專利名稱：用于粉煤加壓氣化工藝的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于粉煤加壓氣化工藝的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
粉煤加壓氣化工藝是目前一種先進(jìn)的煤氣化技術(shù)，其特點(diǎn)是將來自原料煤貯倉的碎煤加入到磨煤機(jī)內(nèi)磨成粉狀，由高溫惰性氣流烘干,經(jīng)加壓輸送至氣化爐，與來自空分的純氧在爐內(nèi)發(fā)生高溫燃燒反應(yīng)，生成粗合成氣，作為后續(xù)工段的原料氣，可以廣泛應(yīng)用于煤基甲醇、煤基合成氨以及煤制天然氣、煤制合成油、煤制烯烴、煤制氫、IGCC發(fā)電等領(lǐng)域。粉煤加壓氣化工藝的兩大原料為干燥的粉煤和高溫高壓的純氧，此兩種介質(zhì)的輸送過程和反應(yīng)過程均要求苛刻，極易造成爆炸和火災(zāi)等重大事故；除上述輸送和反應(yīng)過程外，粉煤加壓氣化系統(tǒng)的開車過程復(fù)雜，操作要求極高，此過程易出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，造成重大安全事故。因此，粉煤加壓氣化工藝需設(shè)置一套安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，確保煤氣化系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的硬件平臺如果采用分散控制系統(tǒng)(DCS)，由于DCS掃描周期長、系統(tǒng)響應(yīng)慢，并且無事件順序記錄(SOE)功能，無法滿足要求。如果采用獨(dú)立設(shè)置的可編程邏輯控制器(PLC)，雖然其掃描周期短、系統(tǒng)響應(yīng)快，并且有事件順序記錄(SOE)功能，但當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，如控制器、電源等，整個(gè)系統(tǒng)將無法工作，存在重大安全隱患。如果采用多套可編程邏輯控制器(PLC)，比如采用三套PLC組成三選二表決系統(tǒng)，該方案需進(jìn)行系統(tǒng)硬件集成和軟件二次開發(fā)，整套系統(tǒng)的安全可靠性無法得到驗(yàn)證，也未取得相應(yīng)SIL安全等級認(rèn)證，因此不能得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種安全可靠性高、程序邏輯設(shè)計(jì)嚴(yán)密、并具備事件順序記錄功能的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。( 二 )技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于粉煤加壓氣化工藝的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，其包括檢測單元，用于檢測粉煤加壓氣化系統(tǒng)的異常情況；控制單元，用于根據(jù)所述檢測單元檢測到的異常情況，觸發(fā)相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述控制單元對所述緊急操作的觸發(fā)，執(zhí)行相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；事件順序記錄(SOE)單元，用于獲取和記錄所述異常情況。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括輔助操作單元，用于供用戶根據(jù)所述異常情況進(jìn)行相應(yīng)的排查與操作。優(yōu)選地，所述檢測單元為單一的傳感器，傳感器信號通過一進(jìn)二出安全柵或信號分配器進(jìn)入所述控制單元；或者，所述檢測單元為冗余的傳感器，傳感器信號采用二取二的邏輯結(jié)構(gòu)或三取二的邏輯結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述控制單元包括氣化系統(tǒng)緊急停車模塊，用于當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車；粉煤燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊，用于在粉煤燒嘴氧氣管線開啟第一道切斷閥后，當(dāng)出現(xiàn)所述粉煤燒嘴氧氣管線與氣化爐壓差過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車；點(diǎn)火/開工燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊，用于在點(diǎn)火、開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)點(diǎn)火、開工路氧氣管線出現(xiàn)壓力過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車；點(diǎn)火燒嘴緊急停車模塊，用于在點(diǎn)火燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車；開工燒嘴緊急停車模塊，用于在開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車；粉煤燒嘴緊急停車模塊，用于在粉煤燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車；氣化爐吹掃監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控氣化爐開車之前的吹掃置換過程和氣化爐停車之后的吹掃置換過程。優(yōu)選地，所述控制單元滿足IEC 61508SIL3等級的認(rèn)證條件，和/或TUV AK5(德)等級及以上的認(rèn)證條件。優(yōu)選地，所述控制單元的主處理器采用三重化冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)(TMR)或四重化冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)(QMR)。優(yōu)選地，所述執(zhí)行單元為單控制閥，其配套的電磁閥冗余設(shè)置；或者所述執(zhí)行單元為采用冗余控制閥，其配套的電磁閥冗余設(shè)置。優(yōu)選地，所述冗余控制閥為分別帶電磁閥的兩個(gè)開關(guān)閥，或?yàn)榉謩e帶電磁閥的一個(gè)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)開關(guān)閥。優(yōu)選地，所述輔助操作單元包括報(bào)警燈屏、蜂鳴器、氣化爐緊急停車指示燈、粉煤給料罐料位低低旁路開關(guān)、氣化爐緊急停車按鈕、報(bào)警復(fù)位按鈕、報(bào)警確認(rèn)按鈕、報(bào)警試驗(yàn)按鈕、消音按鈕。本發(fā)明還提供了一種用于粉煤加壓氣化工藝的安全聯(lián)鎖保護(hù)方法，其使用本發(fā)明提供的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)對粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)，所述方法包括步驟S1、檢測粉煤加壓氣化系統(tǒng)的異常情況；S2、根據(jù)檢測到的異常情況，觸發(fā)相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；S3、根據(jù)對所述緊急操作的觸發(fā)，執(zhí)行相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；S4、獲取和記錄所述異常情況。(三)有益效果本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)I、控制系統(tǒng)安全等級高，獲得IEC 61508SIL3等級的認(rèn)證，能確保控制系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行；2、程序邏輯設(shè)計(jì)嚴(yán)密，安全聯(lián)鎖保護(hù)功能完善，涵蓋煤氣化系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行周期；3、系統(tǒng)具有程序在線修改及在線下裝功能，輔助操作臺上設(shè)計(jì)了硬旁路開關(guān)，操作畫面上設(shè)計(jì)了軟旁路開關(guān)，設(shè)置了分辨率達(dá)到I毫秒的SOE站，使得操作靈活，調(diào)試簡單，維護(hù)方便；4、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全可靠，程序設(shè)計(jì)嚴(yán)密完善，安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)能確保煤氣化系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行，確保生產(chǎn)安全。


下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例來進(jìn)一步描述本發(fā)明。其中圖I示出了本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的示例性方塊圖。
圖2示出了本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)圖。圖3示出了本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)方法的示例性流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖I和圖2分別示出了本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的示例性方塊圖和示例性結(jié)構(gòu)圖。如圖I所示，根據(jù)該實(shí)施例，本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)A包括檢測單元Al、控制單元A2、執(zhí)行單元A3、以及事件順序記錄(SOE)單元A4。另外，根據(jù)需要，本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)A還可以包括輔助操作單元A5。其中，檢測單元Al，用于檢測粉煤加壓氣化系統(tǒng)B的異常情況；控制單元A2，用于根據(jù)所述檢測單元Al檢測到的異常情況，觸發(fā)相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)B進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；執(zhí)行單元A3，用于根據(jù)所述控制單元A2對所述緊急操作的觸發(fā)，執(zhí)行相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)B進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；事件順序記錄(SOE)單元A4，用于獲取和記錄所述異常情況。另外，輔助操作單元A5，用于供用戶根據(jù)所述異常情況進(jìn)行相應(yīng)的排查與操作。其中，所述檢測單元Al可以為單一的傳感器，傳感器信號通過一進(jìn)二出安全柵或信號分配器進(jìn)入所述控制單元A2。所述檢測單元Al還可以為冗余的傳感器，傳感器信號采用二取二的邏輯結(jié)構(gòu)或三取二的邏輯結(jié)構(gòu)。其中，所述控制單元A2包括氣化系統(tǒng)緊急停車模塊、粉煤燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊、點(diǎn)火/開工燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊、點(diǎn)火燒嘴緊急停車模塊、開工燒嘴緊急停車模塊、粉煤燒嘴緊急停車模塊、以及氣化爐吹掃監(jiān)控模塊。通過采用上述模塊，在粉煤加壓氣化系統(tǒng)B從開車前的氣化爐吹掃置換到系統(tǒng)正常運(yùn)行，直至系統(tǒng)停車，在整個(gè)運(yùn)行期間，通過一套完整、嚴(yán)密的程序邏輯，實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖保護(hù)功能。其中，氣化系統(tǒng)緊急停車模塊，貫穿于氣化系統(tǒng)B的開車過程和正常運(yùn)行過程，與其它緊急停車模塊相互聯(lián)系。無論在開車過程中還是在正常運(yùn)行過程中，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如激冷室液位過低、激冷水流量過低、燒嘴冷卻水流量過低、合成氣溫度過高、儀表空氣過低、汽包液位過高或過低等)，均會導(dǎo)致整個(gè)氣化系統(tǒng)B緊急停車。其中，粉煤燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊，在粉煤燒嘴氧氣管線開啟第一道切斷閥后，若出現(xiàn)氧氣管線與氣化爐壓差過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，此安全聯(lián)鎖保護(hù)啟動，觸發(fā)緊急停車，避免回火、爆炸。其中，點(diǎn)火/開工燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊，在點(diǎn)火、開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若點(diǎn)火、開工路氧氣管線出現(xiàn)壓力過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，此安全聯(lián)鎖保護(hù)啟動，觸發(fā)緊急停車，避免回火、爆炸。其中，點(diǎn)火燒嘴緊急停車模塊，在點(diǎn)火燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如燃料氣壓力過低、無火焰信號等)，此安全聯(lián)鎖保護(hù)啟動，觸發(fā)緊急停車。
其中，開工燒嘴緊急停車模塊，在開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如氧氣流量或壓力過低、燃料流量或壓力過低、氧氣/燃料比值過高或過低、無火焰信號等)，此安全聯(lián)鎖保護(hù)啟動，觸發(fā)緊急停車。
其中，粉煤燒嘴緊急停車模塊，在粉煤燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如粉煤給料罐料位過低、粉煤斷流、氧氣流量過高或過低、氧氣管線與氣化爐壓力壓差過低、氧/煤比值過高等)，此安全聯(lián)鎖保護(hù)啟動，觸發(fā)緊急停車。其中，氣化爐吹掃監(jiān)控模塊，在氣化爐開車之前的吹掃置換過程中，以及在氣化爐停車之后的吹掃置換過程中，吹掃過程始終處于氣化爐吹掃監(jiān)控模塊的監(jiān)控之下，保證氣化爐吹掃安全進(jìn)行。其中，所述控制單元A2滿足IEC 61508SIL3等級的認(rèn)證條件和TUV AK5 (德)等級及以上的認(rèn)證條件兩者中至少之一。其中，所述控制單元A2的主處理器可以采用三重化冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)(TMR)，也可以采用四重化冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)(QMR)。其中，所述控制單元A2可以具有程序在線修改及在線下裝功能。其中，所述執(zhí)行單元A3可以為單控制閥，其配套的電磁閥冗余設(shè)置。所述執(zhí)行單元A3還可以為采用冗余控制閥，其配套的電磁閥冗余設(shè)置。其中，所述冗余控制閥可以為分別帶電磁閥的兩個(gè)開關(guān)閥，也可以為分別帶電磁閥的一個(gè)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)開關(guān)閥。其中，所述輔助操作單元A5包括報(bào)警燈屏2、蜂鳴器4、氣化爐緊急停車指示燈5、粉煤給料罐料位低低旁路開關(guān)6、氣化爐緊急停車按鈕7、報(bào)警復(fù)位按鈕8、報(bào)警確認(rèn)按鈕9、報(bào)警試驗(yàn)按鈕10、消音按鈕11。如圖2所示，根據(jù)該實(shí)施例，本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)包括輔助操作臺I、粉煤管路切斷閥12、粉煤給料罐料位測量儀表13、系統(tǒng)控制柜14、工程師站15、SOE站16。其中，輔助操作臺I包括報(bào)警燈屏2、粉煤給料罐料位低低報(bào)警燈屏3、蜂鳴器4、氣化爐緊急停車指示燈5、粉煤給料罐料位低低旁路開關(guān)6、氣化爐緊急停車按鈕7、報(bào)警復(fù)位按鈕8、報(bào)警確認(rèn)按鈕9、報(bào)警試驗(yàn)按鈕10、消音按鈕11。其中，報(bào)警燈屏2的作用是當(dāng)氣化系統(tǒng)緊急停車后，導(dǎo)致停車的模擬量信號報(bào)警燈屏閃爍，提示操作人員快速判斷停車原因。報(bào)警燈屏數(shù)量按照實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，附圖中按36塊設(shè)置。其中，按下氣化爐緊急停車按鈕7后，氣化系統(tǒng)緊急停車，面板上氣化爐緊急停車指示燈5亮。氣化爐緊急停車按鈕7復(fù)位后，氣化爐緊急停車指示燈5滅。其中，報(bào)警燈屏2中，當(dāng)有報(bào)警信號被觸發(fā)后，該燈屏開始閃爍，閃爍周期為I秒，同時(shí)蜂鳴器4響。此時(shí)，若按下消音按鈕11，則蜂鳴器4復(fù)位；若按下報(bào)警確認(rèn)按鈕9，燈屏不再閃爍，但保持“亮”狀態(tài)；若按下報(bào)警復(fù)位按鈕8，燈屏滅。其中，若有新的報(bào)警信號被觸發(fā)，相應(yīng)的燈屏開始閃爍，閃爍周期為I秒，同時(shí)蜂鳴器4響,其它處理方式同上。
其中，報(bào)警試驗(yàn)按鈕10的作用是為了驗(yàn)證輔助操作臺I面板上各元件功能是否正確。按下報(bào)警試驗(yàn)按鈕10，36塊報(bào)警燈屏開始閃爍，周期為I秒，同時(shí)蜂鳴器4響，其它處理方式同上。其中，粉煤給料罐料位低低旁路開關(guān)的作用是在正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)粉煤給料罐料位低低時(shí)，延時(shí)幾分鐘后氣化系統(tǒng)緊急停車；而在氣化系統(tǒng)運(yùn)行之前的煤粉預(yù)循環(huán)過程中，或者在氣化系統(tǒng)正常停車過程中，需要將粉煤給料罐中的煤粉全部騰空，輸送至常壓粉煤貯罐中，這個(gè)過程不允許氣化系統(tǒng)緊急停車，因此，設(shè)置此旁路開關(guān)，當(dāng)將此鑰匙開關(guān)置于“旁路”位置時(shí)，粉煤給料罐料位低低的安全聯(lián)鎖保護(hù)功能被切除。如圖2所示，氣化系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，粉煤給料罐料位測量儀表13測到料位低低后，粉煤給料罐料位低低報(bào)警燈屏3開始閃爍。如果15分鐘后此信號仍未消除，則會通過粉 煤燒嘴緊急停車模塊，發(fā)出緊急停車指令至粉煤管路切斷閥12的第一道電磁閥a，將儀表空氣切斷，由于冗余配套的雙電磁閥為串聯(lián)設(shè)置，故不管來自DCS的操作信號是“0N”或者“0FF”，粉煤管路切斷閥12均會緊急切斷。同時(shí)，導(dǎo)致氣化系統(tǒng)緊急停車的粉煤給料罐料位低低信號會被SOE站16捕捉并記錄下來，操作維護(hù)人員可方便的查詢到此事件發(fā)生的時(shí)間(例如，可以精確到I毫秒)，以及由此導(dǎo)致的系統(tǒng)其他狀態(tài)變化。圖3示出了本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)方法的示例性流程圖。如圖3所示，根據(jù)該實(shí)施例，本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)方法使用本發(fā)明提供的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)對粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)，本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)方法包括以下步驟SI、檢測粉煤加壓氣化系統(tǒng)的異常情況；S2、根據(jù)檢測到的異常情況，觸發(fā)相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；S3、根據(jù)對所述緊急操作的觸發(fā)，執(zhí)行相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；S4、獲取和記錄所述異常情況。本發(fā)明的安全聯(lián)鎖保護(hù)方法可以進(jìn)一步包括以下步驟氣化系統(tǒng)緊急停車步驟、粉煤燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車步驟、點(diǎn)火/開工燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車步驟、點(diǎn)火燒嘴緊急停車步驟、開工燒嘴緊急停車步驟、粉煤燒嘴緊急停車步驟、以及氣化爐吹掃監(jiān)控步驟。通過采用上述步驟，在粉煤加壓氣化系統(tǒng)從開車前的氣化爐吹掃置換到系統(tǒng)正常運(yùn)行，直至系統(tǒng)停車，在整個(gè)運(yùn)行期間，通過一套完整、嚴(yán)密的程序邏輯，實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖保護(hù)功能。下面對上述各步驟進(jìn)行具體說明氣化系統(tǒng)緊急停車步驟當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車。具體而言，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如激冷室液位過低、激冷水流量過低、燒嘴冷卻水流量過低、合成氣溫度過高、儀表空氣過低、汽包液位過高或過低等)，均會導(dǎo)致整個(gè)氣化系統(tǒng)緊急停車。粉煤燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車步驟在粉煤燒嘴氧氣管線開啟第一道切斷閥后，當(dāng)出現(xiàn)所述粉煤燒嘴氧氣管線與氣化爐壓差過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車。具體而言，在粉煤燒嘴氧氣管線開啟第一道切斷閥后，若出現(xiàn)氧氣管線與氣化爐壓差過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，觸發(fā)緊急停車，避免回火、爆炸。點(diǎn)火/開工燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車步驟在點(diǎn)火、開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)點(diǎn)火、開工路氧氣管線出現(xiàn)壓力過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車。具體而言，在點(diǎn)火、開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若點(diǎn)火、開工路氧氣管線出現(xiàn)壓力過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，觸發(fā)緊急停車，避免回火、爆炸。
點(diǎn)火燒嘴緊急停車步驟在點(diǎn)火燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車。具體而言，在點(diǎn)火燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如燃料氣壓力過低、無火焰信號等)，觸發(fā)緊急停車。
開工燒嘴緊急停車步驟在開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車。具體而言，在開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如氧氣流量或壓力過低、燃料流量或壓力過低、氧氣/燃料比值過高或過低、無火焰信號等)，觸發(fā)緊急停車。粉煤燒嘴緊急停車步驟在粉煤燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)緊急停車。具體而言，在粉煤燒嘴啟動和運(yùn)行期間，若出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)(如粉煤給料罐料位過低、粉煤斷流、氧氣流量過高或過低、氧氣管線與氣化爐壓力壓差過低、氧/煤比值過高等)，觸發(fā)緊急停車。氣化爐吹掃監(jiān)控步驟監(jiān)控氣化爐開車之前的吹掃置換過程和氣化爐停車之后的吹掃置換過程。具體而言，在氣化爐開車之前的吹掃置換過程中，以及在氣化爐停車之后的吹掃置換過程中，吹掃過程始終處于監(jiān)控之下，保證氣化爐吹掃安全進(jìn)行。本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于粉煤加壓氣化工藝的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括 檢測單元(Al)，用于檢測粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)的異常情況； 控制單元(A2)，用于根據(jù)所述檢測單元(Al)檢測到的異常情況，觸發(fā)相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作； 執(zhí)行單元(A3)，用于根據(jù)所述控制單元(A2)對所述緊急操作的觸發(fā)，執(zhí)行相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作； 事件順序記錄(SOE)單元(A4)，用于獲取和記錄所述異常情況。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 輔助操作單元(A5)，用于供用戶根據(jù)所述異常情況進(jìn)行相應(yīng)的排查與操作。
3.如權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述檢測單元(Al)為單一的傳感器，傳感器信號通過一進(jìn)二出安全柵或信號分配器進(jìn)入所述控制單元(A2);或者，所述檢測單元(Al)為冗余的傳感器，傳感器信號采用二取二的邏輯結(jié)構(gòu)或三取二的邏輯結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(A2)包括 氣化系統(tǒng)緊急停車模塊，用于當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)緊急停車； 粉煤燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊，用于在粉煤燒嘴氧氣管線開啟第一道切斷閥后，當(dāng)出現(xiàn)所述粉煤燒嘴氧氣管線與氣化爐壓差過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)緊急停車； 點(diǎn)火/開工燒嘴氧氣系統(tǒng)緊急停車模塊，用于在點(diǎn)火、開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)點(diǎn)火、開工路氧氣管線出現(xiàn)壓力過低的危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)緊急停車；點(diǎn)火燒嘴緊急停車模塊，用于在點(diǎn)火燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)緊急停車； 開工燒嘴緊急停車模塊，用于在開工燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)緊急停車； 粉煤燒嘴緊急停車模塊，用于在粉煤燒嘴啟動和運(yùn)行期間，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，使所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)緊急停車； 氣化爐吹掃監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控氣化爐開車之前的吹掃置換過程和氣化爐停車之后的吹掃置換過程。
5.如權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述控制單元(A2)滿足IEC 61508SIL3等級的認(rèn)證條件，和/或TUV AK5 (德)等級及以上的認(rèn)證條件。
6.如權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述控制單元(A2)的主處理器采用三重化冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)(TMR)或四重化冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)(QMR)。
7.如權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述執(zhí)行單元(A3)為單控制閥，其配套的電磁閥冗余設(shè)置；或者所述執(zhí)行單元(A3)為采用冗余控制閥，其配套的電磁閥冗余設(shè)置。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述冗余控制閥為分別帶電磁閥的兩個(gè)開關(guān)閥，或?yàn)榉謩e帶電磁閥的一個(gè)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)開關(guān)閥。
9.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述輔助操作單元(A5)包括報(bào)警燈屏(2)、蜂鳴器(4)、氣化爐緊急停車指示燈(5)、粉煤給料罐料位低低旁路開關(guān)￠)、氣化爐緊急停車按鈕(7)、報(bào)警復(fù)位按鈕(8)、報(bào)警確認(rèn)按鈕(9)、報(bào)警試驗(yàn)按鈕(10)、消音按鈕(11)。
10.一種用于粉煤加壓氣化工藝的安全聯(lián)鎖保護(hù)方法，所述方法使用權(quán)利要求I 9之一所述的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)(A)對粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)，其特征在于， 包括步驟.51、檢測粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)的異常情況；.52、根據(jù)檢測到的異常情況，觸發(fā)相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；.53、根據(jù)對所述緊急操作的觸發(fā)，執(zhí)行相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；.54、獲取和記錄所述異常情況。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于粉煤加壓氣化工藝的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，其包括檢測單元(A1)，用于檢測粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)的異常情況；控制單元(A2)，用于根據(jù)所述檢測單元(A1)檢測到的異常情況，觸發(fā)相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；執(zhí)行單元(A3)，用于根據(jù)所述控制單元(A2)對所述緊急操作的觸發(fā)，執(zhí)行相應(yīng)的對所述粉煤加壓氣化系統(tǒng)(B)進(jìn)行安全聯(lián)鎖保護(hù)的緊急操作；事件順序記錄(SOE)單元(A4)，用于獲取和記錄所述異常情況。本發(fā)明提供的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，具有安全可靠性高、程序邏輯設(shè)計(jì)嚴(yán)密、并具備事件順序記錄功能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G05B19/418GK102618331SQ201110412818
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者丁興強(qiáng), 丁建平, 吳海峰, 姜從斌, 彭書, 朱玉營, 楊立峰, 石劍, 馬琳 申請人:航天長征化學(xué)工程股份有限公司