浅谈岳阳中石化壳牌煤气化项目仪表专业MAV的一点体会
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浅谈岳阳中石化壳牌煤气化项目MAV的一点体会
中石化宁波工程公司简单介绍 徐杰
1. 项目概况:岳阳中石化壳牌煤气化有限公司是采用壳牌煤气化工艺生产142000Nm3/h煤制气装置和Linde工艺生产的48000 Nm3/h空分装置以及原料储运系统等辅助装置构成的项目。岳阳中石化壳牌煤气化项目是中石化总公司委托宁波工程有限公司(原兰州设计院)承接的集设计、采购、施工于一体的EPC总承包项目,业主为中石化和壳牌合资兴建的煤气化工厂,壳牌人员为主,负责管理工厂生产和运行。
2. 岳阳煤气化项目宁波工程公司EPC的工作范围:
单元 功能说明 工作范围
1100 磨煤及干燥 由分包合同尚完成设计和现场仪表采购
1200 煤加压及进煤 由宁波工程公司完成设计和采购
1300 气化及合成气冷却 同上
1400 除渣 同上
1500 除灰 同上
1600 洗涤 同上
1700 废水汽提及澄清 同上
3000 气化氮气系统 同上
3100 火炬及液化石油气系统 同上
3200 气化冷却水系统 同上
3300 气化工艺水系统 同上
3400 气化蒸汽/冷凝液系统 同上
3600 化学品分配系统 同上
4000 空分装置 由Linde公司完成设计和现场仪表采购
0000 其它杂项 由宁波工程公司完成设计和采购
5500 中间渣场 同上
6600 管廊 同上
7100A 中央控制室 同上
整个现场施工由宁波工程公司进行招标选定的施工单位。
3. 装置的环境特征
根据装置的生产特点和物料特性,除空分装置(4000)、中央控制室(7100)为非防爆场所外,其它工段中含有煤粉、粗煤气、液化气、CO2、H2、柴油等易燃、易爆介质为二区防爆场所。生产过程不但具有易燃易爆的特点,而且含有CO、H2S、HCN等有毒有害气体,还有酸性气体等腐蚀性介质。因此,设计中现场仪表是采用本安防爆型仪表,由于煤气化工艺流程是采用氮气输送粉煤和飞灰介质,因此设计中重点考虑了仪表系统的防堵塞、防泄漏和耐磨(冲刷)性。
4. 岳阳煤气化MAV情况介绍
4.1 工艺装置采用的是壳牌(SHELL)公司的粉煤气化专利工艺技术,其技术含量高,反应复杂,工艺流程较长。因此,装置对仪表和控制系统的要求是:自动化水平要高,控制系统稳定性要高,现场仪表可靠性要高。根据这些特点和要求,设计采用分散控制系统(DCS)对装置进行集中监控。
4.2 在与业主签订的EPC合同中,业主要求主要仪表(包括DCS、ESD、现场仪表等)将以MAV的集成方式进行,MAV即为Main Automation Vendor(主要仪表供货商), MAV目的很明确是对重要的、大的、新的、复杂的项目的操作和维护带来标准化和一致性。
4.3 岳阳中石化壳牌煤气化项目MAV通过中国石化总公司国际招标公司网上公开招标,FOXBORO以完整的技术报价和最低的商务报价中标,该项目MAV集成范围的具体内容有:
- DCS(分散型控制系统)及机柜等,规模见下面介绍;
- ESD(安全保护系统,即紧急停车系统)、ITCC(透平和压缩机控制系统)及机柜等,规模见下面介绍;
- 安全栅及柜;中间端子柜;继电器及柜;电源分配柜;仪表柜等;
- FGS系统;Mimic盘;
- 气体探测仪表70台,包括可燃气体、有毒气体、低氧等(法国OHDHAM产品);
- 气化装置现场变送器,包括压力变送器130台(IGP10系列),差压变送器125台(IDP10系列),远传压力变送器20台(IGP10+PSFPS系列),远传差压变送器42台(IDP10+PSFPS系列),单法兰液位变送器2台(IDP10+PSFLT系列);
- 气化装置温度变送器,一体化温度变送器95台(RTT20系列),分体温度变送器40台(RTT20系列),多通道温度变送器9台(MTL831B系列);
- 气化装置电气阀门定位器130台(DVC6000 FISHER产品系列);
- 气化装置在线分析仪表及小屋,分析仪表包括气体色谱仪1台,CO红外分析仪1台,CH4红外分析仪1台,CO2红外分析仪1台,磁氧分析仪1台,PH计5台,飞灰监测仪1台,均为Siemens产品,分析小屋和分析采样系统为MAV分供货商集成;
- 合同后期追加合同包括Trident系统1套。
4.4 DCS系统采用FOXBORO公司I/A Seris系统,用于监视、控制和管理1100,1200,1300,1400,1500,1600,1700,3xxx,4000单元的工艺装置,同时DCS系统包括可编程逻辑控制功能,用于完成顺序控制、开/停车以及开关控制等,DCS系统的设计是高可靠的,简单维护和可容易操作的,并且硬件的配置方便于未来的扩展。
4.5 ESD/ITCC采用Triconex三重冗余容错(TMR)结构软件满足IEC1131-3标准的TS3000系统,该系统的全部硬件、软件均符合IEC61508标准,并通过德国独立安全专业技术机构的TUV AK6(SIL3)安全等级认证。该系统完成以下功能:主系统部分用于1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、3xxx、4000单元的工艺装置联锁停车和机组之间的联锁停车;系统扩展部分用于空分装置的机组综合控制与保护和气化装置机组综合控制与保护。
ESD/ITCC系统是采用先进的、可靠的软件及硬件,同时系统具有开放性结构,以便于将来的扩展,保证工厂及装置的有效的可靠的运行,防止发生人员伤害,环境污染以及经济损失。
4.6 MAV的系统配置图 EthernetCardDCS-LP01DCS-LP02DCS-LP03WP1101AW0001WP1102WP1103WP1301WP1302WP1401WP1402WP3001WP4001WP4002CP1101CP1301CP1302CP1401CP1402CP3001CP4001CP40021100-120013001400-17003XXX-5XXX4000-000000CP0111-12IO0111-12SBC0111-12SBC0211-12RC0111-12RC0213IO0113SBC0113SBC0213SBC0313RC0113RC0213MSC0114-17IO0114-17SBC0114-17SBC023X-5XIO0114-3XRC0114-3XRC023X-5XSBC0140-00IO0140-00IO0240-00RC0140-00RC0240-00MSC0140-00MSC0213IO02PDAC0100IC01PDAC02PDDC0100IC02ITCC/ESD-LP01ITCC/ESD-LP02ITCCESD01ITCCESD02ITCCESD03ITCCESD04FGS01FGS-LP01EWITCC01WPITCC01WPITCC02EWFGS01WPFGS013008 CONTROLERFBM224REDUNDANTPORTREDUNDANT MODBUS RTU COMM.MODBUS RTU COMM.FBM224PORTDCS SYSTEMITCC ESD SYSTEMTS3203008 CONTROLERMAIN CABINETIO CABINETSAFETY
BARRIER CABINETRELAY CABINETIO CABINETSAFETY
BARRIER CABINETRELAY CABINETMARSHALLINGCABINETIO CABINETSAFETY
BARRIER CABINETRELAY CABINETIO CABINETSAFETY
BARRIER CABINETIO CABINETRELAY CABINETMARSHALLINGCABINETPOWER CABINETINSTRUMENT CABINET
4.7 FGS的规格说明
该项目根据业主的要求,以Shell提供的BDEP和DEP(DESIGN AND
ENGINEERING PRACTICE)为依据,配置了火灾和气体探测系统,其主要构成如下:
a. 一个操作站和一个SOE站(兼工程师站)以及一个控制柜,在操作站上设有区域画面显示、装置总貌显示,详细单元显示,有报警画面和专用的报警打印机。
b.根据DEP要求设置了一块MIMIC报警盘,显示全厂装置内的各个区域的不同火灾和气体报警信号。
c. 气体检测约70点,分有毒气体检测和可燃气体检测;火灾探头有150点,有感温、感烟探测器、红外火焰探测器、手动报警按钮。
d.火灾和气体探测按照国家规范,分别设置了二套独立的系统,即多回路火灾报警系统控制柜和气体报警盘,即来自现场火灾和气体探头的信号直接接入火灾报警系统控制柜和气体报警盘上,再通过硬接线的方式引至FGS系统,做详细的报警画面和报警信息内容,同时在FGS上发出声光报警,通过不同信号的区域汇总,把信号引至MIMIC盘上进行区域报警,MIMIC盘上安装有厂区内的风速风向仪。
4.8 中央控制室内的设备
a. 操作间安装的设备有:
DCS操作站 10台套
ITCC操作站 2台套
FGS操作站 1台套
MIMIC盘 1台套
辅操台 4台套
火灾报警盘(电讯专业范围) 1块
气体报警盘 1块
打印机 3台套
b.机柜间安装的设备有:
DCS 主机柜 1台套*
DCS I/O机柜 8台套**
ESD+ITCC I/O机柜 4台套***
FGS 机柜 1台套****
安全栅柜 8台套*****
继电器柜 8台套******
中间端子柜 3台套
电源分配柜 3台套
仪表盘柜 2块
扩音对讲机(电讯专业范围) 1台套
c.工程师站室安装的设备有:
DCS工程师站及激光打印机 1台套
ESD/ITCC工程师站及打印机 1台套
FGS工程师站及打印机 1台套
*控制器配置:8对冗余的CP60控制器
**DCS I/O点数:
信号
类型
单元 监视 控制和联锁(冗余)
AI AI RTD DI AI AI AO DI DO
4~20
mADC
+HART 4~20
mADC
干
接点
4~20
mADC
+HART 4~20
mADC
4~20
mADC
+HART 干
接点
干
接点
1100 73 15 48 62 33 48
1200 26 2 2 38 12 72 40
1300 126 15 18 228 40 238 191
1400 4 4 18 28 5 46 32
1500 12 4 9 44 9 119 91
1600 9 7 11 30 11 10 14