shell煤气化工艺干灰脱除工序hazop分析

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1、Shell煤气化工艺干灰脱除工序HAZOP分析许兰娟,张贝克,马昕,吴重光（北京化工大学信息科学与技术学院，北京，100029）摘要：Shell煤气化技术是目前世界上较为先进的煤气化工艺之一，历经50多年的发展，已经在全世界得到了广泛应用。本文详细阐述了用基于深层知识模型推理的SDG-HAZOP方法对Shell煤气化流程的干灰脱除工序进行建模和分析的全过程，并根据分析结果对现有流程提出了一些建议和措施。关键词：干灰脱除；HAZOP；煤气化中图法分类号:TP391.7文献标识码：AHAZOPStudyofaTypicalBatchProcessXULan-Juan

2、,ZHANGBei-Ke,MAXin,WUChong-Guang(SchoolofInformationScienceandTechnology,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)Abstract:Shellcoalgasificationprocessisoneofthemostadvancedtechniquesinthisfield,anditiswidely-usedinthewholeworldaftermorethanfiftyyears’development.The

3、modelingandanalysisoftheflyashremovalprocedureinShellcoalgasificationprocessisparticularlydescribedinthispaper,andsomeadvicesaregivenaccordingtotheresultofHAZOP.Keywords:dryflyashremoval;HAZOP;coalgasification1引言Shell煤气化过程是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一。自20世纪50年代至今，历经50多年的发展，已经成为一种比较成熟的煤气化工艺。随

4、着国内近年掀起的煤化工热潮，Shell[1]煤气化工艺以其高效、安全和环保的特点，成为很多企业的首选工艺之一。然而，由于设备、仪表等各种原因，国内Shell煤气化装置在开车过程中相继出现了一些问题，这在一定程度上影响了业内人士对该工艺的态度。因此，使用科学、系统的安全分析方法对该技术进行分析是十分必要的。现今，国内外已经开发出来的危险分析方法有几十种之多。其中，危险与可操作性研究（HazardandOperabilityStudy,HAZOP）是应用较为广泛的一种。危险与可操作性研究[2]是查明生产装置和工艺过程中工艺参数及操作控制中可能出现的偏差，针对这些偏差

5、，找出原因，分析后果，提出对策的一种分析方法。目前该法已在欧、美等国家得到普遍推广应用。本文使用由北京化工大学计算机模拟与安全工程中心开发的SDG-HAZOP软件对某公司煤制油流程气化工段的干灰脱除工序进行了建模和分析，取得了较好的效果。2工艺描述该过程的工艺流程简图如图1所示。自煤气化工序来的合成气（340℃，3.96Mpa）进入HPHT飞灰过滤器（S1）,99%左右的粉尘被除去，脱除飞灰后的合成气送湿洗流程做进一步处理。图1干灰脱除工序流程简图积存在HPHT飞灰收集器（V1）底部的飞灰间断送至飞灰排放罐（V2）缓冲，闪蒸出飞灰中的部分燃料气送火炬燃烧。飞灰排

6、放罐内的飞灰再间断送至下一设备，进行干灰的回收和再利用。该过程中的两个主要设备V1为半间歇操作（连续进料，间歇出料），V2为间歇操作（间歇进料，间歇出料）。具体间歇操作方式如下：初始状态：XV-4/6/7关闭，XV-2/3/8/9打开。LS-04为H或计时器时间到被启动，进入步骤1。1、关闭XV-2/3/8/9，打开卸压管线为V2卸压。2、当PIS-06为LLL时，开XV-7/6，将V2中的飞灰输送到V1下一个设备。3、当LS-03为L时，关XV-6/7，开XV-0004，用高压氮气为V2充压。4、当PDIS-08为H时（即V2压力稍高于V1），关XV-4，打开

7、XV-10，为V2和V1均压。5、当PDSH-08为NH，PDSL-08为NL时（此时V2于V1压力基本相同)，开XV-3/XV-2，10秒后开XV-8/9，系统回到初始状态。3SDG建模符号定向图[3]是在有向图的基础上，对节点与支路进行进一步的符号定义所形成的图，称之为SDG图（SignedDirectedGraph），其本质是通过对SDG图中节点和支路进行符号化的定义，使节点和支路能够代表实际物理意义，用于表达复杂的因果关系，并且包容大规模潜在的信息。近年来，SDG安全评价与故障诊断方法在流程工业安全领域取得了较好的应用效果，已成为安全技术领域的核心技术之

8、一。在本文所使用的SDG