【正文】 大型機泵和。與全廠聯鎖系統有關的信號通過硬接線與全廠聯鎖ESD系統連接。 設備成套供貨儀表壓縮機隨機儀表盤（含監(jiān)視、報警、安全聯鎖、操作儀表和按鈕開關等）集中安裝于壓縮機旁控制柜內。儀表電源和氣源設計3重變送器檢測，采用2/3邏輯，引入聯鎖系統。儀表電源采用雙回路輸入的UPS電源。ESD采用經國際機構認證的3重冗余系統，確保安全系統可靠運行，從而保證裝置設備和人身安全?？刂苹芈凡捎?：1冗余系統。現場檢測儀表必須具備相應機構認證的防爆合格證，并符合防護標準。 保證自動控制系統運行的主要安全技術措施按照工藝要求選用適合介質特性的有運行業(yè)績的可靠現場檢測儀表和調節(jié)閥，尤其是擔當聯鎖和順序控制的切斷閥。DCS和ESD系統安裝于裝置的中央控制室，對裝置的工藝過程進行集中監(jiān)視，并對重要參數進行分散控制。h) 其他儀表氣動調節(jié)器、皮帶輸送機的拖拉開關、跑偏開關和速度開關，用于聯鎖的壓力、溫度和流量開關等都將被采用。切斷閥將采用可靠的氣動和電氣附件，以適應聯鎖和程序控制的要求。切斷閥一般采用氣動球閥，按照工藝要求選取適合介質的材質。自力式調節(jié)閥用于控制精度要求不高的地方。根據工藝條件的需要，分別選用球閥、角閥、蝶閥、三通閥。關鍵的分析儀設置分析小屋。洗滌后的合成氣中H2分析采用熱導式分析儀。就地指示用磁浮子式液位計。煤筒倉的物位測量采用超聲波式料位計。煤計量采用稱重傳感器和皮帶稱測量。c) 流量儀表DN40或更大口徑的管線的流量測量一般采用標準法蘭取壓孔板,高壓和過熱蒸汽或腐蝕性流體采用標準流量噴嘴,漿液管線采用文丘里管或電磁流量計,低壓和大尺寸管線采用阿牛巴流量計。b) 壓力儀表就地壓力表一般采用波登管型測量元件，根據工藝介質要求采用彈簧管、隔膜和膜盒型。a) 溫度儀表一般熱電偶應為K型/2級，熱電阻為Pt100/A級，溫度計套管用于熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計和壓力式溫度計。位于危險場所的儀表選型應適應有關的區(qū)域等級劃分，并適合氣體分組及溫度等級，原則上采用本安型儀表，為此，模擬信號和開關量信號要與安全柵相配。2）儀表選型原則甲醇裝置選用的儀表將是可靠的、先進的和準確的，以保證裝置安全正常操作和維修方便。系統具有事故追憶功能，發(fā)生聯鎖后，自動高速記憶事故前后的現場狀態(tài)，并可按事件順序打印出來，以便分析事故原因。根據工藝PDP要求，緊急停車系統（ESD）選用符合TUV安全認證的三重化冗余可編程邏輯控制器（PLC）獨立承擔，ESD帶有顯示器（CRT），編程簡單容易。必須在現場操作和監(jiān)視的機組或設備，則在機組或設備附近的現場安裝儀表或操作盤，例如壓縮機、大型機泵等。主要的和重要的工藝參數集中到甲醇裝置中央控制室由DCS系統顯示和控制。 甲醇生產過程自動控制水平及儀表選型原則1）自動控制水平甲醇裝置工藝過程決定了必須隔離和集中操作和控制，所以，本設計擬采用當今世界上可靠而先進并且便于操作和編程的DCS系統在裝置中央控制室對整個甲醇裝置生產過程進行監(jiān)視和自動控制?？辗?、甲醇裝置設有壓縮機組，它們與生產過程有緊密的聯系，壓縮機組的檢測和控制在甲醇裝置中央控制室進行。另外，煤氣化和灰渣處理工段的黑水和灰水中含有較多的灰渣顆粒，其中并含有較高的氯離子和硫化物離子，具有較強的腐蝕性，對儀表材料的選用提出較高的要求。由上，確定本甲醇裝置采用集中控制的方式，在裝置的中央控制室使用DCS進行檢測和自動控制，并采用獨立的符合TUV5~6級安全等級的ESD系統完成煤氣化和全裝置的安全聯鎖保護。甲醇合成是在具有較高壓力和溫度下的放熱反應，甲醇產品也是易燃易爆介質，且具有毒性。氣化氣中的氫氣極易燃燒和爆炸，一氧化碳除易燃易爆外，尚有很強的毒害性。水煤漿介質為高粘度非牛頓流體，具有高磨蝕性。 甲醇裝置對自動控制的要求甲醇裝置工藝從煤貯運開始,包括煤漿制備、煤氣化、渣水處理、變換、凈化、甲醇合成、甲醇精餾、甲醇貯存、空分、公用工程等組成。中央控制室的建筑面積約為800m2。蒸汽透平驅動的壓縮機組檢測和控制系統包括速度控制、防喘振控制等將采用壓縮機專用監(jiān)測控制系統來完成，并將對壓縮機的轉速、軸溫、軸振動、軸位移等進行數據處理，傳送到全廠機械管理系統。甲醇裝置的復雜控制系統，如德士古氣化爐的燃燒控制、O2/C比控制、甲醇H2/CO比控制等，將在DCS中完成，并輔之以必要的PC處理機。甲醇裝置的安全聯鎖系統將由獨立于DCS系統的緊急停車系統（ESD）完成。 自控水平 自動控制水平和主要控制方案甲醇裝置采用分散控制系統（DCS）在甲醇裝置區(qū)設中央控制室對整個甲醇裝置區(qū)的生產過程進行集中監(jiān)視和自動控制。全廠氮氣消耗量表序號裝置名稱單位小時消耗量備注正常最大1甲醇裝置Nm330000300002PPNm3200200 MPaG3甲醇裝置Nm352000520004MTPNm38008005PPNm3100015006甲醇裝置Nm3260026007合計Nm38660087100全廠氧氣消耗量表序號裝置名稱單位小時消耗量備注正常最大1甲醇裝置Nm3204421204421 工藝流程圖物料平衡圖及平衡表見附圖3。從上塔上部引出污氮氣經過冷器、低壓板式換熱器和高壓板式換熱器復熱出冷箱后分成兩部分：一部分進入分子篩系統的蒸汽加熱器，作為分子篩再生氣體，其余污氮氣去水冷塔。另一部分進入經過過冷節(jié)流后做為上塔回流液。在上塔進一步精餾后，上塔底部獲得液氧，并經液氧泵壓縮后進入高壓板式換熱器，復熱后出冷箱，進入氧氣管網。另一部分高壓空氣進入高壓板式換熱器，冷卻后經節(jié)流閥節(jié)流后進入下塔。凈化后的空氣分成兩股，一股直接進入低壓板式換熱器，從換熱器底部抽出后進入下塔。分子篩純化器為兩臺，其中一臺工作時，另一臺再生。冷卻水為經水冷塔冷卻后的水。過濾后的空氣進入離心式空壓機經壓縮，然后進入空氣冷卻塔冷卻。 空分裝置本裝置工藝為分子篩凈化空氣、空氣增壓、液氧和液氮氣壓縮流程，帶中壓空氣增壓透平膨脹機，采用規(guī)整填料分餾塔，全精餾制氬工藝。汽提塔下部設有側線采出，采出部分異丁基油和少量乙醇,混合進入異丁基油貯槽。常壓塔底的含甲醇的廢水送入磨煤工段作為磨煤用水。、80℃，進入加壓塔下部，加壓塔塔頂氣體經冷凝后，一部分作為回流，一部分作為產品甲醇送入貯存系統。2) 甲醇精餾從甲醇合成膨脹槽來的粗甲醇進入精餾系統。系統弛放氣及甲醇膨脹槽產生的膨脹氣混合送往工廠鍋爐燃料系統。 一部分循環(huán)氣作為弛放氣排出系統以調節(jié)合成循環(huán)圈內的惰性氣體含量。經過Clinsulf硫回收后的尾氣中還會含有少量的硫化氫、二氧化硫和硫磺蒸汽，為防止污染，尾氣送到焚燒爐進行進一步的焚燒處理后高空排放。為防止硫磺在催化劑上冷凝附著，出反應器的氣體溫度要遠遠高于硫磺的露點，反應后產品的進一步冷卻放在反應器外的冷凝冷卻器中完成，用冷凝冷卻器放出的冷凝熱產生低壓蒸汽，蒸汽在空冷器中冷凝后的凝液再回流到冷凝冷卻器中，這樣循環(huán)可以很好的維持單質硫磺的液化溫度。在催化劑床層上有內部冷卻管來降低反應溫度。第一段的催化劑床層是不經過冷卻的，這里主要是進行初始化的激活反應，第一段中較高的溫度有利于反應的發(fā)生和進行。經過預熱后的酸性氣體和空氣，通過靜態(tài)混合器混合后進入Clinsulf反應器中，完成一個成硫反應。空氣在進反應器前要在預熱器中用中壓蒸汽預熱到一定的溫度。酸性氣體在進反應器前用反應器中產生的中壓蒸汽預熱，同時，這個系統還需要從外界補充一部分中壓蒸汽來彌補硫化氫濃縮過程中對熱量的需求。液氨通過分配器送往各制冷設備。3）氨壓縮制冷從凈化各制冷點蒸發(fā)后的33℃氣氨進入氨液分離器，將氣體中的液粒分離出來后進入離心式制冷壓縮機一段進口壓縮至冷凝溫度對應的冷凝壓力，然后進入氨冷凝器。塔頂出來的氣體送到甲醇再生塔中部。從原料氣分離器和甲醇再生塔底出來的甲醇水溶液經泵加壓后甲醇水分離器，通過蒸餾分離甲醇和水。甲醇中殘存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的熱量進行熱再生，混和氣出塔頂經多級冷卻分離，甲醇一級冷凝液回流，二級冷凝液經換熱進入H2S濃縮塔底部。高壓閃蒸器下部的含硫甲醇富液從塔中部進入，塔底加入的氮氣將CO2汽提出塔頂，然后經氣提氮氣冷卻器回收冷量后，作為尾氣高點放空。甲醇富液采用低壓氮氣汽提。未變換氣的吸收流程同變換氣的吸收流程。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分進入高壓閃蒸器；另一部分溶液經氨冷器冷卻后回流進入H2S吸收段以吸收變換氣中的H2S和COS，自塔底出來的含硫富液進入H2S濃縮塔。來自甲醇再生塔經冷卻的甲醇－49℃從甲醇吸收塔頂進入，吸收塔上段為CO2吸收段，甲醇液自上而下與氣體逆流接觸，脫除氣體中CO2，CO2的指標由甲醇循環(huán)量來控制。由變換來的變換氣進入原料氣一級冷卻器、氨冷器、進入分離器，出分離器的變換氣與循環(huán)高壓閃蒸氣混合后，噴入少量甲醇，以防止變換氣中水蒸氣冷卻后結冰，然后進入原料氣二級冷卻器冷卻至－20℃，進入變換氣甲醇吸收塔，依次脫除H2S+COS、CO2后在－49℃出吸收塔，然后經二級原料氣冷卻器，一級原料氣冷卻器復熱后去甲醇合成單元。 低溫甲醇洗本工段采用低溫甲醇洗工藝脫除變換氣中CO全部硫化物、其它雜質和H2O。氣液分離器分離出來的高溫工藝冷凝液送氣化工段碳洗塔。 變換在本工段將氣體中的CO部分變換成H2和CO2。閃蒸出的低壓氣體直接送至洗滌塔給料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分別送至洗滌塔給料槽、氣化鎖斗、磨煤水槽，少量灰水作為廢水排往廢水處理。澄清槽底部的細渣漿經泵抽出送往過濾機給料槽，經由過濾機給料泵加壓后送至真空過濾機脫水，渣餅由汽車拉出廠外。b) 灰水處理本工段將氣化來的黑水進行渣水分離，處理后的水循環(huán)使用。氣化爐反應中生成的熔渣進入激冷室水浴后被分離出來，排入鎖斗，定時排入渣池，由扒渣機撈出后裝車外運。氣化反應在氣化爐反應段瞬間完成，生成CO、HCOH2O和少量CHH2S等氣體。2) 氣化流程a) 氣化在本工段，煤漿與氧進行部分氧化反應制得粗合成氣。煤漿氣化需調整漿的pH值在6～8，可用稀氨水或堿液，稀氨水易揮發(fā)出氨，氨氣對人體有害，污染空氣，故本項目擬采用堿液調整煤漿的pH值，堿液初步采用42%的濃度。煤漿制備能力需和氣化爐相匹配，本項目擬選用7臺棒磨機，單臺磨機處理干煤量43～53t/h，可滿足180萬t/a甲醇的需要。出棒磨機的煤漿濃度約65%，排入磨煤機出口槽，經出口槽泵加壓后送至氣化工段煤漿槽。 主要操作條件1） 磨煤機 煤稱重進料機給料速率：50t/h磨煤機出口槽液位63％磨煤機出口槽泵出口水煤漿流量：56m3/h；溫度：50℃；壓力：(G)煤漿給料泵入口水煤漿壓力：(G)水煤漿控制指標水煤漿控制指標濃度6065％(wt)8目100％密度1260kg／m314目％溫度38℃60℃粒度分布40目％粘度9001500cp325目％PH值7—92）煤漿給料泵和氧氣煤漿給料泵出口水煤漿流量:95945kg/h；溫度: 50℃；壓力:(G) 空分來的純氧流量: 204421Nm3/h；溫度: 37℃；壓力: (G) 純度 :%3）氣化爐氣化爐氣化反應溫度:13001450℃；壓力: (G)氣化爐洗滌冷卻室出口合成氣溫度:℃；壓力: (G)氣化爐支撐板溫度：250℃氣化爐表面熱電偶溫度：295℃氣化爐與爐出口合成氣壓差： MPa燒嘴冷卻水泵進出口壓差： MPa 鎖斗與氣化爐出口合成氣壓差 MPa燒嘴冷卻水氣體分離器CO分析 0ppm4）碳洗塔碳洗塔液位:60%碳洗塔出口合成氣流量: 600306Nm3/h 溫度: ℃ MPa(G)碳洗塔出口合成氣CH4分析 1000ppm碳洗塔出口合成氣H2分析 ％(mol)碳洗塔出口合成氣CO分析 ％(mol)碳洗塔出口合成氣CO2分析 ％(mol)5) 變換爐氣量：320020Nm3/h（干基）入口溫度：260℃，出口溫度：372℃操作壓力：，水氣比：入口CO（濕基）：%，出口CO（濕基）：%6）酸性氣體吸收塔氣量：740247Nm3/h（干基）變換氣入口溫度：20℃，出口溫度：49℃操作壓力：貧甲醇：930m3/h7) 甲醇合成塔入口新鮮氣量：517668Nm3/h 入口循環(huán)氣量：2370000Nm3/h 入口溫度：235℃，出口溫度：250℃操作壓力：入口甲醇：%，出口甲醇：%8）循環(huán)氣壓縮機入口新鮮氣：517668Nm3/h入口循環(huán)氣：2370000Nm3/h入口溫度：40℃，入口壓力：壓縮機出口壓力： 甲醇裝置工藝流程 氣化1) 煤漿制備由煤運系統送來的原料煤（干）送至煤貯斗，經稱重給料機控制輸送量送入棒磨機，加入一定量的水，物料在棒磨機中進行濕法磨煤，濕法磨煤無粉塵，操作環(huán)境好。6）變換及熱回收全部技術立足國內。 國內不能制造的其他設備和儀表。 引進專有設備如甲醇合成反應器209。4）甲醇合成可研階段暫按引進德國Lurgi公司技術考慮，最終確定有待進一步的技術交流和談判，建議引進范圍如下：209。2）低溫甲醇洗購買Lurgi或Linde的工藝軟件包或基礎工程設計，詳細設計由國內完成。d) 連續(xù)運轉周期連續(xù)運轉周期不少于二年。供氧方式采用液氧由液氧泵加壓至一定壓力后，經高壓換熱器氣化復熱后、送出空分裝置進入管網。c) 空分裝置特點產品產量大；氣、液體的純度要求高；氧氣產品壓力高；氮氣產品品種多