安全管理水煤漿氣化安全聯(lián)鎖系統(tǒng)中雙電磁閥的應(yīng)用王環(huán)宇(華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司甘肅平?jīng)?4410摘要:本文依據(jù)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)鎖動作被執(zhí)行。當(dāng)一個電磁閥的信號電系統(tǒng)的設(shè)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,另一個電磁閥仍可以得電勵磁執(zhí)行聯(lián)鎖動作,避氣化中氧氣切斷閥的雙電磁閥氣路進(jìn)行了分析,闞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(zhí)行的問題。型時需注意的問題。然后,針對水煤漿氣化工程中雙電磁閥的應(yīng)水煤漿氣化裝置中雙電磁閥的應(yīng)用實例用實例,介紹了如何解決雙電磁閥大口徑氣路的解決思路和方選用雙電磁閥的必要性在水煤漿氣化工藝中,氧氣管線和煤漿管線是氣化爐供給的降低了因信號電纜斷路引起誤停車的可能性,以避免人身傷害和兩條命脈,而分別安裝在這兩條管線上氧氣閥和煤漿閥,對于正重大經(jīng)濟(jì)損失常運(yùn)行、開停車及安全生產(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(shè)置;應(yīng)用和煤漿管線的開關(guān)閥的價格比較高,采用單閥門雙電磁閥比采用[ Abstract]In this paper, based on the principle of solenoid雙閥門單電磁閥的配置不僅降低了成本,同時也能最大限度減小alve, in the setting of safety interlock system in coal- water slurry儀表自身故障而造成誤停車的可能性,最終選擇了采用雙電磁閥gasification, 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(jù)石化SH/T3018中對安全系統(tǒng)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(tǒng)中的閥門,宜采用冗余閥門;如果采用單一閥門when selection the solenoid valve.Then, for the engineered applica-配套的電磁閥宜采用冗余配置。由此可見,在保證系統(tǒng)安全的tion examples of double solenoid valve in coal-water slurry gasification,introduced the ideas and methods of how to solve large-diam常開(N0)常閉(NC)ter gas circuit 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 losse[Keyword] Coal water slurry gasification Double solenoid valveENERGEED DETNERCIEDSNERCIDDEENERGIZEDpath Setup Application通用( UNIVERSAL)水煤漿氣化安全聯(lián)鎖系統(tǒng)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(hù)層,而作為氣化安全聯(lián)鎖系統(tǒng)最終執(zhí)行元件的電磁閥,由于長期在露天的環(huán)境下工作,一旦失效,就會導(dǎo)致安全聯(lián)鎖系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻起不到應(yīng)有的保護(hù)作用。根據(jù)EC61508的分析計算,最終執(zhí)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(jié)。ENERGIZED EENRGZED這種由于儀表本身故障引起的誤停車,對于水煤漿氣化裝置也會引起較大的經(jīng)濟(jì)損失。為了降低誤停車率,在水煤漿氣化安圖1電磁閥工作原理圖全聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)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(tǒng)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(shè)置原則1.雙電磁閥氣路的組成雙電磁閥氣路實際上是由兩個2位三通型式電磁閥組合而成,在介紹雙電磁閥之前,我們先了解一下單個電磁閥的工作原理。2位三通式電磁閥,即有3個管道接口和2個氣路的電磁閥當(dāng)一個氣路打開,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)、常開型(NO)和通用型( UNIVERSAL),如圖1圖2A圖為了避免因信號電纜斷路故障而導(dǎo)致電磁閥在聯(lián)鎖發(fā)生時不能動作,電磁閥通常設(shè)置成常閉型(NC),即正常時帶電、聯(lián)鎖動作時失電。在實際工程應(yīng)用中,需根據(jù)工藝過程安全保護(hù)需要,確定選用常閉型(NC)或通用型2雙電磁閥的設(shè)置原則當(dāng)重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的安全性時,雙電磁閥宜采用“與“邏輯連接,如圖2A所示。當(dāng)一個電磁閥失電(通常認(rèn)為失電是由于信號電纜斷路而引起的),而另一個電磁閥仍然勵磁時,閥門維持在正常狀態(tài),避免了由于非工藝原因而引起的誤停車。兩個電磁閥都失電時,失電被認(rèn)為是由于聯(lián)鎖而引起的,聯(lián)鎖動作被執(zhí)行(2)雙電磁閥“或”邏輯當(dāng)重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的可用性時,雙電磁閥宜采用“或”邏輯連中國煤化工接,如圖2B所示。只要有一個電磁閥得電,即被認(rèn)為得電是聯(lián)鎖圖CNMHG2014年6月化x萑#75安全管理全聯(lián)鎖能否準(zhǔn)確地實現(xiàn)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,且要求閥門開啟和關(guān)閉時間比較短,通常時間要求小于3s。而電磁閥的口徑大小和流通能力關(guān)系到整個閥門控制系統(tǒng)的開關(guān)速度和驅(qū)動能力。在進(jìn)行技術(shù)研究和澄清時,了解到有的切斷閥配備的電磁閥尺寸達(dá)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1/2″,而從上文3.2所述的氣路分析中我們不難發(fā)現(xiàn),雙電磁的工作原理是基于通用型電磁閥基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。所以,當(dāng)電磁閥口徑達(dá)到34”時,電磁閥規(guī)格中沒有通用型;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問題呢?4雙電磁閥應(yīng)用問題的解決思路圖4先導(dǎo)式電磁閥如何既能保證閥門開關(guān)速度,又要實現(xiàn)雙電磁閥的功能導(dǎo)式電磁閥(圖4)的工作方式給了我們一個啟示先導(dǎo)式電磁閥由先導(dǎo)閥與主閥組成,兩者有通道相聯(lián)系,當(dāng)電磁閥線圈通電,動鐵芯與靜鐵芯吸合使導(dǎo)閥孔開放,閥芯背腔的壓力通過導(dǎo)閥孔流向出口,此時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(dāng)線圈斷電,動鐵芯與靜鐵芯脫離,關(guān)閉了導(dǎo)閥孔,閥芯背腔壓力受進(jìn)口壓力的補(bǔ)充逐漸趨于和進(jìn)口平衡,閥芯因彈簧力作用下把閥門緊(Universal solenoid /4)1密關(guān)閉。它的特點(diǎn)是不僅結(jié)構(gòu)簡單,而且驅(qū)動力矩小,易實現(xiàn)快速啟閉閥應(yīng)用問題的解決方案基于先導(dǎo)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,在實際應(yīng)用中,我們采用兩個14”通用型2位通電磁閥,功能類似于先導(dǎo)閥;用1個34″的2位三通氣控閥,圖5大口徑雙電磁閥氣路圖功能類似于主閥,如圖5所示。也就是說,通過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?？亻y,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(dāng)雙電磁閥中以水煤漿氣化裝置中氧氣切斷閥為例,氧氣切斷閥釆用彈簧仼何一個岀現(xiàn)故障時,都能保證氣控閥門的控制氣路暢通。這復(fù)位執(zhí)行機(jī)構(gòu),電磁閥選用2位三通。雙電磁閥配合工藝切斷閥樣,氣控閥門始終都能保持正常工作,使儀表空氣順利進(jìn)入切斷FC( FAIL CLOSE)的氣路配置如圖3所示。SOM1A1B分別空口迅速排出。由于排氣速度很快,為了減少噪音,在氣控閥門和1口相通;斷電時,1口和3口相通。采用此方案,切斷閥的氣路即保證使用雙電磁閥,增大了閥在水煤漿氣化裝置中,雙電磁閥冗余配置是出于對系統(tǒng)的安門使用的安全性;又保證了閥門的開啟和關(guān)閉的時間。全性來考慮的。所以,雙電磁閥(圖3)是采用“與”邏輯的連接方結(jié)論式。即雙電磁閥配置為“一取二”判斷,只有當(dāng)兩個電磁閥同時失而引起的誤停車的設(shè)計模式,在其他很多化工裝置中也有著很好電時,閥門才會失氣關(guān)閉,避免因其中任意一個電磁閥失效引發(fā)的應(yīng)用實例,不失為一種有效的設(shè)置聯(lián)鎖誤動作。下面我們逐一對3種不同工況進(jìn)行分析:工況1:當(dāng)兩個電磁閥都正常工作時,兩個電磁閥SOV1A本文結(jié)合雙電磁閥的配置原則,首先對水煤漿氣化中氧氣切斷閥的雙電磁閥氣路進(jìn)行了分析,闡明了電磁閥選型時需注意的OV1B均處于帶電狀態(tài)(NE),兩個電磁閥的2口和1口相通,問題。然后,針對水煤漿氣化工程中雙電磁閥的應(yīng)用實例,介紹氣源首先通過SOV1A的21口而受阻于SOV1B的3口,另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(xì)支路經(jīng)過So1B的2→1口到達(dá)閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)聯(lián)鎖動作闡述了采用雙電磁閥配置用于切斷閥的設(shè)置方法,降低了因信號使So1A、so1B斷電時,氣缸通過Soy1B的13日及電纜斷路引起誤停車的可能性SOV1A的1+3口排放儀表空氣工況2:當(dāng)sO∨1A電磁閥信號電纜斷路而不能動作時,可由雙電磁閥的應(yīng)用必須經(jīng)過周密細(xì)致的考慮,選配出規(guī)格和型SOV1B的21口保證氣路仍能暢通,不會發(fā)生誤動作。當(dāng)聯(lián)鎖號正確的電磁閥,才能保證裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性和正確執(zhí)行,避免人身傷害和重大經(jīng)濟(jì)損失。在使用雙電磁閥的同時,也需要動作使SOV1B斷電時,氣缸通過SO1B的13日及SoV1A設(shè)置信號電路檢測功能,即如果電磁閥信號電纜斷路時,安全聯(lián)的13口排放儀表空工況3:反之,一旦SOV1B失效時,則由SOV1A的2→1口鎖系統(tǒng)可以及時檢測并報警,提示儀表工及時檢查線路并維修至及SO1B的31口保證氣路仍能暢通,不會發(fā)生誤動作。當(dāng)聯(lián)磁閥線路故障而不能執(zhí)行聯(lián)鎖的可能Q常中斷時間減少因電正常,最大限度減少電磁閥信號線路非鎖動作使SOy1A斷電時,氣缸通過9Oy18的13日及9O參考文獻(xiàn)∏]中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總在電磁閥的選型時我們對比圖1和氣路分析不難發(fā)現(xiàn),圖3化管理委會,GB/T20438-200電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系時,供氣是沿著SOV1A的2→1和So1B的3→1路線完成供[2]趙克強(qiáng).水煤漿氣化裝置安全聯(lián)鎖系統(tǒng)化工自動化及氣的,從圖1可以得知,常開型(NO)和常閉型(Nc)電磁閥1和3儀表1998,25(4:16-20口都是單向的,即13單向?qū)?而3+1反向是不通的。只有通3]付敬奇電磁閥的工作原理[M]北京:機(jī)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足雙電磁閥“與”邏輯的工作原理3雙電磁閥實際應(yīng)用中的問題841中國石化建設(shè)工程公司石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范2003.中華作者簡介:王環(huán)宇dYH中國煤化員會發(fā)布電磁閥的種類、形式多種多樣,下面僅從煤化工項目的實例原理工大學(xué)工業(yè)自動化畢業(yè)于太來說明雙電磁閥設(shè)置過程中遇到的一些問題,這將密切關(guān)系到安CNMH工作。76化xn2014年6月