【摘要】針對(duì)大佛寺煤礦氧化裝置初期設(shè)計(jì)階段安全保護(hù)系統(tǒng)缺乏全面考慮，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中暴露出許多問(wèn)題，因此必須對(duì)氧化裝置安全保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，具體是對(duì)氧化裝置在抽排總管濃度、瓦斯流量限制、配氣系統(tǒng)的安全保護(hù)系統(tǒng)的增加和試驗(yàn)。通過(guò)改造試驗(yàn)和一年來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐，證明氧化裝置能夠安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行，確保煤礦利用瓦斯的安全性。

【關(guān)鍵詞】氧化裝置；安全保護(hù)系統(tǒng)；改造

氧化裝置（俗稱）是采用熱逆流氧化反應(yīng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種銷毀、利用煤礦瓦斯，特別是濃度特別低、目前不能用于民用、不能發(fā)電的煤礦抽排瓦斯和煤礦主扇風(fēng)排瓦斯（乏風(fēng)）的新型、高效節(jié)能減排設(shè)備。

目前在彬長(zhǎng)礦區(qū)大佛寺煤礦已建成并發(fā)電的VAM60-IV型氧化裝置共五臺(tái)，用于汽輪機(jī)發(fā)電。氣源是取自礦井抽放泵站濃度小于8%的瓦斯和主扇排放的0.2%左右通風(fēng)瓦斯進(jìn)行摻混，控制濃度在1%左右的混合瓦斯進(jìn)入氧化裝置進(jìn)行高溫氧化，制取380℃、2.5MPa的過(guò)熱蒸汽驅(qū)動(dòng)一臺(tái)功率為4500KW汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，要求氧化裝置產(chǎn)生的蒸汽具有一定的穩(wěn)定性。因此對(duì)氧化裝置和瓦斯抽放泵站的配氣系統(tǒng)要求必須具有安全可靠完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

氧化裝置在初期設(shè)計(jì)階段，尤其在安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面缺乏全面考慮，在運(yùn)行過(guò)程中逐漸暴露出一些缺陷，致使氧化裝置不能夠安全可靠運(yùn)行，因此根據(jù)實(shí)際情況對(duì)氧化裝置控制保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行了一系列改造以確保氧化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.氧化裝置安全保護(hù)系統(tǒng)

氧化裝置安全保護(hù)系統(tǒng)設(shè)有設(shè)備故障報(bào)警、瓦斯超限報(bào)警、汽包液位超限報(bào)警、蒸汽參數(shù)報(bào)警和風(fēng)機(jī)急停報(bào)警，各項(xiàng)報(bào)警均能實(shí)現(xiàn)連鎖自動(dòng)控制功能，保證瓦斯輸送和氧化裝置的安全。圖1為氧化裝置安全保護(hù)系統(tǒng)。其中虛線框內(nèi)為新增加安全保護(hù)控制部分。

由于氧化裝置初期運(yùn)行過(guò)程中不能夠快速反應(yīng)抽排瓦斯?jié)舛茸兓焖賳?dòng)安全保護(hù)系統(tǒng)，因此在瓦斯摻混過(guò)程中不能及時(shí)提前預(yù)測(cè)和調(diào)整，因此通過(guò)技術(shù)改造，成功設(shè)計(jì)了一套抽排總管濃度預(yù)警和自動(dòng)控制連鎖保護(hù)；同時(shí)了增加流量限制與自動(dòng)配氣連鎖程序，規(guī)定裝置流量超過(guò)規(guī)定值時(shí)才能打開(kāi)抽排瓦斯配氣通道；增加風(fēng)機(jī)停機(jī)和電網(wǎng)停電連鎖保護(hù)，保證風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)配氣通道自動(dòng)關(guān)閉。

2.氧化裝置安全保護(hù)系統(tǒng)試驗(yàn)

為了驗(yàn)證程序的完善性、連鎖動(dòng)作的可靠性、瓦斯添加的安全性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)其中一臺(tái)氧化裝置進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟如下：

試驗(yàn)一：抽排瓦斯總管濃度預(yù)警和自動(dòng)控制連鎖測(cè)試。

試驗(yàn)方法：調(diào)整裝置保護(hù)狀態(tài)，保護(hù)投入，配氣通道開(kāi)啟，隨機(jī)設(shè)置實(shí)際顯示值高于總管濃度預(yù)警值（≥8%），開(kāi)啟連鎖允許，關(guān)注配氣系統(tǒng)狀態(tài)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1

結(jié)論：顯示濃度值超過(guò)抽排瓦斯?jié)舛阮A(yù)警值后，各閥門連鎖動(dòng)作，配氣通道快速關(guān)閉，符合改造要求。

試驗(yàn)二：流量限制與自動(dòng)配氣連鎖測(cè)試。

試驗(yàn)方法：調(diào)整裝置保護(hù)狀態(tài)，保護(hù)投入，配氣通道開(kāi)啟，隨機(jī)設(shè)置風(fēng)機(jī)流量低于預(yù)警值（≤40000m3/h），開(kāi)啟連鎖允許，觀察配氣系統(tǒng)狀態(tài)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2

結(jié)論：顯示流量值超過(guò)流量限制值后，各閥門連鎖動(dòng)作，配氣通道快速關(guān)閉，符合整改要求。

試驗(yàn)三：風(fēng)機(jī)停機(jī)與配氣系統(tǒng)連鎖測(cè)試.隨機(jī)試驗(yàn)三次，試驗(yàn)結(jié)果如表3

結(jié)論：風(fēng)機(jī)停止后，各閥門連鎖動(dòng)作，配氣通道快速關(guān)閉，符合整改要求。

試驗(yàn)四：電網(wǎng)停電與配氣系統(tǒng)連鎖試驗(yàn).隨機(jī)試驗(yàn)三次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4

結(jié)論：電網(wǎng)停電后，各閥門連鎖動(dòng)作，配氣通道快速關(guān)閉，符合整改要求。

3.氧化裝置安全保護(hù)系統(tǒng)整改后的運(yùn)行情況

5臺(tái)氧化裝置的安全保護(hù)系統(tǒng)改造試驗(yàn)在2013年11月份開(kāi)始，2014年2月28日完成整體試驗(yàn)，并于3月4日并網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，自今年3月份到11月份，受上級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)影響發(fā)生過(guò)兩次緊急停電，保護(hù)系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，快速準(zhǔn)確地切斷配氣系統(tǒng)，有效地保護(hù)了氧化裝置的安全運(yùn)行；2號(hào)抽排系統(tǒng)瓦斯?jié)舛韧蛔?次，抽排系統(tǒng)濃度由6%迅速上漲到20%，導(dǎo)致氧化裝置的摻混濃度超過(guò)8%保護(hù)值，保護(hù)系統(tǒng)正確動(dòng)作，風(fēng)機(jī)停運(yùn)。

4.結(jié)束語(yǔ)

1）試驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)氧化裝置控制系統(tǒng)的改造是有必要的，能夠有效的對(duì)設(shè)備起到安全保護(hù)作用。

2）實(shí)際運(yùn)行中當(dāng)出現(xiàn)抽排瓦斯?jié)舛韧蛔?、電網(wǎng)停電、流量低等問(wèn)題時(shí)，安全保護(hù)系統(tǒng)做到了安全、可靠、靈敏的動(dòng)作。

3）陜西彬長(zhǎng)大佛寺煤礦運(yùn)用氧化裝置發(fā)電是全國(guó)首例，不僅要保證氧化裝置的安全可靠，更要保證好礦井的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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