淺談一體化開工燒嘴在干煤粉氣化爐中的應用

丁志云

摘 要：運用霍尼韋爾公司的EPKS控制系統(tǒng)對一體化開工燒嘴進行順序控制，使氣化爐能夠快速升溫升壓，從而縮短了四條煤線投入的時間，為氣化安全穩(wěn)定運行提供了有力的保障。對于原設計中點火燒嘴的投用成為備選方案，以便一體化打火槍燒壞時，不會影響氣化開工。

關鍵詞：氣化爐；開工燒嘴；順序控制

內(nèi)蒙古世林化工煤制甲醇裝置氣化工藝采用西安熱工院兩段式干煤粉專利技術，氣化爐膛溫度高達1400～1600℃，壓力4.0MPa，通過四個煤燒嘴來噴吹，此時碳轉(zhuǎn)化率可以高達99%以上，氧耗非常低冷煤氣效率也高，液態(tài)排渣，產(chǎn)品氣體還潔凈，有效氣體（CO+H2）成分也很高。氣化裝置的控制系統(tǒng)采用美國Honeywell的EPKS系統(tǒng)，此DCS操作簡便，功能強大，對復雜的工藝有很好的處理能力，能保證裝置安全、穩(wěn)定的運行。

1 DCS系統(tǒng)構(gòu)成

一體化開工燒嘴控制系統(tǒng)的主要配置如圖1。

上層為節(jié)點總線，通過FTE網(wǎng)連接，其通信協(xié)議符合TCP/IP協(xié)議，采用總線結(jié)構(gòu)形式，雙絞線傳輸，其傳輸速率可以達到100Mb/s，這一層上有2臺服務器，互為冗余，9臺操作站。底層是霍尼韋爾公司特有的過程控制網(wǎng)，連接了5對冗余的控制器并通過防火墻，連接到交換機上，主控制器通過IOLINK連接到各種類型的卡件上，并對整個裝置進行控制。

2 EPKS系統(tǒng)的優(yōu)勢

EPKS系統(tǒng)的服務器是基于WINDOW SERVER 2003平臺使用的，而操作站是基于WINDOW XP，為用戶提供了一個方便、簡單、易學的操作組態(tài)環(huán)境。系統(tǒng)采用雙冗余結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。各種AI、AO、DI、DO模塊都實時進行數(shù)據(jù)采集，各種控制邏輯運算塊更為系統(tǒng)的無擾切換提供了有力的保障，邏輯塊通俗易懂，很容易被新學員所接受。工程師站具有組態(tài)及操作員站的雙重功能，操作員站及控制器提供了一個良好的接口，各種過程輸入/輸出卡件類型齊全，具有自診斷功能，能接受各種模擬量及數(shù)字量的信號，并具有自動切換功能，支持熱插拔，可以在線更換。

3 一體化開工燒嘴系統(tǒng)

開工系統(tǒng)的氧氣是通過空分裝置把氧引進并經(jīng)開關閥33XV-0022/0023控制進入開工燒嘴A3302；柴油由33FV-0003控制，經(jīng)33XV-0024進入A3302。柴油、氧氣噴入氣化爐中被一體化開工燒嘴的電子打火槍引燃，對氣化爐進行烘爐升溫升壓，最后點燃煤燒嘴噴入的煤粉。具體工藝流程如圖2所示。

4 一體化開工燒嘴控制過程

（1）確認P-3933泵是否已啟動，開工燒嘴冷卻水循環(huán)是否正常，33FC-0005是否投自動控制。確認氣化爐到開工放空管的流程是否已打通。（2）啟動燃油泵P03306，打開33PV-0026前后截止閥，33FV-0005副線閥需打開，始終保持0.5Kg/S流量，以避免燒嘴退出后隔離閥泄露造成頭部過溫，同時也有效防止了工藝水長期靜滯帶來的結(jié)垢問題。（3）啟動一體化開工燒嘴順控33KS-0003，并建立油循環(huán)，檢查油壓、油溫是否正常。接著打開氣化爐的隔離閥并打開插入鎖定裝置。然后插入燒嘴，將燒嘴鎖定在插入位置。開始氧氣和柴油管線的氮氣吹掃60S。（4）確認氧壓在4.5Mpa上，可以按下點火按鈕，此時打開柴油閥33XV0024，同時關閉油管線上的氮氣吹掃閥33XV0025/26，吹掃閥關反饋都回來時就開氧氣管線上的第一道截止閥33XV0022。（5）等待柴油到達燒嘴的時間，時間一到立即打開氧氣管線的最后一道截止閥33XV0023，同時關閉吹掃閥33XV0027，并發(fā)打火信號，持續(xù)打火15S后，開啟33XV100來保護打火槍。如果火檢信號33XSH-0003A/B出現(xiàn)，證明燒嘴已點火成功，如果火檢在8S內(nèi)沒有檢測到，會聯(lián)鎖跳出順控，并觸發(fā)大聯(lián)鎖，會把氧氣管線上的放空打開，同時打開油管線和氧管線的吹掃閥進行反吹。具體閥門的時序控制如圖3所示。

5 一體化開工燒嘴常見的故障分析

一體化開工燒嘴點火是氣化爐點火的關鍵，由于世林化工前期是沿用殼牌的開工燒嘴構(gòu)造及控制原理，在初期試車時頻繁發(fā)生開工燒嘴被燒壞現(xiàn)象，導致不停的拆裝燒嘴，后來引進國內(nèi)的一體化打火槍，在它原有的結(jié)構(gòu)上增加了一根電子打火器，通過高電壓射出的電子，引燃柴油。但它的原有火檢信號離此著火點很遠，采集到火檢的強度很弱，順序控制里無法判斷，只能通過觀火孔來人為強制火檢，這樣一旦打火失敗，燒嘴退出將會不及時，致使從燒嘴中噴出的油氧混合物將殘留在氣化爐內(nèi)，若不將其吹掃干凈，再次點火就會發(fā)展爆燃現(xiàn)象，會嚴重影響開車進程。導致這種情況發(fā)生其一是由于氧和油的混合比例以及到達燒嘴頭的同步性沒有調(diào)整好，如果進去的氧偏多，溫度會瞬間劇升，如果進去的氧偏少又會導致滅火。其二是噴頭的材質(zhì)選擇，一般要求紫銅制作燒嘴噴頭，因為銅具有良好的熱傳導性和良好的抗氧化性。但銅頭也有它致命的弱點，就是其熔點低，耐高溫性差，極易被燒毀。

6 結(jié)束語

氣化爐實現(xiàn)一體化開工燒嘴的投入使用，大大縮短了投煤流程，操作上帶來了許多方便之處，也為工藝提供了雙重選擇，如果一體化開工燒嘴電子打火槍損毀，且?guī)炖餂]有備件，可以再重新啟動點火燒嘴，為系統(tǒng)開車節(jié)省了時間，極大程度上降低了能源損耗，所以此方案值得推廣和借鑒。

參考文獻

[1]唐宏青.現(xiàn)代煤化工新技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009：67-68，71-72.

[2]張東亮，任永強，等.兩段式加壓粉煤氣化技術[J].煤化工，2005，33（6）：23-25.

[3]美國霍尼韋爾EPKS中文參考手冊.天津自動化研究所.

[4]邵春林，梁寶劍.開工燒嘴點火中出現(xiàn)的問題及處理[J].中氮肥，2008（5）；42-44.endprint

摘 要：運用霍尼韋爾公司的EPKS控制系統(tǒng)對一體化開工燒嘴進行順序控制，使氣化爐能夠快速升溫升壓，從而縮短了四條煤線投入的時間，為氣化安全穩(wěn)定運行提供了有力的保障。對于原設計中點火燒嘴的投用成為備選方案，以便一體化打火槍燒壞時，不會影響氣化開工。

關鍵詞：氣化爐；開工燒嘴；順序控制

內(nèi)蒙古世林化工煤制甲醇裝置氣化工藝采用西安熱工院兩段式干煤粉專利技術，氣化爐膛溫度高達1400～1600℃，壓力4.0MPa，通過四個煤燒嘴來噴吹，此時碳轉(zhuǎn)化率可以高達99%以上，氧耗非常低冷煤氣效率也高，液態(tài)排渣，產(chǎn)品氣體還潔凈，有效氣體（CO+H2）成分也很高。氣化裝置的控制系統(tǒng)采用美國Honeywell的EPKS系統(tǒng)，此DCS操作簡便，功能強大，對復雜的工藝有很好的處理能力，能保證裝置安全、穩(wěn)定的運行。

1 DCS系統(tǒng)構(gòu)成

一體化開工燒嘴控制系統(tǒng)的主要配置如圖1。

上層為節(jié)點總線，通過FTE網(wǎng)連接，其通信協(xié)議符合TCP/IP協(xié)議，采用總線結(jié)構(gòu)形式，雙絞線傳輸，其傳輸速率可以達到100Mb/s，這一層上有2臺服務器，互為冗余，9臺操作站。底層是霍尼韋爾公司特有的過程控制網(wǎng)，連接了5對冗余的控制器并通過防火墻，連接到交換機上，主控制器通過IOLINK連接到各種類型的卡件上，并對整個裝置進行控制。

2 EPKS系統(tǒng)的優(yōu)勢

EPKS系統(tǒng)的服務器是基于WINDOW SERVER 2003平臺使用的，而操作站是基于WINDOW XP，為用戶提供了一個方便、簡單、易學的操作組態(tài)環(huán)境。系統(tǒng)采用雙冗余結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。各種AI、AO、DI、DO模塊都實時進行數(shù)據(jù)采集，各種控制邏輯運算塊更為系統(tǒng)的無擾切換提供了有力的保障，邏輯塊通俗易懂，很容易被新學員所接受。工程師站具有組態(tài)及操作員站的雙重功能，操作員站及控制器提供了一個良好的接口，各種過程輸入/輸出卡件類型齊全，具有自診斷功能，能接受各種模擬量及數(shù)字量的信號，并具有自動切換功能，支持熱插拔，可以在線更換。

3 一體化開工燒嘴系統(tǒng)

開工系統(tǒng)的氧氣是通過空分裝置把氧引進并經(jīng)開關閥33XV-0022/0023控制進入開工燒嘴A3302；柴油由33FV-0003控制，經(jīng)33XV-0024進入A3302。柴油、氧氣噴入氣化爐中被一體化開工燒嘴的電子打火槍引燃，對氣化爐進行烘爐升溫升壓，最后點燃煤燒嘴噴入的煤粉。具體工藝流程如圖2所示。

4 一體化開工燒嘴控制過程

（1）確認P-3933泵是否已啟動，開工燒嘴冷卻水循環(huán)是否正常，33FC-0005是否投自動控制。確認氣化爐到開工放空管的流程是否已打通。（2）啟動燃油泵P03306，打開33PV-0026前后截止閥，33FV-0005副線閥需打開，始終保持0.5Kg/S流量，以避免燒嘴退出后隔離閥泄露造成頭部過溫，同時也有效防止了工藝水長期靜滯帶來的結(jié)垢問題。（3）啟動一體化開工燒嘴順控33KS-0003，并建立油循環(huán)，檢查油壓、油溫是否正常。接著打開氣化爐的隔離閥并打開插入鎖定裝置。然后插入燒嘴，將燒嘴鎖定在插入位置。開始氧氣和柴油管線的氮氣吹掃60S。（4）確認氧壓在4.5Mpa上，可以按下點火按鈕，此時打開柴油閥33XV0024，同時關閉油管線上的氮氣吹掃閥33XV0025/26，吹掃閥關反饋都回來時就開氧氣管線上的第一道截止閥33XV0022。（5）等待柴油到達燒嘴的時間，時間一到立即打開氧氣管線的最后一道截止閥33XV0023，同時關閉吹掃閥33XV0027，并發(fā)打火信號，持續(xù)打火15S后，開啟33XV100來保護打火槍。如果火檢信號33XSH-0003A/B出現(xiàn)，證明燒嘴已點火成功，如果火檢在8S內(nèi)沒有檢測到，會聯(lián)鎖跳出順控，并觸發(fā)大聯(lián)鎖，會把氧氣管線上的放空打開，同時打開油管線和氧管線的吹掃閥進行反吹。具體閥門的時序控制如圖3所示。

5 一體化開工燒嘴常見的故障分析

一體化開工燒嘴點火是氣化爐點火的關鍵，由于世林化工前期是沿用殼牌的開工燒嘴構(gòu)造及控制原理，在初期試車時頻繁發(fā)生開工燒嘴被燒壞現(xiàn)象，導致不停的拆裝燒嘴，后來引進國內(nèi)的一體化打火槍，在它原有的結(jié)構(gòu)上增加了一根電子打火器，通過高電壓射出的電子，引燃柴油。但它的原有火檢信號離此著火點很遠，采集到火檢的強度很弱，順序控制里無法判斷，只能通過觀火孔來人為強制火檢，這樣一旦打火失敗，燒嘴退出將會不及時，致使從燒嘴中噴出的油氧混合物將殘留在氣化爐內(nèi)，若不將其吹掃干凈，再次點火就會發(fā)展爆燃現(xiàn)象，會嚴重影響開車進程。導致這種情況發(fā)生其一是由于氧和油的混合比例以及到達燒嘴頭的同步性沒有調(diào)整好，如果進去的氧偏多，溫度會瞬間劇升，如果進去的氧偏少又會導致滅火。其二是噴頭的材質(zhì)選擇，一般要求紫銅制作燒嘴噴頭，因為銅具有良好的熱傳導性和良好的抗氧化性。但銅頭也有它致命的弱點，就是其熔點低，耐高溫性差，極易被燒毀。

6 結(jié)束語

氣化爐實現(xiàn)一體化開工燒嘴的投入使用，大大縮短了投煤流程，操作上帶來了許多方便之處，也為工藝提供了雙重選擇，如果一體化開工燒嘴電子打火槍損毀，且?guī)炖餂]有備件，可以再重新啟動點火燒嘴，為系統(tǒng)開車節(jié)省了時間，極大程度上降低了能源損耗，所以此方案值得推廣和借鑒。

參考文獻

[1]唐宏青.現(xiàn)代煤化工新技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009：67-68，71-72.

[2]張東亮，任永強，等.兩段式加壓粉煤氣化技術[J].煤化工，2005，33（6）：23-25.

[3]美國霍尼韋爾EPKS中文參考手冊.天津自動化研究所.

[4]邵春林，梁寶劍.開工燒嘴點火中出現(xiàn)的問題及處理[J].中氮肥，2008（5）；42-44.endprint

摘 要：運用霍尼韋爾公司的EPKS控制系統(tǒng)對一體化開工燒嘴進行順序控制，使氣化爐能夠快速升溫升壓，從而縮短了四條煤線投入的時間，為氣化安全穩(wěn)定運行提供了有力的保障。對于原設計中點火燒嘴的投用成為備選方案，以便一體化打火槍燒壞時，不會影響氣化開工。

關鍵詞：氣化爐；開工燒嘴；順序控制

內(nèi)蒙古世林化工煤制甲醇裝置氣化工藝采用西安熱工院兩段式干煤粉專利技術，氣化爐膛溫度高達1400～1600℃，壓力4.0MPa，通過四個煤燒嘴來噴吹，此時碳轉(zhuǎn)化率可以高達99%以上，氧耗非常低冷煤氣效率也高，液態(tài)排渣，產(chǎn)品氣體還潔凈，有效氣體（CO+H2）成分也很高。氣化裝置的控制系統(tǒng)采用美國Honeywell的EPKS系統(tǒng)，此DCS操作簡便，功能強大，對復雜的工藝有很好的處理能力，能保證裝置安全、穩(wěn)定的運行。

1 DCS系統(tǒng)構(gòu)成

一體化開工燒嘴控制系統(tǒng)的主要配置如圖1。

上層為節(jié)點總線，通過FTE網(wǎng)連接，其通信協(xié)議符合TCP/IP協(xié)議，采用總線結(jié)構(gòu)形式，雙絞線傳輸，其傳輸速率可以達到100Mb/s，這一層上有2臺服務器，互為冗余，9臺操作站。底層是霍尼韋爾公司特有的過程控制網(wǎng)，連接了5對冗余的控制器并通過防火墻，連接到交換機上，主控制器通過IOLINK連接到各種類型的卡件上，并對整個裝置進行控制。

2 EPKS系統(tǒng)的優(yōu)勢

EPKS系統(tǒng)的服務器是基于WINDOW SERVER 2003平臺使用的，而操作站是基于WINDOW XP，為用戶提供了一個方便、簡單、易學的操作組態(tài)環(huán)境。系統(tǒng)采用雙冗余結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。各種AI、AO、DI、DO模塊都實時進行數(shù)據(jù)采集，各種控制邏輯運算塊更為系統(tǒng)的無擾切換提供了有力的保障，邏輯塊通俗易懂，很容易被新學員所接受。工程師站具有組態(tài)及操作員站的雙重功能，操作員站及控制器提供了一個良好的接口，各種過程輸入/輸出卡件類型齊全，具有自診斷功能，能接受各種模擬量及數(shù)字量的信號，并具有自動切換功能，支持熱插拔，可以在線更換。

3 一體化開工燒嘴系統(tǒng)

開工系統(tǒng)的氧氣是通過空分裝置把氧引進并經(jīng)開關閥33XV-0022/0023控制進入開工燒嘴A3302；柴油由33FV-0003控制，經(jīng)33XV-0024進入A3302。柴油、氧氣噴入氣化爐中被一體化開工燒嘴的電子打火槍引燃，對氣化爐進行烘爐升溫升壓，最后點燃煤燒嘴噴入的煤粉。具體工藝流程如圖2所示。

4 一體化開工燒嘴控制過程

（1）確認P-3933泵是否已啟動，開工燒嘴冷卻水循環(huán)是否正常，33FC-0005是否投自動控制。確認氣化爐到開工放空管的流程是否已打通。（2）啟動燃油泵P03306，打開33PV-0026前后截止閥，33FV-0005副線閥需打開，始終保持0.5Kg/S流量，以避免燒嘴退出后隔離閥泄露造成頭部過溫，同時也有效防止了工藝水長期靜滯帶來的結(jié)垢問題。（3）啟動一體化開工燒嘴順控33KS-0003，并建立油循環(huán)，檢查油壓、油溫是否正常。接著打開氣化爐的隔離閥并打開插入鎖定裝置。然后插入燒嘴，將燒嘴鎖定在插入位置。開始氧氣和柴油管線的氮氣吹掃60S。（4）確認氧壓在4.5Mpa上，可以按下點火按鈕，此時打開柴油閥33XV0024，同時關閉油管線上的氮氣吹掃閥33XV0025/26，吹掃閥關反饋都回來時就開氧氣管線上的第一道截止閥33XV0022。（5）等待柴油到達燒嘴的時間，時間一到立即打開氧氣管線的最后一道截止閥33XV0023，同時關閉吹掃閥33XV0027，并發(fā)打火信號，持續(xù)打火15S后，開啟33XV100來保護打火槍。如果火檢信號33XSH-0003A/B出現(xiàn)，證明燒嘴已點火成功，如果火檢在8S內(nèi)沒有檢測到，會聯(lián)鎖跳出順控，并觸發(fā)大聯(lián)鎖，會把氧氣管線上的放空打開，同時打開油管線和氧管線的吹掃閥進行反吹。具體閥門的時序控制如圖3所示。

5 一體化開工燒嘴常見的故障分析

一體化開工燒嘴點火是氣化爐點火的關鍵，由于世林化工前期是沿用殼牌的開工燒嘴構(gòu)造及控制原理，在初期試車時頻繁發(fā)生開工燒嘴被燒壞現(xiàn)象，導致不停的拆裝燒嘴，后來引進國內(nèi)的一體化打火槍，在它原有的結(jié)構(gòu)上增加了一根電子打火器，通過高電壓射出的電子，引燃柴油。但它的原有火檢信號離此著火點很遠，采集到火檢的強度很弱，順序控制里無法判斷，只能通過觀火孔來人為強制火檢，這樣一旦打火失敗，燒嘴退出將會不及時，致使從燒嘴中噴出的油氧混合物將殘留在氣化爐內(nèi)，若不將其吹掃干凈，再次點火就會發(fā)展爆燃現(xiàn)象，會嚴重影響開車進程。導致這種情況發(fā)生其一是由于氧和油的混合比例以及到達燒嘴頭的同步性沒有調(diào)整好，如果進去的氧偏多，溫度會瞬間劇升，如果進去的氧偏少又會導致滅火。其二是噴頭的材質(zhì)選擇，一般要求紫銅制作燒嘴噴頭，因為銅具有良好的熱傳導性和良好的抗氧化性。但銅頭也有它致命的弱點，就是其熔點低，耐高溫性差，極易被燒毀。

6 結(jié)束語

氣化爐實現(xiàn)一體化開工燒嘴的投入使用，大大縮短了投煤流程，操作上帶來了許多方便之處，也為工藝提供了雙重選擇，如果一體化開工燒嘴電子打火槍損毀，且?guī)炖餂]有備件，可以再重新啟動點火燒嘴，為系統(tǒng)開車節(jié)省了時間，極大程度上降低了能源損耗，所以此方案值得推廣和借鑒。

參考文獻

[1]唐宏青.現(xiàn)代煤化工新技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009：67-68，71-72.

[2]張東亮，任永強，等.兩段式加壓粉煤氣化技術[J].煤化工，2005，33（6）：23-25.

[3]美國霍尼韋爾EPKS中文參考手冊.天津自動化研究所.

[4]邵春林，梁寶劍.開工燒嘴點火中出現(xiàn)的問題及處理[J].中氮肥，2008（5）；42-44.endprint