[发明专利]煤加氢气化安全监控系统及其监控方法

说明书

本发明公开一种煤加氢气化安全监控系统，包括煤加氢气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；通过合理的设置各类检测装置的位置，可对运行情况进行实时检测，可预测可能存在的风险，通过合理的设置各类检测装置的数量，提高了风险预测的准确度，避免误操作，全程自动控制，保证系统的安全稳定运行，可实现煤加氢气化技术工业装置的建设。本发明还公开一种煤加氢气化安全监控系统的监控方法，通过将各个检测到的参数与预设的参数值进行比较，通过合理的逻辑判断，当出现异常情况时可及时执行停车动作；可有效避免因误动作导致的停车，也可避免生产过程中发生泄漏、超温、超压等情况而没有及时停车造成的严重后果发生。

技术领域：

本发明涉及煤粉加氢气化领域，尤其涉及煤加氢气化安全监控系统及其监控方法。

背景技术：

煤加氢气化是煤气化的一种，指使原煤粉与含氢反应气体在高温、高压条件下(800℃～1000℃，3MPa～8MPa)反应生成富含甲烷的气体以及轻质油品的过程。与传统的煤气化相比，煤加氢气化具有工艺简单、热效率高、污染小的特点，因而受到广泛地关注。但是，在煤加氢气化的过程中，操作压力为7.0MPa，操作温度在800～870℃，且介质中含有大量CO、H₂等易燃易爆气体，生产过程中若发生泄漏、超温、超压等情况，必会导致危害设备、火灾、爆炸等严重后果，其中一氧化碳还会造成人员中毒。由于加氢气化反应需要在较高温度下才能触发反应的发生，若存在反应异常情况会无法维持继续反应的温度条件，导致恶性后果；且原料压力低时，还会导致气化炉里物料倒串引起火灾爆炸。结合煤加氢气化工艺预测风险、并设计相适应的详细安全仪表控制系统，是防止危险事故发生的关键。然而，由于煤加氢气化技术工艺条件极为苛刻，故目前该技术仍处于试验、模拟仿真阶段，并没有相应的工业装置。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种安全可靠、稳定运行的煤加氢气化安全监控系统；

本发明的第一个目的在于提供一种可准确预测风险、逻辑控制合理的煤加氢气化安全监控系统的监控方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：

煤加氢气化安全监控系统，包括煤加氢气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；

所述检测机构与所述PLC控制器通过有线或无线方式进行连接；所述检测机构用于检测所述煤加氢气化装置的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据，并将检测到的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据传输给所述PLC控制器；

所述PLC控制器与所述执行机构通过有线或无线方式进行连接，所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力、流量数据、液位数据以及压差数据进行分析，并控制所述执行机构执行动作。

进一步的，所述煤加氢气化装置包括高压煤斗、氢气加热炉、氧气源、加氢气化炉、半焦冷却流化床、半焦储罐、半焦流化床汽包、旋风除尘器、废锅、废锅汽包、过滤器、氢气源、二级氢气加热器、高压氮气源、置换煤粉管线以及置换氧气管线，；

所述高压煤斗的出料口通过煤粉管线与所述加氢气化炉的工艺烧嘴进料口连通，所述氢气加热炉的出气口通过氢气管线与靠近所述高压煤斗的所述煤粉管线连通，所述氧气源的出气口通过氧气管线与靠近所述氢气加热炉的所述煤粉管线连通；

所述加氢气化炉的半焦出口通过半焦管线与所述半焦冷却流化床的半焦入口连通，所述半焦冷却流化床的半焦出口通过半焦储存管线与所述半焦储罐的入口连通，所述半焦冷却流化床的蒸汽出口通过蒸汽管线与所述半焦流化床汽包的蒸汽入口连通，所述半焦流化床汽包的出水口通过给水管线与所述半焦冷却流化床的进水口连通；