全厂防雷击浪涌方案(仪表部分)

大唐多伦年产46万吨煤基烯烃项目

一、情况介绍

大唐多伦年产46万吨煤基烯烃项目是采用SHELL粉煤气化技术将多伦的褐煤气化,采用LURGI技术制甲醇,然后转化为丙烯(简称三合一), 经聚合后制成聚丙烯(DOW技术)的项目。

装置分为:

预干燥装置:

将原煤干燥并处理成煤气化和动力站需要的粉煤,由粉煤输送系统将粉煤分配至煤气化

和动力站,二套控制系统均采用随机械设备带来的PLC系统,进行顺序控制,因这二处的PLC控

制与其他控制方式不同,为方便操作,分别设置独立的预干燥装置控制室和粉煤输送系统控制

室对原煤干燥和粉煤输送进行控制,其监控数据通过光纤输送至上位机管理系统,为生产调度

提供第一手一线生产资料。

预干燥装置分为三套生产系列（每套生产系列五套煤干燥系统，四开一备）, 分别对应

三台煤气炉。

粉煤输送装置分为三套输送系统（每套输送系统二条粉煤输送线，一开一备）, 分别对

应三台煤气炉。

煤气化装置<三套>:

三套SHELL大型煤气化装置并联运行,为全厂源源不断提供大量合格煤气。

煤气化装置独立设置一套DCS和ESD, 对三套煤气化炉采用分区控制, 各套煤气化炉均

可单独投运或停车, 负荷运行灵活。

空分装置(杭氧总承包):

空分装置配置三套大型空分,包括三台空气压缩机,按惯例,均由空分厂总承包。

空分装置的控制系统主要是冷箱内的自动控制,由杭氧负责设计施工。

空分装置采用三套DCS, 分别对三套空分装置实施控制, 各套空分均可单独投运或停车,

负荷运行灵活, 空分DCS与煤气化装置的DCS光纤通讯。

三台空气压缩机的控制由ITCC(机组综合控制系统)完成,由ITCC集成商负责安装指导,软件组态,调试投运等工作。

甲醇装置

甲醇装置流程较长, 包括一氧化碳变换<三套>，酸性气体脱除，合成气压缩，甲醇合成，甲醇精馏，中间罐区，硫回收，冷冻等工序。

由煤气化装置生产的煤气进一氧化碳变换工序(也是三套并联运行),将CO在触媒的作用下加H2O转换为CO2和H2,进入酸性气体脱除工序,脱除掉大部分的CO2和全部的硫化物(H2S, 脱除的气体叫酸气),净化后的气体经合成气压缩后送至甲醇合成,在触媒的作用下生成粗甲醇,再经过甲醇精馏工序制成精甲醇(成品甲醇)。

中间罐区主要用于贮存粗甲醇和精甲醇,在生产过程中起缓冲调节作用。

酸性气体脱除工序脱掉的酸气在硫回收装置里燃烧成SO2(产生蒸汽热能回收),再转化成单体硫(化工产品)。

冷冻工序负责装置的冷却吸收。

脱除的CO2返回煤气化装置。

合成气压缩机组和冷冻工序的大型蒸汽透平压缩机组的控制各自采用ITCC进行监控。

MTP装置:

MTP装置是LURGI公司的新技术,包括反应, 再生,气体分离, 烯烃压缩及干燥, 净化, 乙烯制取,冷冻站等工序。

甲醇装置生产的甲醇在反应工序中经DME反应器转化成二甲醚,再经MTP反应器转变成烯烃,进气体分离脱除水份,由烯烃压缩机加压后在净化工序里分离成丙烯、汽油、LPG等分别进入各自贮罐,出净化的气体在乙烯制取工序分离出乙烯后返回前述之反应器,乙烯进入贮罐备用。

该冷冻站和甲醇装置的冷冻工序一样负责装置的冷却吸收。

烯烃压缩机组、脱乙烷压缩机组和冷冻工序的大型蒸汽透平压缩机组的控制采用ITCC进行监控。

PP装置:

PP装置采用美国DOW化学技术,工艺流程非常短,反应聚合率高:MTP装置的生成物丙烯在反应器内在催化剂的作用下由单体丙烯聚合成聚丙烯,再由风送系统和产品分配系统送至聚丙烯贮仓,经挤压机制成颗粒,即为成品。

未聚合的单体丙烯经分离后返回丙烯反应器。

聚乙烯制作亦如此。

采用DCS系统对PP装置的生产进行全方位监控。

采用ESD系统对PP装置进行安全保护和紧急停车。

PP装置的循环气压缩机和尾气压缩机由DCS和ESD监控。

公用工程(水处理及罐区):

水处理，由酸性气体脱除现场控制室的DCS实施监控。

罐区，由甲醇合成现场控制室的DCS实施监控。

动力站:

动力站由华北电力院负责设计。

二、方案讨论

（一）全厂防雷击浪涌方案:

1、概况

雷电灾害是目前国际公认的十大最严重的自然灾害之一,据来自内蒙古气象局的资料，自2003年以来，内蒙古因雷击造成30人死亡、41人受伤，经济损失达3700多万元。包头市的年雷暴日达34天，呼和浩特市为36天，已属于较强雷暴区，按石油石化系统的防雷要求，年雷暴日超过26天，就必须考虑对各类装置采取完善的直击雷、感应雷的防护措施。

大型的石化企业由于其生产过程的特殊性，厂区都会设置于人烟较为稀少和空旷的郊外，周围不会有高大的建筑物，其装置和设备绝大多数都是金属构件，由于电场的感应极易累积电荷，对周围的带电积雨云有强烈的吸引作用，所以石化厂区建立后，常常会遇到雷电频繁光顾的情况，雷电活动的频繁程度也常常会远高于周边地区。石化生产的中间环节以及生产过程中出现的一些副产品都是易燃易爆的气体或液体，由于雷电发生时引爆罐区的气体、燃料储存罐，击毁厂区重要设备的事故时有发生，如1979年黄岛油库4号罐遭雷击起火爆炸，导致30多人死亡，4000万元的经济损失；1988年湛江石化炼油厂两个成品油罐遭雷击起火，在周边10多支消防队的支援下才将大火扑灭，工厂不得不停车一周。石化工厂的生产由于其工艺的复杂性，依赖于DCS系统的精确控制，在生产过程中由于人为等各种偶然因素，可能出现危险状况，所以需要ESD等辅助安全系统将危险状况的影响控制在最小范围内，但是这些系统都是基于集成电路的弱电信号工作设备，由于雷击引起的高电压、电流窜入其回路时，轻则击毁通讯板卡，重则导致系统出现误判断，造成全厂范围的停车。这都已经不是偶然的个别现象了，在国内不少大型企业里都曾经出现过。

雷击为雷电直接作用在相应设备上而造成巨大损失，直接损失很大，但目前工厂、设备均安装有较完善的防雷措施（如避雷针等），因而直接雷击造成损失的概率较小。

然而瞬态浪涌电流的产生，却给工厂带来的损失就不小了。