水煤浆加压气化装置DCS系统的设计与应用

论文摘要

水煤浆气化技术是煤燃料联合循环利用、化工、热电综合利用系统和零排放系统的关键技术之一。煤炭气化技术的应用在一定程度上减轻了工业及民用消费对石油资源的依赖,缓解了石油资源供需间的压力。随着该技术的不断推广,该技术势必会影响目前的能源利用结构,甚至影响世界经济局势。同时,随着中国对该技术的普遍推广和应用,它对中国资源安全的保障也有着越来越重要的意义。本文重点研究水煤浆加压气化技术的控制方案,该技术是对多喷嘴对置式水煤浆气化技术的应用和改进。主要进行的研究工作包括:介绍并且比较了现有的各种煤气化技术与相关的控制设备与技术;重点结合上海福克斯波罗有限公司的IA系列控制系统详细分析介绍了DCS的特性与功能;着重分析了多喷嘴对置式水煤浆气化的工艺流程;然后结合工程实例论述了产品选型和系统设计,对控制现状进行了详细的分析,详述了顺序控制和串级控制特点,设计并组态完成了完整的控制工艺流程,完成了一套符合工艺设计和现场实际的控制系统。同时,在本课题的研究过程中,在设计实际的工艺控制方案中,积极引入多种过程控制技术,并进行了多次调试,对多个控制回路和几个关键串级控制回路进行了稳压补偿,大大提高了控制性能,也减轻了操作工在实际运行时的工作强度。而且在研究的同时,没有过分迷信国外技术参数,结合生产实际,设计制定了符合本项目工艺生产要求的各项技术参数,并在公司其他项目得到了参考和应用。本文设计的多喷嘴对置式水煤浆加压气化DCS控制系统采用了多种过程控制技术,紧密结合工艺实际,保证了实际项目的顺利投产和稳定运行,为本系统的推广使用奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源和意义
• 1.2 课题研究目标和研究内容
• 1.3 课题的实现
• 1.4 本文的结构和内容安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 水煤浆加压气化技术原理
• 2.1 煤气化反应原理
• 2.2 水煤浆加压气化原理
• 2.3 多喷嘴对置式水煤浆气化技术原理
• 2.4 与其他气化工艺的比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 煤气化制甲醇项目气化炉的系统设计
• 3.1 设计基础
• 3.1.1 设计规模
• 3.1.2 工艺工程物料特性
• 3.1.3 工艺过程主要控制参数
• 3.2 主要工艺设备
• 3.3 工艺流程设计
• 3.3.1 水煤浆制备系统
• 3.3.2 水煤浆气化及煤气初步净化
• 3.3.3 含渣水处理系统
• 3.4 气化装置集散控制系统（DCS）总体设计
• 3.4.1 系统概述
• 3.4.2 系统硬件组成
• 3.4.3 系统软件组成
• 3.4.4 历史数据存储功能
• 3.4.5 自诊断和容错功能
• 3.4.6 IA 系统环境指标
• 3.5 本章小结
• 第四章 控制系统回路的设计与实现
• 4.1 水煤浆制备及输送系统
• 4.1.1. 煤仓加煤控制
• 4.2 水煤浆气化系统
• 4.2.1 氧/煤比的调节控制
• 4.2.2 气化炉液位控制调节控制
• 4.2.3 锁斗系统
• 4.2.4 洗涤系统
• 4.2.5 氮气系统
• 4.3 沉降与灰水系统
• 4.4 联锁保护系统
• 4.4.1 气化炉安全联锁系统说明
• 4.4.2 气化炉紧急停车联锁控制条件
• 4.4.3 烧嘴冷却水阀联锁
• 4.4.4 气化炉安全系统及联锁
• 4.5 本章小结
• 第五章 控制系统软件设计
• 5.1 软件系统的功能
• 5.2 监视、操作画面
• 5.2.1 操作登录与切到观察
• 5.2.2 操作界面
• 5.2.3 画面切换设计与翻页
• 5.2.4 监视界面设计
• 5.3 系统异常情况处理
• 5.4 报警信息
• 5.4.1 系统报警
• 5.4.2 过程报警
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录