个管口，设备结构和受力情况复杂，对施工要求高。生产操作中，控制保护系统最为复杂，I/O点多达3000多个，采用串级、前馈、分程、比值调节及顺序控制和逻辑控制，通过分散型控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、可编程逻辑控制（PLC）实现生产过程的集中监控和管理，其规模和复杂程度在国内化工行业单套装置中罕见。但由于控制系统设置及组态工作不尽完美，已投产的壳牌煤气化项目在生产运行中出现了几次大的事故，导致气化炉损坏，造成上亿元的经济损失。
其他诸如气化炉吹扫时间长吹扫不彻底、合成气冷却器积灰结垢、高温高压飞灰过滤器陶瓷滤芯断裂等问题也长期困扰着壳牌用户，制约装置的长周期稳定运行。我们在气化装置DCS、ESD程序组态时，吸取经验教训，和壳牌工艺、仪控、设备专家充分交流，通过对气化炉跳车联锁、压差保护联锁、吹扫顺控联锁的优化完善，从设计控制上避免了气化炉损坏的重大隐患，保证了激冷口、E-1306顶部十字架、陶瓷滤芯的反吹效果，更有利于气化装置长周期运行。
2.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的主要内容
2.1 将30PZLL0102引入气化炉主保护13UZ0001
2.1.1原设计的不足：
2.2将13FSLL0008引入气化炉主保护13UZ0001
2.2.1原设计的不足：
原设计为K1301不运行后10s才联锁气化炉跳车，而未考虑K1301运行时对气化炉的激冷效果是否满足工艺要求，即运行状态下的K1301的低流量将无法对气化炉发生的高温合成气进行有效地激冷，进而造成激冷盒超温。投运的多家Shell炉用户曾发生激冷盒的损坏情况，原设计的弊端立现。
2.2.2设计优化：
若激冷气压缩机（K1301）运行过程中流量低至一定程度，即13FSLL0008出现，无法确保对气化炉有效地激冷时，将直接联锁气化炉跳车，确保激冷盒和后系统的设备安全。
2.3将13PdHH0065取绝对值后引入气化炉主保护13UZ0001
2.3.1原设计的不足：
原设计为13Pd0065高至24kPa时，联锁气化炉跳车。湖北双环和义马开祥项目的气化炉因气化炉堵渣跳车后，通过13HV0008向环形空间补入高压N2，而气化炉下部密封环的上下压力平衡阀13XV0033并未开启，造成气化室压力增大，热渣遂被压入渣池，造成渣池内的水汽化，大量蒸汽的形成使气化炉下部压力陡增，上升气流在气化炉的输送段的弯管处形成一向上的分力，使膜式壁向上偏移数公分，造成的经济损失高达数亿元。
2.3.2设计优化：
气化炉下部密封环上下即下渣口压差（13Pd0065）低至-24kPa，将直接联锁气化炉跳车。
2.4 13US0036的改进
2.4.1原设计的不足：
2.4.2设计优化：
氣化炉下部密封环上下即下渣口压差（13Pd0065）高高报后，即13US0036被激活，将引入一结果至13KS0010的第一步：将U1600合成气火炬放空阀16PC0008B投“AUTO”。
2.5 13KS0004/5的改进
2.5.1原设计的不足：
2.5.2设计优化：
3.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的效果
DCS、ESD的优化仅从逻辑内部进行修该，不增加任何投资，但从根本上解决了气化炉运行的安全隐患，在实际运行中也经受了实践检验。
关键词： 壳牌煤气化 连锁保护 改进
在国内使用的壳牌煤气化生产甲醇工艺中，壳牌煤气化装置负责将原料煤经过气化反应制成粗合成气送甲醇合成界区，是整个甲醇工程的重要生产环节。该装置采用引进技术，与类似技术相比，单台生产能力大、无需备炉、冷煤气效率高、热量回收充分、自动化程度高、节能、环保、安全；关键设备由国外进口，具有结构复杂、制造精密、材料特殊、安全可靠性高的特点。主要技术路线为原料煤经过磨煤加压输送，进入气化炉进行半氧化反应产生粗合成气，然后经过高温高压过滤器除灰、湿洗单元洗涤掉其中的气体杂质，合格的粗合成气送甲醇装置变换单元，渣及飞灰由除渣、干固体脱除单元排出系统，初步水处理单元将产生的废水经过预处理后，部分回用，部分送出界区。
1.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的背景
壳牌粉煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一，煤气化装置流程复杂， 包括磨煤及干燥、煤粉加压及进料、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理七大工序和公用系统，管道仪表流程图（PID）就有100余张1#图。煤气化关键设备气化炉、输气管、合成气冷却器在煤气化框架是呈“门”字形连成一体的，三台设备共有200多个管口，设备结构和受力情况复杂，对施工要求高。生产操作中，控制保护系统最为复杂，I/O点多达3000多个，采用串级、前馈、分程、比值调节及顺序控制和逻辑控制，通过分散型控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、可编程逻辑控制（PLC）实现生产过程的集中监控和管理，其规模和复杂程度在国内化工行业单套装置中罕见。但由于控制系统设置及组态工作不尽完美，已投产的壳牌煤气化项目在生产运行中出现了几次大的事故，导致气化炉损坏，造成上亿元的经济损失。
其他诸如气化炉吹扫时间长吹扫不彻底、合成气冷却器积灰结垢、高温高压飞灰过滤器陶瓷滤芯断裂等问题也长期困扰着壳牌用户，制约装置的长周期稳定运行。我们在气化装置DCS、ESD程序组态时，吸取经验教训，和壳牌工艺、仪控、设备专家充分交流，通过对气化炉跳车联锁、压差保护联锁、吹扫顺控联锁的优化完善，从设计控制上避免了气化炉损坏的重大隐患，保证了激冷口、E-1306顶部十字架、陶瓷滤芯的反吹效果，更有利于气化装置长周期运行。
2.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的主要内容
2.1 将30PZLL0102引入气化炉主保护13UZ0001
2.1.1原设计的不足：
2.2将13FSLL0008引入气化炉主保护13UZ0001
2.2.1原设计的不足：
原设计为K1301不运行后10s才联锁气化炉跳车，而未考虑K1301运行时对气化炉的激冷效果是否满足工艺要求，即运行状态下的K1301的低流量将无法对气化炉发生的高温合成气进行有效地激冷，进而造成激冷盒超温。投运的多家Shell炉用户曾发生激冷盒的损坏情况，原设计的弊端立现。
2.2.2设计优化：
若激冷气压缩机（K1301）运行过程中流量低至一定程度，即13FSLL0008出现，无法确保对气化炉有效地激冷时，将直接联锁气化炉跳车，确保激冷盒和后系统的设备安全。
2.3将13PdHH0065取绝对值后引入气化炉主保护13UZ0001
2.3.1原设计的不足：
原设计为13Pd0065高至24kPa时，联锁气化炉跳车。湖北双环和义马开祥项目的气化炉因气化炉堵渣跳车后，通过13HV0008向环形空间补入高压N2，而气化炉下部密封环的上下压力平衡阀13XV0033并未开启，造成气化室压力增大，热渣遂被压入渣池，造成渣池内的水汽化，大量蒸汽的形成使气化炉下部压力陡增，上升气流在气化炉的输送段的弯管处形成一向上的分力，使膜式壁向上偏移数公分，造成的经济损失高达数亿元。
2.3.2设计优化：
气化炉下部密封环上下即下渣口压差（13Pd0065）低至-24kPa，将直接联锁气化炉跳车。
2.4 13US0036的改进
2.4.1原设计的不足：
2.4.2设计优化：
氣化炉下部密封环上下即下渣口压差（13Pd0065）高高报后，即13US0036被激活，将引入一结果至13KS0010的第一步：将U1600合成气火炬放空阀16PC0008B投“AUTO”。
2.5 13KS0004/5的改进
2.5.1原设计的不足：
2.5.2设计优化：
3.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的效果
DCS、ESD的优化仅从逻辑内部进行修该，不增加任何投资，但从根本上解决了气化炉运行的安全隐患，在实际运行中也经受了实践检验。