封小兵，苏科
（四川泸天化股份有限公司，四川 泸州646300）
［摘 要］四川泸天化绿源醇业有限责任公司400 kt/a甲醇装置原设计以天然气为原料，后来甲醇装置进行局部改造，新建了航天炉生产系统制气并经低温甲醇洗系统净化后为甲醇合成系统提供原料气（天然气原料仍可适时启用），因天然气转化系统停运，配套建设了甲醇合成弛放气（废气）焚烧热回收装置（焚烧炉）副产0.35 MPa低压蒸汽，由此需将焚烧炉引入现有DCS系统进行自动控制和保护。详细介绍废气焚烧热回收装置高温测量仪表、汽包液位仪表、流量仪表及切断阀的选型，焚烧炉的点火条件、小火点火、大火点火（燃料气点火、废气点火）等的控制设计，以及焚烧炉的联锁保护、点火操作、DCS系统组态等，通过现有DCS系统而非传统的现场成套箱实现了焚烧炉的自动控制及联锁保护，将控制、逻辑、报警和操作等功能融为一体，提升了系统的自动控制水平，节约了资源，方便了操作。
［关键词］焚烧炉；DCS自动控制；仪表选型；控制设计；联锁保护；点火系统；DCS系统组态
［中图分类号］TQ056.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）01-0077-04
0 引 言
四川泸天化绿源醇业有限责任公司（简称绿源醇业）醇醚项目原设计以天然气为原料，项目于2002年12月动工，其中，400 kt/a甲醇装置于2005年12月投产、100 kt/a二甲醚装置于2006年2月投产。后来，受原料天然气价格上涨及供应不足等因素的影响，甲醇装置于2014年9月开始间断生产。
为实现原料结构调整，2016年9月7日，四川煤气化有限公司泸州化工园区项目（亦即泸天化煤制气项目，主要依托泸州当地古叙煤田，采用2台2 000 t/d航天炉制气，为下游甲醇装置和尿素装置提供原料气，其主要生产系统包括空分、粉煤加压气化、耐硫变换、低温甲醇洗、硫回收系统）B套航天炉投料成功；9月10日全系统流程打通，低温甲醇洗系统产出合格合成气，送往绿源醇业甲醇装置（绿源醇业甲醇装置进行局部改造，甲醇合成系统上游的天然气制合成气部分仍保留，通过连接管廊实现介质的切换互送，天然气原料仍可适时启用），9月11日产出合格甲醇产品。
绿源醇业生产装置采用DCS系统实现自动化控制，在装置的运行过程中，难免会有在原有控制基础上增加监控的要求。以下对新建废气焚烧热回收装置引入现有DCS系统实现自动控制及联锁保护的有关情况作一介绍。
1 废气焚烧热回收装置简介
废气焚烧热回收装置（简称焚烧炉）由四川艾普环保工程有限公司成套提供，是配套煤制气生产甲醇新建的对接装置——煤制气生产甲醇时，天然气转化系统停运，甲醇合成系统弛放气不能得以回收利用，于是新建焚烧炉对甲醇合成弛放气（简称废气）进行焚烧利用。废气焚烧之前先用天然气点火及燃烧，再切换为废气燃烧（也可全程燃用天然气），产出0.35 MPa低压蒸汽，送入低压蒸汽系统，达到节能环保的目的。
焚烧炉设计蒸汽产量20 t/h，实际生产中废气焚烧副产的蒸汽量约18 t/h。焚烧炉设置燃料气流量控制系统，通过供给足够的助燃空气，控制焚烧炉炉膛温度在1 000 ℃左右。除设置小火焰长明灯外，焚烧炉还设置了点火和熄火安全保护装置，自动点火，意外熄火时系统将自动切断燃烧天然气或废气，以避免发生爆炸事故；火焰检测装置有2套，两个火焰均熄火其联锁才动作，即火焰检测采用二选二联锁，以提高火焰检测的可靠性，减少联锁误动作。
2 焚烧炉系统仪表选型
2.1 高温测量仪表的选型
焚烧炉炉膛温度在1 000 ℃左右，设置了2个测温点，分别位于燃烧室和焚烧炉炉膛，选用分度号为S的高温型热电偶，最高测量温度可达1 700 ℃；热电偶保护套管选用耐磨、耐高温的刚玉材料，短期使用温度可达1 800 ℃。
2.2 汽包液位仪表的选型
汽包液位仪表选用在其他同类型装置上应用效果较好的导波雷达液位计，采用侧-侧法兰安装的旁通管形式，并在导波杆端部设置对中环；由于汽包操作温度为150 ℃，采用高温型（蒸汽环境200 ℃以内）导波雷达液位计；为确保汽包液位测量的可靠性，还选用了另外一种汽包液位经典测量仪表——双室平衡差压变送液位计。2台液位计分别安装在汽包的两端，在DCS系统通过组态操作画面软切换开关，操作人员可根据液位情况任选其中一台变送器作为汽包液位控制的测量仪表，这样的设置也便于仪表人员在线维护液位仪表。
2.3 流量仪表的选型
蒸汽流量和燃料气流量选用孔板和差压变送器测量，由于是气体（燃料天然气或废气）流量测量，因此进行了压力补偿；因介质温度较稳定，故未进行温度补偿。
2.4 切断阀的选型
焚烧炉配置了3台联锁切断阀，为燃料气主切断阀、废气切断阀、小火切断阀，均选用软密封球阀，泄漏等级为Ⅳ级，执行机构选用单作用气缸式，联锁输出控制两位三通电磁阀，再控制切断阀，以保证切断阀动作的可靠性。
3 焚烧炉系统控制设计
更多内容详见《中氮肥》2022年第1期