烧嘴冷却水联锁优化后的测试

杨 路 张 斌

(宁波中金石化有限公司浙江镇海315203)

烧嘴冷却水联锁优化后的测试

杨 路 张 斌

(宁波中金石化有限公司浙江镇海315203)

0 前言

烧嘴冷却水的作用是保证烧嘴头部在高温下不被烧坏，烧嘴冷却水槽(V1)内的水经烧嘴冷却水泵加压后进入到事故烧嘴冷却水槽(V2)，用来在事故状态下烧嘴冷却水泵(P1)无法正产运转时向工艺烧嘴(X1)供水，保证烧嘴不会烧坏。正常生产期间，烧嘴冷却水经测量压力和流量后进入工艺烧嘴(X1)，然后出口冷却水经测量流量和温度后进入烧嘴冷却水回水分离罐(V3)，最后进入烧嘴冷却水槽(V1)循环使用。烧嘴冷却水系统流程示意见图1。

图1 烧嘴冷却水系统流程示意

1 烧嘴冷却水系统故障联锁测试

烧嘴冷却水系统故障联锁见表1。

表1 烧嘴冷却水系统故障联锁

联锁测试的项目如下：烧嘴冷却水进流量低联锁值及延时的确定，烧嘴冷却水出口流量低联锁值及延时的确定；同时做该联锁测试还有修正烧嘴冷却水泵备用泵“自启动”压力联锁值(PT2)以及事故烧嘴冷却水切断阀打开的压力联锁值(PT2)。

联锁测试前的其他要求：①已经完成测试烧嘴冷却水泵和备用泵及“自启动”参数初步联锁值；②烧嘴冷却水进、出口切断阀阀门动作正常、灵活，阀门动作时间<3 s；③事故烧嘴冷却水切断阀阀门动作正常、灵活，阀门动作时间<3 s；④烧嘴冷却水流量计测试正常，反应灵敏可靠，DCS系统与SIS系统显示一致。

1.1 测试前的准备工作

①烧嘴冷却水槽液位为60%，正常备用；②烧嘴冷却水软管连接正常，可形成循环回路；③事故烧嘴冷却水槽液位为80%，打开事故烧嘴冷却水槽氮气充压阀，并充压至0.6 MPa；④事故烧嘴冷却水切断阀压力联锁值设定完成，PT2<0.8 MPa打开，PT2>1.2 MPa关闭；⑤烧嘴冷却水泵备用泵自启动值设定完成，PT2<1.2 MPa备用泵自启动。

1.2 联锁测试

①启动烧嘴冷却水泵，确认各项运转指标正常；②系统烧嘴冷却水循环建立，流量10 m3/h；③检查烧嘴冷却水备用泵，并确认其正常后投用“自启动”功能；④停运原运行泵，确认该泵不倒转，如果此时该泵出现倒转，应及时关闭该泵的出口阀，在测试该泵时应尽可能模拟最恶劣的真实工况；⑤确认相关测试参数稳定正常，并进行统计和整理。烧嘴冷却水故障联锁测试流量数据如表2所示，烧嘴冷却水泵及事故烧嘴冷却水切断阀数据如表3所示。

表2 烧嘴冷却水故障联锁测试流量数据

表3 烧嘴冷却水泵及事故烧嘴冷却水切断阀数据

⑥ 备用泵运行10 min后，应按照操作规程停运。

⑦ 按照上述方法再次进行测试，并做好相关数据的收集工作(此次仅将第1次数据作为分析数据)。

通过表2可看出：烧嘴冷却水进、出口流量计显示，最低值为4.0 m3/h，最高值为5.2 m3/h；最低值持续时间最长5 s，最短2 s；且进、出口流量计在同步性上没有出现太大的偏差，处于一同变化的状态。但是，出口流量计最低峰值的持续时间略高于进口流量计最低峰值的持续时间，故出口流量计的延时时间较进口流量计的延长时间略长一些。因此，将烧嘴冷却水进口流量低联锁值设定为5 m3/h，并且延时2 s；出口流量计低联锁设定值为5 m3/h，并且延时7 s。

从表3可看出(时间1 s和9 s均为泵正常运转状态下收集的数据)：烧嘴冷却水由运行泵停车至烧嘴冷却水备用泵运转正常，消耗时间约为6 s，其间烧嘴冷却水流量最高进口5.2 m3/h，出口4.1 m3/h。当烧嘴冷却水压力最低为0.65 MPa时，烧嘴的冷却水流量均高于联锁值所要求的5.0 m3/h。由于位差的原因烧嘴冷却水压力升高的过程中，烧嘴冷却水的进、出口流量出现了最低值。由于打开事故烧嘴冷却水切断阀有效缓解了烧嘴冷却水流量的持续下降，因此，事故烧嘴冷却水槽不仅可在事故状态下向烧嘴冷却水盘管内供水，还可缓解烧嘴冷却水泵启动过程中烧嘴冷却水流量持续下降的问题。为此，将烧嘴冷却水备泵压力联锁值调整为1.5 MPa，而事故烧嘴冷却水切断阀联锁仍应保持原有设定的参数PT2<0.8 MPa 打开，PT2>1.2 MPa关闭。

2 烧嘴冷却水泵事故电源联锁测试

烧嘴冷却水泵事故电源的作用主要是在系统停电期间依靠柴油发电机维持事故烧嘴冷却水泵的正常运转，维持烧嘴冷却水的正常供应，保护烧嘴不会因高温辐射而损坏。

2.1 测试前的准备工作

①柴油发电机相关测试正常，确保在烧嘴冷却水泵母线失电后，柴油发电机可以正常启动；②柴油发电机的启动时间需要进行测试，现对柴油发电机的启动时间约定为11 s；③烧嘴冷却水泵的启动信号的脉冲时间需要进行适当地延长，对事故烧嘴冷却水泵启动信号的脉冲时间约定为13 s；④烧嘴冷却水泵的过流保护时间需要进行适当地延长，对烧嘴冷却水泵的过流保护时间约定为13 s。

2.2 联锁测试

(1)启动烧嘴冷却水泵，确认各项运转指标正常。

(2)建立系统烧嘴冷却水循环，流量10 m3/h。

(3)检查烧嘴冷却水备用泵，并确认正常后投用该泵自启动功能。

(4)将烧嘴冷却水泵母线断电，关注烧嘴冷却水备用泵“自启动”信号能否正常发出以及电器柜继电器能否收到来自仪表的启动信号。

(5)烧嘴冷却水备用泵正常启动。

(6)如果出现烧嘴冷却水备用泵不能正常启动的情况，应确认电气柜是否收到启动信号，如果电气柜没有收到启动信号，应适当延长烧嘴冷却水备用泵的启动信号脉冲时间。如果电气柜能收到仪表发出的启动信号，但是还是出现烧嘴冷却水泵故障而无法启动的现象，此时应适当调整烧嘴冷却水泵的过流保护时间。由于该泵采用软启动，启动时间比一般离心泵要长，因此，该泵相关参数的设置应进行必要的调整。现直接约定事故烧嘴冷却水泵在母线断电的情况下，联锁正常，冷却水备用泵正常启动。

3 结语

通过相关联锁测试，将烧嘴冷却水“进口流量低联锁值”设定为5 m3/h，并且延时2 s；出口流量低联锁设定值为5 m3/h，并且延时7 s；烧嘴冷却水泵的启动信号以及电流保护时间设置为13 s。在测试相关联锁时，应尽可能模拟最为恶劣的工况，有的企业在联锁测试时联锁能够正常触发，但在系统恶劣工况下容易出现不能及时停车或者误跳车的现象；特别是烧嘴冷却水泵事故电源的联锁，更要掌握正确的联锁测试方法，确保在事故状态下烧嘴冷却水泵能够正常启动，也为同类型相关联锁的测试提供了可靠依据。

2016- 12- 01)