煤制甲醇（大型装置）行业自动化解决方案

】　　在石化行业，浙大中控具有深厚的技术实力与优秀的应用业绩，特别在基础化工原料生产控制技术方面，具备为各种装置提供成熟自控方案与实施的能力。在大型煤制甲醇工艺过程控制中，浙大中控可提供从煤气化、原料气净化到甲醇合成、精馏等生产工序和包括空分、水处理等公用工程的完备自动控制整体解决方案与成功应用案例。
　　　　一　工艺简介
　　
　　　　煤制甲醇(大型)装置的典型流程如图1所示。
　　

　　
　　
　　
　　　　二　控制策略
　　
　　　　甲醇装置与合成氨装置具有较大的相似性，因此变换、净化部分的控制介绍可参考《浙大中控中大型合成氨行业解决方案》，本文主要介绍煤气化、甲醇合成等控制过程策略。
　　
　　　　1. 针对Texaco气化炉的控制策略
　　
　　　　德士古气化炉控制主要包括常规控制、顺序控制和SIS安全仪表系统，其中SIS安全仪表系统是主要难点与重点。
　　
　　　　(1)常规控制
　　
　　　　德士古气化炉常规控制以简单调节为主，多重化的测量特点主要是为了保证安全，如气化炉温度测量、激冷室液位测量等，控制时可选用不同的测量值作为SP值。氧煤比及负荷升降调节是控制中较为复杂的一个回路。
　　
　　　　(2)顺序控制
　　
　　　　气化炉急冷室下部的集渣锁斗的控制
　　实质是一个顺序控制系统，涉及充压、集渣、卸压、出渣等过程，是一个交变的压力控制系统。
　　
　　　　(3)SIS安全仪表系统
　　
　　　　气化炉安全系统分顺序控制和安全联锁两大部分。这两部分的功能是相互独立的，但安全联锁功能的优先级别要高于顺序控制。
　　
　　　　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，并自动调整主要的工艺参数，实现装置在正常或给定的参数下有最佳的安全运行状态。
　　
　　　　气化炉SIS系统包括顺序控制(开车、停车、吹扫顺序)和气化炉安全联锁。
　　
　　　　(a)气化炉开车顺序：任务是使气化装置安全和协调地开车。在执行开车顺序前，应检查相关条件是否具备。
　　
　　　　在完成相关步骤后，通过调整氧气和蒸汽控制阀的开度建立氧气和蒸汽放空，使水煤浆和氧气流量达到开车设定值。当满足开车允许条件且稳定时间大于30s后，可按下运行按钮继续运行开车顺序。所有后续步骤，一直到气化炉加压，均自动进行，不须操作人员干预。
　　
　　　　在开车顺序中，如果任何不要求操作人员干预的顺序步执行时间超过预定的时限，则开车失败并激发停车顺序。DCS报警指示开车失败，同时指示出失败原因。
　　
　　　　(b)气化炉停车顺序：无论何时，当停车激发条件出现或按下手动停车按钮，均启动停车顺序激发气化装置停车。停车顺序是单向不可逆转的，一旦被激发，就一直进行下去直到结束，即使在处理过程中引起气化装置跳车的条件已恢复正常也如此。
　　
　　　　由于停车可在任何情况下发生，故在停车的瞬间各阀门的位置是不固定的。因此停车顺序的第一步动作除了要切断进炉物料外，还需对各联锁程控阀的开关位置进行设置。
　　
　　　　(c)吹扫顺序：吹扫分氧气管线和水煤浆管线吹扫，遵循先吹氧管再吹水煤浆管、先停水煤浆管吹扫再停氧管吹扫的原则，在进行水煤浆管吹扫期间，要持续进行氧管吹扫，以防止水煤浆回流进入氧管。吹扫可根据需要重复多次。
　　
　　　　(d)安全联锁功能：安全联锁功能的作用是对装置的运行条件连续进行监视，在出现不安全情况时产生动作使装置安全停车，以防止造成设备损坏或人员伤亡。开车投料期间，对相关动作有严格的时间要求。安全系统设置有看门狗定时器，如果在规定时间内没有完成预定动作，则激发气化装置停车。
　　
　　　　2. 针对SHELL气化炉的控制策略
　　
　　　　SHELL气化炉的控制主要包括磨煤系统联机控制、气化工序工艺联锁、SIS安全仪表系统控制(其需求与Texaco气化炉类似)和一些复杂控制系统。
　　
　　　　(1)磨煤系统联机控制
　　
　　　　(a)系统联锁停车
　　
　　　　在下列工艺条件和操作下将启动系统停车联锁：煤称量给料机给煤流量低低、磨机电机停、停车按钮shut down。停车联锁启动后，自动按以下步骤停车：皮带输送机停、煤称量给料机停、磨机电机停。
　　
　　　　(b)煤称重给料机联锁条件：系统联锁停、煤称重给料机电机转速低。
　　
　　　　(2)气化工序工艺联锁
　　
　　　　(a)气化开停车时序
　　
　　　　碳洗塔出口压力低于0.5MPa、系统初始化、系统复位、煤粉输送、氧气超时。
　　