水煤漿氣化安全聯(lián)鎖系統中雙電磁閥的應用

安全管理水煤漿氣化安全聯(lián)鎖系統中雙電磁的應用王環(huán)宇(華亭煤業(yè)集團有限責任公司甘肅平?jīng)?44100)摘要:本文依據電磁閥的工作原理,在水煤漿氣化安全聯(lián)鎖條件被觸發(fā)而引起的,聯(lián)鎖動(dòng)作被執行。當一個(gè)電磁閥的信號電系統的設置中,裝置采用了雙電磁閥的控制方案。首先對水煤漿纜發(fā)生斷路時(shí),另一個(gè)電磁閥仍可以得電勵磁執行聯(lián)鎖動(dòng)作,避氣化中氧氣切斷閥的雙電磁閥氣路進(jìn)行了分析,闡明了電磁閥選免了因某一信號電纜斷路而引起的聯(lián)鎖不能被執行的問(wèn)題。型時(shí)需注意的問(wèn)題。然后,針對水煤漿氣化工程中雙電磁潤的應水煤漿氣化裝置中雙電磁腳的應用實(shí)例用實(shí)例,介紹了如何解決雙電磁閥大口徑氣路的解決思路和方1.選用雙電磁閥的必要性法。文中詳細闡述了采用雙電磁閥配置用于切斷閥的設置方法,在水煤漿氣化工藝中,氧氣管線(xiàn)和煤漿管線(xiàn)是氣化爐供給的降低了因信號電纜斷路引起誤停車(chē)的可能性,以避免人身傷害和兩條命脈,而分別安裝在這兩條管線(xiàn)上氧氣閥和煤漿閥,對于正重大經(jīng)濟損失常運行、開(kāi)停車(chē)及安全生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。因為用于氧氣關(guān)鍵詞:水煤漿氣化;雙電磁閥;大口徑氣路;設置;應用和煤漿管線(xiàn)的開(kāi)關(guān)閥的價(jià)格比較高,采用單閥門(mén)雙電磁閥比采用[ Abstract]In this paper, based on the principle of solenoid雙閥門(mén)單電磁閥的配置不僅降低了成本,同時(shí)也能最大限度減小alve, in the setting of safety interlock system in coal- water slurry儀表自身故障而造成誤停車(chē)的可能性,最終選擇了采用雙電磁閥we used a double solenoid valve control scheme. Firstly,的冗余配置方案we analyzed the oxygen shut-off double solenoid valve in coal-wa根據石化SH/T3018中對安全系統最終元件的要求,如果ter slurry gasification, clarify the problem which we must noticed是安全儀表系統中的閥門(mén),宜采用冗余閥門(mén);如果采用單一閥門(mén)hen selection the solenoid valve.mhen, or the engineered applic-配套的電磁閥宜采用冗余配置。由此可見(jiàn),在保證系統安全的n examples of double solenoid valve in coal-water slurry gasification, introduced the ideas and methods of how to solve large-diam-常開(kāi)(N0)常閉(NC)it in double solenoid valve. In this paper, we describeddetailedly of the setting methods which using double solenoid valveconfiguration for shutting oxygen, reduced the possibility of stop bymistaking caused by signal cable breakage, to avoid personal injuryand major economic losses[Keyword]Coal water slurry gasification Double solenoid valyENERGIZED DEENERCIZEDLarge-diameter gas path Setup Application引通用( UNIVERSAL)水煤漿氣化安全聯(lián)鎖系統是煤氣化生產(chǎn)裝置不可缺少的部分,是安全生產(chǎn)的重要保護層,而作為氣化安全聯(lián)鎖系統最終執行元件的電磁閥,由于長(cháng)期在露天的環(huán)境下工作,一旦失效,就會(huì )導致安全聯(lián)鎖系統在關(guān)鍵時(shí)刻起不到應有的保護作用根據lEC61508的分析計算,最終執行元件在危險故障率中所占的比例是50%它顯然是最容易產(chǎn)生危險的故障環(huán)節。ENERGIzDIEENERGE2D這種由于儀表本身故障引起的誤停車(chē),對于水煤漿氣化裝置也會(huì )引起較大的經(jīng)濟損失。為了降低誤停車(chē)率,在水煤漿氣化安圖1電磁閥工作原理圖全聯(lián)鎖系統的設置中,裝置采用了雙電磁閥的控制方案。這種方案將進(jìn)一步提高安全聯(lián)鎖系統的完整性,將風(fēng)險降低到最低程度,確保裝置和人身的安全雙電磁閥氣路的組成及設置原則1.雙電磁閥氣路的組成雙電磁閥氣路實(shí)際上是由兩個(gè)2位三通型式電磁閥組合而1成,在介紹雙電磁閥之前,我們先了解一下單個(gè)電磁閥的工作原理。2位三通式電磁閥,即有3個(gè)管道接口和2個(gè)氣路的電磁閥路打開(kāi),另一路就關(guān)閉,反之亦然。2位三通式電磁閥分為常閉型(NC)、常開(kāi)型(NO)和通用型(UN| VERSAL),如圖1圖2A圖所示為了避免因信號電纜斷路故障而導致電磁閥在聯(lián)鎖發(fā)生時(shí)不能動(dòng)作,電磁閥通常設置成常閉型(NC),即正常時(shí)帶電、聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)失電。在實(shí)際工程應用中,需根據工藝過(guò)程安全保護需要,確定選用常閉型(NC)或通用型。2雙電磁閥的設置原則(1)雙電磁閥“與”邏輯當重點(diǎn)考慮系統的安全性時(shí),雙電磁閥宜采用“與“邏輯連接,如圖2A所示。當一個(gè)電磁閥失電(通常認為失電是由于信號電纜斷路而引起的),而另一個(gè)電磁閥仍然勵磁時(shí),閥門(mén)維持在正常狀態(tài),避免了由于非工藝原因而引起的誤停車(chē)。兩個(gè)電磁閥都失電時(shí),失電被認為是由于聯(lián)鎖而引起的,聯(lián)鎖動(dòng)作被執行(2)雙電磁閥“或”邏輯當重點(diǎn)考慮系統的可用性時(shí),雙電磁閥宜采用“或”邏輯連接,如圖2B所示。只要有一個(gè)電磁閥得電,即被認為得電是聯(lián)鎖圖3氧氣切斷閥氣路圖2014年6月化x萑安全管理全聯(lián)鎖能否準確地實(shí)現。在水煤漿氣化裝置中,由于煤漿和氧氣切斷閥口徑和關(guān)閉壓差比較大,且要求閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間比較短,通常時(shí)間要求小于3s。而電磁閥的口徑大小和流通能力關(guān)系到整個(gè)閥門(mén)控制系統的開(kāi)關(guān)速度和驅動(dòng)能力。在進(jìn)行技術(shù)研究和澄清時(shí),了解到有的切斷閥配備的電磁閥尺寸達到3/4”。經(jīng)和電磁閥制造商進(jìn)行交流,通用型電磁閥的最大尺寸只能做到12”,而從上文3.2所述的氣路分析中我們不難發(fā)現,雙電磁的工作原理是基于通用型電磁閥基礎上實(shí)現的。所以,當電磁閥口徑達到3/4″時(shí),電磁閥規格中沒(méi)有通用型:如果不是通用型電磁閥,按照圖3配置雙電磁閥氣路就行不通,那么該如何解決這個(gè)問(wèn)題呢?4雙電磁閥應用問(wèn)題的解決思路圖4先導式電磁閥如何既能保證閥門(mén)開(kāi)關(guān)速度,又要實(shí)現雙電磁閥的功能。先導式電磁閥(圖4)的工作方式給了我們一個(gè)啟示先導式電磁閥由先導閥與主閥組成,兩者有通道相聯(lián)系,當電磁閥線(xiàn)圈通電,動(dòng)鐵芯與靜鐵芯吸合使導閥孔開(kāi)放,閥芯背腔的壓力通過(guò)導閥孔流向出口,此時(shí)閥芯背腔的壓力低于進(jìn)口壓力,利用壓差使閥芯脫離主閥口,介質(zhì)從進(jìn)口流向出口。當線(xiàn)圈斷電,動(dòng)鐵芯與靜鐵芯脫離,關(guān)閉了導閥孔,閥芯背腔壓力受進(jìn)口2/3way wdve壓力的補充逐漸趨于和進(jìn)口平衡,閥芯因彈簧力作用下把閥門(mén)緊hers solenoid/4"密關(guān)閉。它的特點(diǎn)是不僅結構簡(jiǎn)單,而且驅動(dòng)力矩小,易實(shí)現快速啟閉5雙電磁閥應用問(wèn)的解決方案基于先導式電磁閥的工作方式和通用型電磁閥最大尺寸為1/2”的情況,在實(shí)際應用中,我們采用兩個(gè)14”通用型2位三通電磁閥,功能類(lèi)似于先導閥;用1個(gè)34″的2位三通氣控閥,圖5大口徑雙電磁閥氣路圖功能類(lèi)似于主閥,如圖5所示。也就是說(shuō),通過(guò)雙電磁閥控制氣情況下,選擇雙電磁閥冗余配置還是非常必要的控閥,從而完成切斷閥氣缸進(jìn)氣和排氣2雙電磁閥選型及氣路分析之前,我們就雙電磁閥的氣路已經(jīng)做了分析。當雙電磁閥中任何一個(gè)出現故障時(shí),都能保證氣控閥門(mén)的控制氣路暢通。這以水煤漿氣化裝置中氧氣切斷閥為例,氧氣切斷閥采用彈簧樣,氣控閥門(mén)始終都能保持正常工作,使儀表空氣順利進(jìn)入切斷復位執行機構,電磁閥選用2位三通。雙電磁閥配合工藝切斷閥Fc( FAIL CLOSE)的氣路配置如圖3所示。SO∨1A、1B分別閥的執行機構。當聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí),氣缸內的氣體通過(guò)氣控閥門(mén)的放表示電磁閥NE( NORMAL ENERGIZE)代表電磁閥正常時(shí)帶的放空口增加了消音器。而且,氣控閥門(mén)全部是機械部件,發(fā)生和1口相通:斷電時(shí),1口和3口相通。在水煤漿氣化裝置中,雙電磁閥幾余配置是出于對系統的安結論使用的安全性;又保證了閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)間。采用雙電磁閥冗余配置來(lái)控制切斷閥,以減少因信號線(xiàn)斷路式。即雙電磁閥配置為“二取二”判斷,只有當兩個(gè)電磁閥同時(shí)失而引起的誤停車(chē)的設計模式,在其他很多化工裝置中也有著(zhù)很好電時(shí),閥門(mén)才會(huì )失氣關(guān)閉,避免因其中任意一個(gè)電磁閥失效引發(fā)的應用實(shí)例,不失為一種有效的設置本文結合雙電磁閥的配置原則,首先對水煤漿氣化中氧氣切9w18均處于帶電狀態(tài)NE;兩個(gè)電磁閱的2日和1日相通,問(wèn)題:然后,針對水煤漿氣化工程中雙電磁閥的應用實(shí)例,介紹支路經(jīng)過(guò)8V1B的21口到達閥門(mén)的執行機構。當聯(lián)鎖動(dòng)作了如何解決雙電磁閥大口徑氣路的解決思路和方法。文中詳細使V1A,B斷電時(shí),氣缸通過(guò)9的13口反述了用雙電磁配置用于切斷閱的設置方法,降低了因信號SOV1A的1+3口排放儀表空氣L工況2:當S∨1A電磁閥信號電纜斷路而不能動(dòng)作時(shí),可由號正確的電磁閥,才能保證裝置聯(lián)鎖系統的可靠性和正確執行,動(dòng)作使SOV1B斷電時(shí),氣缸通過(guò)SOV1B的1→+3口及SOV的13口排放儀表空氣工況3:反之,一旦SOV1B失效時(shí),則由SOV1A的2→+1鎖系統可以及時(shí)檢測并報警,提示儀表工及時(shí)檢查線(xiàn)路并維修及SOV1B的31口保證氣路仍能暢通,不會(huì )發(fā)生誤動(dòng)作。當聯(lián)正常,最大限度減少電磁閥信號線(xiàn)路非正常中斷時(shí)間,減少因電鎖動(dòng)作使S1A斷電時(shí),氣缸通過(guò)SO1B的13日及So參考文獻:磁閥線(xiàn)路故障而不能執行聯(lián)鎖的可能性1A的1-3口排放儀表空氣。在電磁閥的選型時(shí),我們對比圖1和氣路分析不難發(fā)現,圖3[]中華人民共和國質(zhì)量監督檢驗檢疫總局,中國國家標準中的電磁閥必須選擇通用型 UNIVERSAL)即電磁1日和2統的功能安全S北京中國標準出版社200時(shí),供氣是沿著(zhù)SOV1A的2→1和SOV1B的3→1路線(xiàn)完成供趙克強水煤漿氣化裝置安全聯(lián)鎖系統門(mén)化工自動(dòng)化及氣的,從圖1可以得知,常開(kāi)型(NO)和常閉型(Nc)電磁閥1和3儀表.1998,254):16-20.口都是單向的即13單向導通而31反向是不通的。只有21付敬數奇,電磁閥的工作原理M北京:機械工業(yè)出版社用型是1、3雙向互通的。所以,選用通用型電磁閥才滿(mǎn)足雙電磁閥“與”邏輯的工作原理14]中國石化建設工程公司石油化工安全儀表系統設計規范3雙電磁閥實(shí)際應用中的問(wèn)題S]SH/T3018-2003中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì )發(fā)布電磁閥的種類(lèi)、形式多種多樣,下面僅從煤化工項目的實(shí)例作者簡(jiǎn)介王環(huán)宇(1973-),男機電工程師1998年畢業(yè)于太來(lái)說(shuō)明雙電磁閥設置過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題,這將密切關(guān)系到安原理工大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)現從事煤化工生產(chǎn)與建設工作。76化x2014年6月