现代煤气化与自动化仪表研究

孙健 高海涛 刘颖

（1.华北油田山西煤层气分公司，山西 晋城048000）

（2.中石油煤层气有限责任公司忻州分公司，山西 忻州036600）

在控制系统能使正常生产的需求得到满足的同时，煤气自动化控制系统还要保证作业较低的事故率，升高系统设备的作业率并提供可靠的数据用于管理，同时对作业中的不稳定因素及时调整、直接控制，力求降低备品的消耗和工人的劳动强度，减小生产成本。

1 煤气行业自动化系统概述

1.1 煤气自动化系统的作用介绍

煤气自动化系统运用了仪器仪表、控制理论及计算机相关信息技术，实现工业生产全过程的控制、检测、调度、决策与管理，使产品质量改善、产量提升、消耗降低、安全性能提升。该系统包括三个部分：系统本身、系统硬件结构及工业自动化软件。

该系统并不会创造直接的效益，却会改善企业的生产流程。首先，其能使生产过程有更高的安全性；其次，其可以改善生产效率，改善产品质量；最后，其可以有效降低生产时的能源和原材料损耗。

1.2 系统组成结构

自动化系统的设置往往按照集中显示、分散控制的原则进行，其设置现场控制站三个、中央控制站一个，中央控制站系统设置在中央控制室，其采用了客户机/服务器形式的计算机系统网络，并能够连接上级系统和周边系统，在中央控制室与现场站间用以太网完成数据的通讯。中央控制站往往负责企业的管理调度、数据通讯，对于企业内的重要设备，往往采用自动控制、手动控制、控制站遥控的模式完成控制；对于其他设备，往往运用中央控制、现场控制结合的模式。

1.3 系统设备

首先，中央控制站组成的硬件如下：2套计算机系统设备，热备冗余结构；一套数据与网络服务器，且有系统崩溃后自动恢复的功能；一台用于报警打印的激光黑白打印机；一台打印图形的彩色喷墨打印机；一套用来对打印机进行管理的打印服务器。此外，中央控制站还有UPS、安装交换机及网络通讯柜等设备。

其次，管理信息系统组成如下：在副厂长室、厂长室、化验室、总工程师室及生产科室分别设置1套计算机系统用于管理，通过WEB的方式实时监控、实时查询工艺过程参数以及生产运行工况。

最后，现场控制站共有三套，分别位于变配电间控制室、加药间控制室、和出气仪表间的控制室。所有现场控制站均包含了如下设备：PLC、总线连接器、隔离装置、不间断电源、电源保护装置及仪表信道等。

2 煤气企业中自动化仪表的运用状况

2.1 机组智能检测系统

现阶段，煤气企业的自动化仪表涵盖了6大功能：ECS、FSSS、SCS、MCS、DAS及DEH。这些功能让单元机组内报警、连锁保护及检测控制等几大功能融于一体，使系统结构更加简单，系统本身也更可靠且具有更高的自动化水平。

除此之外，系统还有PLC控制设备，其可靠性非常高、有较强的抗干扰能力且价格较为低廉，在主开关程序控制及电气控制等方面较为适用。

2.2 机组过程控制

对煤气企业而言，其自动化系统是历史数据性的实时平台，应用软件可以实现实时生产过程的监控和机组运行的优化，并能促使厂内用电率、厂内煤消耗量、设备检修及水的补给率处于最好状态。

优化自动化仪表过程的前提是各个辅助车间的控制相关系统与单元机组内的DCS接受系统中处理过的信息，再对系统中没有的测点信号进行补充。在不同的煤气企业，因为机组的参数、类型、锅炉结构与制粉系统等存在较大差别，种种差异导致了通用的机组运行模型很难形成。

2.3 数据传输方面的控制

控制对象往往是辅机与主机。其可以在哪个范围内适应、承受主要参数的控制能力与控制量，一般将其称作可控性。例如，回转空子器是否出现漏风状况、煤气锅炉中过热设备的受热面积、给粉机、给煤机的调速特性，挡板与调价阀门的调节性能，摆动火嘴是否灵活、吹灰器与轻重油枪是否伸缩自如、电磁阀开闭是否可靠等。流化床气化往往将富氧蒸汽或氧气作为催化剂，在气速适当、煤粒度适宜的前提下让床层上的粉煤沸腾，让气态、固态两相接触充分、混合均匀，燃烧时有高温产生。近几年国外的主机制造技术不断引入，这也为煤气自动化程度的提高打下了较好的基础。

3 煤气自动化运行的意义

煤产品企业往往以煤气化装置为核心，煤气化装置常常利用性能较好的DCS、ESD系统才能使企业的管理能力及产品产量有所提高，并促使企业有更好的竞争能力。现阶段国际油价日渐上涨，国内石油资源匮乏现象严重而煤炭较为丰富，实现洁净煤技术的健康发展是保障能源安全的主要途径，发展新型煤工业十分重要。

4 结语

现代煤气化往往选用较为清洁的能源，能够降低污染物排放量、保护大气环境并利于人们的身体健康。如今国内经济发展速度逐渐加快，对煤气自动化也有了不断提升的需求。在运行方面，煤气自动化控制的进步及创新也势必会影响其未来阶段的发展。

[1]梁友宏,李小爽.浅谈自动化仪表与现代煤气化的密切关系[J].科技创新与应用，2012(21).