阅读说明：本技术 一种ugi炉的自动提温和制惰方法 (Automatic temperature raising and inert making method of UGI furnace ) 是由 万武军 李明 夏述军 于 2020-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种UGI炉的自动提温和制惰方法,在提温程序固化出单独窗口,设置出四个阶段,每个阶段设置放空开关和回收开关,各个阶段时间之和等于循环时间,在提温送气程序中,回收和放空时间之和等于所在阶段的时间,从而保证循环时间不变,提温送气时,只需将各个阶段的放空和回收时间输入控制组件,启动提温程序,操作人员通过DCS监控半水煤气的变化,调整上吹阶段的放空时间即可；在制惰流程中,在下行阀和煤气总阀之间加装一个下行放空阀,使蒸汽气化剂能从上向下穿过气化层,从而稳定气化层,同时将下行放空阀和煤气总阀进行油路连锁。本发明自动运行,减少人为操作存在失误和不安全因素,安全系数高,制惰时无需备用炉,可连续制惰。(The invention discloses an automatic temperature raising and inerting method of a UGI furnace, wherein a temperature raising program is solidified to form an independent window, four stages are arranged, each stage is provided with an emptying switch and a recovery switch, the sum of the time of each stage is equal to the cycle time, and in a temperature raising and air supplying program, the sum of the recovery time and the emptying time is equal to the time of the stage, so that the cycle time is not changed; in the inerting process, a down vent valve is additionally arranged between the down valve and a gas main valve, so that a steam gasification agent can penetrate through a gasification layer from top to bottom, the gasification layer is stabilized, and the down vent valve and the gas main valve are linked in an oil way. The invention has the advantages of automatic operation, high safety factor, no need of standby furnace during inert gas preparation and continuous inert gas preparation, and reduces the error and unsafe factors of manual operation.)

一种UGI炉的自动提温和制惰方法

技术领域

本发明涉及一种UGI炉的控制方法，尤其涉及一种UGI炉的自动提温和制惰方法。

技术背景

合成氨工业中，在加压气化炉没有技术成熟之前，小氮肥企业选择的炉型占主导地位的一直都是固定床间歇式气化炉（UGI炉），其投资少，流程简单，开停炉简单便捷。伴随着各项技术进步，以及UGI的节能改造，对于DCS的控制优化以及技术发展一直都存在欠缺，这主要是UGI炉型的特点决定的，程序性的控制，没有其他项空间，尤其在检修过后的起炉提温操作，虽然是程序操作，但还是人工控制每个阶段的时间多少和开起阶段的先后和步骤，操作人员必须非常高度集中精力，稍有不慎就会出现差错，造成气质不合格和引发安全事故，对于操作人员的压力非常大，很多小氮肥企业都是在起炉和开停车置换过程中出现问题，造成企业关停和发生事故，为减少操作人员的操作压力和工作负荷，对现在运行的UGI炉进行程序性优化和设备的改造，实现自动提温和制惰流程的改造效果，非常必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种UGI炉的自动提温和制惰方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种UGI炉的自动提温和制惰方法，在提温程序固化出单独窗口，设置四个阶段，分别为吹风阶段、上吹阶段、下吹阶段、二次上吹阶段，每个阶段设置放空开关和回收开关，回收和放空时间在不同阶段通过设置进行调整，各个阶段时间之和等于循环时间；

在提温送气中，回收和放空时间之和等于所在阶段的时间，从而保证循环时间不变，提温送气时，只需将各个阶段的放空和回收时间输入控制组件，启动提温程序，操作人员通过DCS监控半水煤气的变化，调整上吹阶段的放空时间即可；

在制惰流程中，下行阀和煤气总阀之间安装一个下行放空阀，使蒸汽气化剂能够从上向下穿过气化层，从而稳定气化层，减少长时间制惰出现的上行过高，同时将下行放空阀和煤气总阀进行油路连锁，两个阀门此开彼关，节约置换时间，使制取的惰性气中CO含量下降，在造气炉上连接风机进行连续制惰。

UGI气化炉属于间歇气化，气化分上行煤气和下行煤气，上行和下行煤气都是通过煤气总阀输出至联合过热器进行换热后，再进入洗气塔最后进入气柜。在煤气下行阀和煤气总阀之间加装下行放空阀，在制惰流程中，蒸气气化剂可以从上向下穿过床层，压缩气化层，同时稳定气化层位置，而不是现有制惰下吹蒸汽在气化炉表面气化，不能有效的穿过气化层，造成气化炉的还原层过高，从而使得制惰气中的CO较高，无法实现连续制惰。

进一步的，在单独制惰时，吹风阶段将放空时间调整为0s，回收时间即为吹风时间，其它制气阶段全部放空；提温送气时，将吹风阶段放空时间调整为最大，不回收，上吹阶段设置放空时间30s，回收时间15s。

进一步的，利用UGI炉的自动提温和制惰方法对现有UGI炉进行改造的具体操作步骤如下：选用备用DCS主机写入组态数据，单独运行其中一台UGI炉，观测输出信号是否正确，7*24小时无误后写入运行组态，实现安全无缝对接；根据UGI炉的计划检修时间，做好下行放空阀的改造和自动提温的程序验证实施；做好相关模式油路联锁设置；写入相关操作事项和操作规程。

本发明的有益技术效果是：

1、只需将各个阶段的放空和回收时间输入，提温程序自动运行，操作人员只需通过DCS监控半水煤气的变化，调整上吹阶段的放空时间即可，节约了大量的放空煤气，操作非常简单便捷，较之前的阶段提温的高度集中操作减少操作难度，岗位的操作就能完成，程序性运行减少人为操作存在失误和不安全因素，进一步提高装置的安全系数；

2、在下行阀和煤气总阀之间加装一个下行放空阀，使得蒸汽气化剂能够上下穿过气化层，从而稳定气化层，减少长时间制惰出现的上行过高，造成制惰气不合格，杜绝现有制惰时需要同时备用几台UGI炉的弊端；

3、将下行放空阀和煤气总阀进行油路连锁，节约大量置换时间，使得制取的惰性气的CO含量从之前的7％下降至2％，使停车大修置换的安全系数得到提高，置换使用的惰性气内的可燃气比例下降，减少置换风险，从而可以进行连续制惰，大大提高了置换速度，大幅缩短小氮肥企业检修时间，提高了安全系数。

附图说明

图1：本发明UGI流程图；

图2：本发明提温送气程序图。

具体实施方式

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我们知道现有的UGI炉分为五个阶段，分别为：吹风阶段，上吹阶段，下吹阶段，二次上吹阶段，吹净阶段，现行的DCS程序控制这五个阶段循环动作，达到制气的目的，现有的提温程序是阶段手操，只负责给出某个阶段的操作，至于操作的先后和时间多少不会提供，这就需要我们的UGI炉的操作人员根据炉况选择各个阶段的时间以及根据气质情况进行，有效气和不合格气的回收和放空，一般只有车间管理人员进行操作，岗位操做人员没有5年以上的一般不敢试手操作，尤其在目前严格要求的安全环境下。

为了解决这一问题，我们研究了一种UGI炉的自动提温和制惰方法，从两个方面进行改进。

一、提温程序固化出单独窗口，设置出四个阶段，如图2所示，设置每个阶段的放空开关和回收开关，时间可调，回收和放空时间之和等于阶段时间，各个阶段时间之和等于循环时间，日常提温送气时，只需将各个阶段的放空和回收时间输入进去，启动提温程序，程序自动运行，操作人员只需通过DCS监控半水煤气的变化，调整上吹阶段的放空时间即可，节约了大量的放空煤气，操作非常简单便捷，较之前的阶段提温的高度集中操作减少操作难度，岗位的操作就能完成，程序性运行减少人为操作存在失误和不安全因素，进一步提高装置的安全系数；

二、制惰流程中，在下行阀和煤气总阀之间加装一个Ø530mm下行放空阀，如图1所示，使得蒸汽气化剂能够上下穿过气化层，从而达到稳定气化层作用，减少了长时间制惰出现的上行过高造成制惰气不合格的现象存在，杜绝出现以往制惰时需要同时备用几台UGI炉的弊端，同时将下行放空阀和煤气总阀进行油路连锁，（即两个阀门不能同时开，只能开一个，此开彼关）不需要增加电磁阀，只在油路上做简单改动就行，节约大量置换时间，使得制取的惰性气的CO含量从之前的7％下降至2％，可以连续设置一套风机进行连续制惰大大提高置换速度，节约大量时间，按一套20万T合成氨企业前后置换时间计算可也以节约一半时间，大大缩短小氮肥企业检修时间，同时提高安全系数。

本发明基于合成氨固定床气化炉的工艺操作优化和改善开发，整合DCS自动优化操作实现UGI炉的提温送气实现自动的程序化同时改善制惰气的气质成份，是一种优化UGI炉的操作和改善的发明。

本发明的目的是减少人工操作带来失误和不安全因素，本质上提高装置安全，同样是改变现有装置存在弊端，提高制惰速度和制惰的气的纯度。整个系统全自动控制，安装简单，可操作性强。

利用本发明对现有UGI炉进行改造的具体操作步骤：

选用备用DCS主机写入组态数据，单独运行某台UGI炉输出信号是否正确，实现7*24小时无误后写入运行组态。实现安全无缝对接；根据UGI炉的计划检修做好下行放空阀的改造和自动提温的程序验证实施；做好相关模式油路联锁设置；写入相关操作事项和操作规程。

上述实施步骤作为本发明的较佳实施方式，详细说明了本发明的技术构思和实施要点，并非是对本发明的保护范围进行限制，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围之内。