德士古水煤浆气化炉采用高压煤浆泵将水煤浆加压后,与高压氧气经烧嘴混合后呈雾状喷入气化炉燃烧室,在燃烧室中进行复杂的气化反应,生成煤气(称为合成气)。1套空分装置常供多台气化炉氧气,由于德士古水煤浆气化炉的工艺特点,几台气化炉间经常会因设备问题而倒炉或因故障联锁紧急停其中1台或多台炉,一旦停炉要求炉头氧气切断阀短时间(小于3s)关断,使入口氧气总管流量压力变化很大。如果控制不好入口总管压力会使正在运行的气化炉进氧量瞬间变大,这将导致炉膛内过氧使炉膛温度升高,严重影响气化炉炉砖寿命及气化炉运行安全和反应效率。过氧煤气带到后续工艺洗涤塔中很易引起爆炸,国内已有因过氧而爆炸的先例。流量变化大也会影响空分装置的运行及安全。如何保证在气化炉故障情况下,入口氧气总管流量压力相对平稳,成为德士古水煤浆气化炉安全运行的关键之一。
1 原控制方案存在的问题
图1所示为典型3台德士古水煤浆气化炉氧气流程及控制方案。从图1流程可看出,如有1台炉突然停炉,相应的炉头氧气切断阀(XV801/XV802/XV803)在3s内关断,则三分之一(三开无备时)或二分之一(二开一备时)需氧量短时间减少了。如果气化一侧氧气放空阀(FV01)不能及时放掉减少的需氧量,则势必造成气化炉进氧压力(PT01)会升高,从而使在运的气化炉支管氧气流量(FF101/201/301)短时间加大;如果放空阀短时间开得太大,使放掉的氧量太大超过减少的需氧量,则势必造气化炉....