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摘要:一、前言 神华集团的煤直接液化项目是国家的重点能源战略的百万吨级的示范项目。由于该项目为易燃易爆、高压高温、连续生产的大型煤制油项目,生产工艺复杂,技术难度高,我们按照国际惯例对自控范畴的设备做了MAV(MAIN AUTOMATIC VENDOR)框架协议,并采取公开招..
一、前言 神华集团的煤直接液化项目是国家的重点能源战略的百万吨级的示范项目。由于该项目为易燃易爆、高压高温、连续生产的大型煤制油项目,生产工艺复杂,技术难度高,我们按照国际惯例对自控范畴的设备做了MAV(MAIN AUTOMATIC VENDOR)框架协议,并采取公开招标,最终HONEYWELL公司的PKS系统在DCS方面中标;TRICONEX公司的TRICON系统在ESD和ITCC方面中标;神华煤直接液化百万吨级工业示范工程,历经了三年多的现场建设和调试,于2008年12月30日开始投煤,经16小时打通全流程,产出合格油品和化工品,并通过15天的连续运转和计划停车,检验证明了装置一次试车成功。
二、神华煤直接液化项目的背景 九十年代以来,我国石油消费不断增长,大大超过同期原油生产的增长速度,不得不依靠进口补充国内资源不足。根据国际能源组织(IEA)预测,若不改变目前的消费结构,到2020年,中国的石油对外依存度将达到60%至62%。国际市场的波动和变化将直接影响我国经济乃至政治的安全和稳定。中国的能源安全状况已经到了令人堪忧的地步,应当从源头上建立起足可应付任何情况的能源战略储备。为此必须从战略上走资源多元化的道路,发展替代石油技术,降低我国石油风险。 我国煤炭资源丰富,煤炭资源储量居世界第三。充分利用我国丰富的煤炭资源,建设煤液化厂,对于调整我国能源消费结构,缓解石油进口压力,降低石油风险具有重要的意义。 目前正在实施的煤直接液化示范工程,建成投产后,年用煤量345万吨,可生产各种油品108万吨(其中,柴油72万吨、液化石油气10.2万吨、石油25万吨)其它产品0.8万吨。 中央电视台于09年1月7日 在新闻联播播出:近日,神华煤制油百万吨级示范工程试车成功,使我国成为世界上唯一掌握百万吨级煤直接液化关键技术的国家。将为解决我国石油短缺、确保国家石油战略安全提供重要途径。这个项目研发出了具有我国自主知识产权的煤直接液化工艺和催化剂,大大降低煤液化技术风险,降低项目投资成本,并实现多项煤液化工程关键装备的国产化,为煤液化技术大规模推广应用提供技术储备。目前已经在美国等13个国家申请了专利保护。 据介绍,该项目运行中产生的污水将全部实现循环利用,油渣将直接送往电厂作为燃料,而电厂产生的灰渣则作为建材生产原料。
三、项目对全厂控制系统的总体要求及实施方案 神华煤直接液化项目是世界上第一套大型工业化的煤直接液化项目,工艺过程复杂,除煤液化装置是世界第一套外,煤制氢、空分装置也是世界最大的规模。在这种情况下,工程实施的过程中的困难和风险增大,装置各种设备的选择是非常重要的一个环节,其中全厂控制系统的选择更需要慎之又慎。 在控制系统的选择和方案的实施上,全厂控制系统的统一性,控制系统的成熟性,供应商的项目执行能力,后续的售后服务的保障能力等都需要在认真考虑的范围。最终只有一个目的,保证装置的顺利实施和平稳开停车。神华煤直接液化百万吨级工业示范工程的一次开车成功并连续运行15天并计划停车,充分说明我们自控专业的抉择是正确的。 全厂控制系统的分类与数量:
TRICONEX在国内的业务由康吉森公司完成,康吉森公司是中国石油化工安全产品主要供货商之一,具有规模的项目执行能力和售后服务能力,在国内完成了大量石油化工,煤化工项目的机组控制系统和紧急停车系统的工程,包括许多大型的国际化工项目,在国内有多个服务网点,能够满足本项目对工程和售后服务的要求。 TRICONEX作为国际最好的压缩机组控制厂商之一,在系统性能和技术上处于领先地位,TRICONEX TS3000控制系统在技术上与日常维护中具有诸多优点: ●主处理器和I/O卡件完全三重化 ●独特的I/O逻辑槽位设计(提供工作和备用两个槽位)保障故障卡件全部在线更换; ●浮点协处理器经过TUV六级认证; ●32位芯片保证了系统的快速运行; ●高度的系统诊断覆盖率,诊断功能皆为系统内置,不需编写应用程序; ●系统维护和故障诊断非常方便; ●所有模拟卡件(AI,AO,PI)可以定期自动校验; ●主处理器的更换与I/O卡件的更换一样方便; ●按照IEC 1131-3标准设计的基于WinNT的编程软件使用方便,并提供离线模拟测试; ●应用软件的在线修改、在线下装通过TUV六级认证; ●毫秒级的SOE功能将为用户的故障及事件分析提供极大帮助; ●所有卡件均有金属键锁,防止插错卡件; ●成熟而独特的防喘振控制软件包将为用户提供最佳的工作性能; ●成熟而灵活的调速软件包将完全替代并升级原有电子调速控制器; ●良好的人机界面将显示动态工作点、流程图、报警指示等内容,并将为操作人员提供更便利、准确的操作条件; ●独特的I/O逻辑槽位设计(提供工作和备用两个槽位)保障故障卡件全部在线更换; ●浮点协处理器经过TUV六级认证; ●32位芯片保证了系统的快速运行; ●高度的系统诊断覆盖率,诊断功能皆为系统内置,不需编写应用程序; ●系统维护和故障诊断非常方便; ●所有模拟卡件(AI,AO,PI)可以定期自动校验; ●主处理器的更换与I/O卡件的更换一样方便; ●按照IEC 1131-3标准设计的基于WinNT的编程软件使用方便,并提供离线模拟测试; ●应用软件的在线修改、在线下装通过TUV六级认证; ●毫秒级的SOE功能将为用户的故障及事件分析提供极大帮助; ●所有卡件均有金属键锁,防止插错卡件; ●成熟而独特的防喘振控制软件包将为用户提供最佳的工作性能; ●成熟而灵活的调速软件包将完全替代并升级原有电子调速控制器; ●良好的人机界面将显示动态工作点、流程图、报警指示等内容,并将为操作人员提供更便利、准确的操作条件;
五、全厂紧急停车系统(ESD)的选型及方案 TRICON系统基于三重冗余容错结构,系统从CPU到I/O卡件完全三重化,系统的安全等级达到了SIL3/TUV6级,在保证安全性和可靠性的同时,最大限度的满足用户对可用性的要求,极大的减少误停车的概率,并且TRICON系统有大量的化工装置良好运行业绩,可以满足对本项目在系统环节不影响顺利建设和开车要求。本项目全厂ESD的配置方案如下表:
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