一种矿热炉煤气管网的入网系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及矿热炉煤气管网技术领域，特别涉及一种矿热炉煤气管网的入网系统及其控制方法。
背景技术
在冶金工业园区内利用矿热炉煤气制甲醇等化工产品的工艺路线，合理利用了矿热炉煤气中的有效气体成分CO和H2，生成附加值高的化工产品，这样既提高了矿热炉煤气资源综合利用效率，构建起循环经济产业链，增强了企业的市场竞争力，同时也大大减少了CO2等废物的排放，改善了生态环境，是一项绿色节能环保的矿热炉煤气利用的新型工艺。在冶金园区内一般有很多家有矿热炉的冶金厂家，采用将每家的矿热炉煤气进行集中组网形成统一煤气管网统一送到甲醇生产厂，由于甲醇工艺生产对原料煤气的品质有严格的要求，尤其是对尾气中氧含量的控制要求，直接影响甲醇生产工艺中催化剂的使用寿命和使用效率。
通常煤气管网入网的监控系统一般采用手动操作，很少用到分析仪仪表，一般采用人工采样分析，缺乏实时性和准确性，对入网的煤气品质缺乏监控，造成煤气用户生产不稳定，影响生产安全和生产效率。有些管网设计中采用支管不设旁路系统，由于入网前氧含量测量点煤气不流动，在线氧分析仪表总是一个固定数，不能反应煤气的真实数据。
发明内容
为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种矿热炉煤气管网的入网系统及其控制方法，在支线入网前设置切断阀，在切断阀和氧含量测量点之间设置煤气旁路，确保在支线遥控阀切断后煤气能通过旁路进行回流，保证支管内煤气总是处于流动更新状态，能够在煤气入网输气前实时准确的监控到煤气的参数指标，确保入网条件满足后进行入网输气操作，保证入网煤气的质量符合甲醇生产的要求；同时对入网的煤气量进行准确的计量，用于经济核算。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种矿热炉煤气管网的入网系统，所述的矿热炉煤气管网包括煤气主干网和与之相连的多个煤气支管，所述的入网系统包括在每一个煤气支管上设置的煤气回流旁路管、放散旁路管、支管切断阀、回流旁路切断阀、放散旁路切断阀、流量积算仪、压力变送器、含氧量在线分析仪。
煤气源由煤气支管的入口进入，支管上依次设置压力变送器、流量积算仪、含氧量在线分析仪、煤气旁路分支接口和支管切断阀，煤气支管的出口接入煤气主干网；煤气回流旁路管、放散旁路管均连接在煤气旁路分支接口上，煤气回流旁路管出口连接至煤气循环系统管路，放散旁路管出口连接放散塔，煤气回流旁路管上设置回流旁路切断阀；放散旁路管上设置放散旁路切断阀。
每个煤气支管上的支管切断阀、回流旁路切断阀、放散旁路切断阀、流量积算仪、压力变送器、含氧量在线分析仪均接入厂内的SCADA系统。
在所述的煤气支管上、煤气旁路分支接口的前端还设置由温度变送器；温度变送器接入厂内的SCADA系统。
一种矿热炉煤气管网的入网系统的控制方法，包括：煤气支路入网输气联锁条件是：
1)氧含量A-N01小于限定值a；
2)同时流量F-N01大于限定值b，用于切除流量等于零的情况；
3)压力P-N01大于主管线压力限值c；
其中a，b，c的值由管网管理人员根据要求在SCADA上进行设置；
当以上3个条件全部满足时，打开支管切断阀XZV-N01，关闭回流旁路切断阀XZV-N02、放散旁路切断阀XZV-N03，流量积算仪F-N01进行积算，计算煤气入网总量用于经济核算；
当煤气支路压力P-N01低于管线压力限值c时直接联锁控制关闭支管切断阀XZV-N01，防止主干管网煤气倒流。
所述的一种矿热炉煤气管网的入网系统的控制方法，还包括：当煤气支路入网输气联锁条件不满足时，
1)关闭支管切断阀XZV-N01，打开回流旁路切断阀XZV-N02、放散旁路切断阀XZV-N03；
2)人工设定煤气处理开关HS-N01：煤气放散状态和煤气循环状态；
3)设为煤气循环状态时，回流旁路切断阀XZV-N02打开，放散旁路切断阀XZV-N03关闭，流量积算仪F-N01进行积算，计算放散量；
4)设为煤气放散状态时，放散旁路切断阀XZV-N03打开，回流旁路切断阀XZV-N02关闭，流量积算仪F-N01进行积算，计算循环量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)采用带旁路的煤气支管方案，保证支管内煤气总是处于流动更新状态，煤气氧含量分析仪表可以实现动态实时测量，从而使煤气氧含量检测数据更准确；
2)能够在煤气入网输气前实时准确的监控到煤气的参数指标，确保入网条件满足后进行入网输气操作，保证入网煤气的质量符合甲醇生产的要求；同时对入网的煤气量进行计量，用于经济核算；
3)在支路出口切断阀前端设置旁路接口，当进气指标不符合时，支路切断阀关闭。将不符合入网要求的煤气直接从旁路循环或放散出去；
4)流量积算仪与支路切断阀同时接入SCADA系统，当切断阀打开时再进行流量积算，进行流量计量时能充分考虑切断阀状态；
5)管网的数据采集及控制实现都在一套SCADA系统上实现，操作人员在中控室完成对整个管网系统的自动化监控工作。本专利实现了矿热炉煤气管网的全自动集中监控，提高了自动化控制水平，提高了对煤气来源的品质监控，实现了对每条煤气支路的独立控制和准确计量，确保甲醇生产原料的质量保证，为矿热炉煤气利用奠定基础。
附图说明
图1是本发明的一种矿热炉煤气管网的入网系统的系统图；
图2是本发明的一种矿热炉煤气管网的入网系统控制方法流程图。
图中：1-煤气主干网2-煤气支管3-压力变送器4-流量积算仪5-温度变送器6-含氧量在线分析仪7-煤气旁路分支接口8-支管切断阀9-煤气回流旁路管10-放散旁路管11-回流旁路切断阀12-放散旁路切断阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种矿热炉煤气管网的入网系统，所述的矿热炉煤气管网包括煤气主干网和与之相连的多个煤气支管，图中矿热炉煤气管网是由一条煤气主干网1和很多煤气支网2(支网号1、2、3…N)组成，每条煤气支网对应一家矿热炉冶金厂。
所述的入网系统包括在每一个煤气支管2上设置的煤气回流旁路管9、放散旁路管10、支管切断阀8、回流旁路切断阀11、放散旁路切断阀12、流量积算仪4、压力变送器3、含氧量在线分析仪6。煤气氧含量测量采用顺磁氧分析仪或激光分析仪。
煤气源由煤气支管2的入口进入，支管上依次设置压力变送器3、流量积算仪4、温度变送器5、含氧量在线分析仪6、煤气旁路分支接口7和支管切断阀8，煤气支管2的出口接入煤气主干网1；煤气回流旁路管9、放散旁路管10均连接在煤气旁路分支接口7上，煤气回流旁路管9出口连接至煤气循环系统管路，放散旁路管10出口连接放散塔，煤气回流旁路管9上设置回流旁路切断阀11；放散旁路管10上设置放散旁路切断阀12。
每个煤气支管2上的支管切断阀8、回流旁路切断阀10、放散旁路切断阀12、温度变送器5、流量积算仪4、压力变送器3、含氧量在线分析仪6均接入厂内的SCADA系统。
图1中，以第N条煤气支路为例，每条支路分别设置：压力变送器3(图中仪表符号PRSA-N01)，流量仪表4(图中仪表符号FRQ-N01)，温度热电阻5(图中仪表符号TR-N01)，氧含量在线分析仪6(仪表符号ARSA-N01)，煤气支路出口设置支管电动遥控切断阀8(仪表符号XZV-N01)，煤气旁路上分别设置煤气循环旁路系统电动遥控切断阀11(仪表符号XZV-N02)和放散旁路电动遥控切断阀12(仪表符号XZV-N03)。所有检测仪表和控制阀门均送至SCADA系统进行统一远程监控。系统内部设置控制模式切换开关HS-N01用于切换煤气旁路处理方式，当开关打到a时，联锁条件控制电动遥控阀11(仪表符号XZV-N02)开，当开关打到b时，联锁条件控制电动遥控阀12(仪表符号XZV-N03)开。
如图2所示，一种矿热炉煤气管网的入网系统的控制方法，包括：煤气支路入网输气联锁条件是：
1)氧含量A-N01小于限定值a；
2)同时流量F-N01大于限定值b，用于切除流量等于零的情况；
3)压力P-N01大于主管线压力限值c；
其中a，b，c的值由管网管理人员根据要求在SCADA上进行设置；
当以上3个条件全部满足时，打开支管切断阀XZV-N01，关闭回流旁路切断阀XZV-N02、放散旁路切断阀XZV-N03，流量积算仪F-N01进行积算，计算煤气入网总量用于经济核算；
当煤气支路压力P-N01低于管线压力限值c时直接联锁控制关闭支管切断阀XZV-N01，防止主干管网煤气倒流。
所述的一种矿热炉煤气管网的入网系统的控制方法，还包括：当煤气支路入网输气联锁条件不满足时，
1)关闭支管切断阀XZV-N01，打开回流旁路切断阀XZV-N02、放散旁路切断阀XZV-N03；
2)人工设定煤气处理开关HS-N01：煤气放散状态和煤气循环状态；
3)设为煤气循环状态时，回流旁路切断阀XZV-N02打开，放散旁路切断阀XZV-N03关闭，流量积算仪F-N01进行积算，计算放散量；
4)设为煤气放散状态时，放散旁路切断阀XZV-N03打开，回流旁路切断阀XZV-N02关闭，流量积算仪F-N01进行积算，计算循环量。
本发明采用带旁路的煤气支管方案，保证支管内煤气总是处于流动更新状态，煤气氧含量分析仪表可以实现动态实时测量，确保入网煤气的品质，煤气氧含量测量采用顺磁氧分析仪或激光分析仪。煤气计量系统在积算是充分考虑支管遥控阀状态，提高煤气计量的准确性。管网采用SCADA系统进行自动监控，提高管网的计算机自动化控制水平。控制系统中设置多种控制模式，操作人员可以根据需要实现远程遥控控制和全自动化控制。
其五，煤气旁路设计中有两种工作模式，在供气初期或停供气时实现旁路循环或放散。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
