第40卷第8期Vo1.40,No.82011年8月Liaoning Chemical IndustryAugust, 2011VA Series控制系統(tǒng)在水煤漿氣化中的應用周琨1,周雪花,趙東凱2(1.新能風凰(朦州)能源有限公司,山東蜃州277527;2.大唐國際煤化工責任有限公司,內蒙古錫林郭勒盟027300)摘要:介紹了四噴嘴對置式水煤漿氣化生產工藝、 FOXBORO公司的 I/A Series控制系統(tǒng)的特點及其在新能滕州能源有限公司氣化裝置中的應用情況,通過實踐證明 A Series控制系統(tǒng)完全滿足各種復雜自動化控制的要求,能夠實現本公司生產的穩(wěn)定運行。關鍵詞:氣化; A Series控制系統(tǒng);自動化控制中圖分類號:TQ056文獻標識碼:A文章編號:10040935(2011)08-0854-03新能滕州能源有限公司水煤漿氣化裝置是采用汽利用充分、灰水溫度高、節(jié)能、耐堵渣、適合長先進的擁有自主知識產權的華東理工大學“四噴嘴周期運行等特點。對置式加壓氣化新型氣化爐”專利技術。控制系統(tǒng)12控制要求采用了 FOXBORO公司的I/ A Series DCs控制系氣化爐工藝系統(tǒng)控制可分為進料系統(tǒng)、鎖斗系統(tǒng),該控制系統(tǒng)很好的實現了工藝的復雜、高精度、統(tǒng)、水系統(tǒng)和氣系統(tǒng)等。穩(wěn)定的控制要求。21進料系統(tǒng)控制1氣化的生產工藝概述和控制要求(1)煤漿進料系統(tǒng)2臺煤漿給料泵分別將水煤漿從煤漿槽加壓輸1.1四噴嘴水煤漿氣化的工藝概述送到4個燒嘴中(每臺煤漿給料泵對應的兩燒嘴為對水煤漿氣化工藝以煤漿制備生產的水煤漿和空置的兩燒嘴〉這部分控制主要是通過控制泵的轉速分工段產出純氧為原料,經過新型四噴嘴對置式氣來調節(jié)輸送的煤漿量,煤漿流量采取三取中值的方流床反應器,在加壓非催化條件下進行部分氧化反法。在相對的兩燒嘴中,必須保證煤漿分配的平衡。應,反應后生成以氫氣和一氧化碳為有效成分的粗(2)氧氣系統(tǒng)煤氣,作為甲醇合成用的合成氣高純的氧氣經空分裝置供出,調至穩(wěn)定壓力新能鳳凰能源有限公司水煤漿氣化壓力為6.5后,送至每臺爐的4個燒嘴。MPa,溫度為1350℃,采用四噴嘴對置式結構,這部分控制很重要,主要有:a、氧氣流量需煤漿經髙壓煤漿泵加壓后,通過對稱布置在氣化爐要溫度-壓力補償;b、氧氣流量投自動后的PID調中上部同一水平面的4個工藝噴嘴,和氧氣一起在節(jié);c、氧煤比調節(jié),需要進入安全聯鎖邏輯;d、氣化爐內對噴。四噴嘴的設計增強了混合和熱質傳中心腔氧氣流量的手動調節(jié)。遞過程,在爐內形成合理的流場結構,具有良好的(3)燒嘴冷卻水系統(tǒng)工藝與工程效果:有效氣成分高于80%,提高了碳冷卻水用于保護燒嘴,帶有CO分析。轉化率,延長了耐火磚壽命。這部分控制主要是燒嘴冷卻水泵2臺主從泵水煤氣的洗滌和冷卻單元采用噴淋床與鼓泡床(投自動時從泵能夠自啟動)、事故水泵、燒嘴冷卻組成的復合床,具有良好的抑制煤氣帶灰、帶水功能。水閥聯鎖,需要進安全聯鎖邏輯。水煤氣在進入變換爐前的初步凈化單元由混合(4)保護氮氣系統(tǒng)器、旋風分離器、洗滌塔組成,具有效率高、節(jié)能用于開停車氮氣保護、氮氣吹掃,進安全聯鎖效果顯著的優(yōu)點。邏輯。渣水回收與除渣單元主要設備是蒸發(fā)熱水塔,1.22鎖斗順控系統(tǒng)采用蒸汽與返回灰水直接接觸的工藝流程,具有蒸爐內反應后剩余的爐渣經過激冷后進入鎖斗櫸著號:(}3i男助理工程師,遼寧葫蘆島人,2006年畢業(yè)于沈陽化工大學自動化專業(yè),研究方向:從事自動化控制。通訊作者:周雪花(192-).女,助理工程師,研究方向:自動化控制系統(tǒng)的研究。E-mai:13869438721163.cm第40卷第8期周琨,等: A Series控制系統(tǒng)在水煤漿氣化中的應用855排渣系統(tǒng)。排渣系統(tǒng)采用順控。主要就是9個切斷程參數的調整,改善工藝生產狀況閥和1個偏心旋轉閥根據時間、液位、壓力、閥門系統(tǒng)維護工程師可以通過操作站調出過組態(tài)軟開關反饋等信號順序開關動作。件對生產控制方案組態(tài),實現對過程流程圖在線組態(tài)123水系統(tǒng)和傳送,通過對歷史庫的組態(tài)增加或刪除控制點的趨氣化爐的水系統(tǒng)基本是一個封閉循環(huán)的系統(tǒng),勢和組態(tài)各種報表。監(jiān)控軟件可以實時的監(jiān)視系統(tǒng)的它的調節(jié)控制主要是氣化爐、水洗塔、含渣水處理工作狀態(tài),并可對系統(tǒng)進行診斷,及時的提供系統(tǒng)信等的液位和流量的控制。息以幫助程師做出判斷和維護。工程師站可以對組(1)氣化爐態(tài)進行在線修改和下裝,不會影響生產。氣化爐液位采用三選二顯示監(jiān)控,進安全聯鎖22系統(tǒng)硬件和軟件介紹系統(tǒng),液位取壓點不合適還要進行補償運算。2.21主要的硬件部分(2)旋風分離器、水洗塔(1)控制處理機FCP270主要控制就是液位、流量的PID控制調節(jié)?？刂铺幚頇C是一個冗余容錯的控制器,將組態(tài)(3)含渣水處理系統(tǒng)程序下裝到控制器后它會和相連的現場總線組件主要控制就是液位、流量的PID控制調節(jié)(FBM)按照組態(tài)好的控制方案一起實現生產控制。(4)系統(tǒng)壓力控制它可實現連續(xù)控制、順序控制等功能它具有數據采系統(tǒng)壓力控制系統(tǒng)采用分程控制以確保壓力集、檢測、報警和傳送信息的功能?；咎幚碇芷诘木?維持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定及避免系統(tǒng)超壓現象(BPC= Basic Process Cycle)最快可定義為005s的發(fā)生。(在系統(tǒng)組態(tài)時定義)。FCP270在上電時自動完成2控制方案在 IA Series Dcs控制系自檢,在工作運行期間可以執(zhí)行對其他卡件的檢查統(tǒng)上的實現以及監(jiān)視時鐘的功能,在冗余容錯式的控制處理機中,當檢測到一個錯誤時,兩個組件運行內部自診2.1系統(tǒng)簡述斷測試,以確定哪個組件故障,當其中一塊主卡件工rA咯報錯,會自動將備卡切換成主卡=UA Series HFCP270最多掛64個FBM,通過O鏈接接口材 A seris節(jié)山稱帷模件(FEM100)將FBM卡件接入控制器(2)現場總線組件FBM現場總線組件FBM為IO卡件,主要有模擬和數UASn現場總瞧字2種信號類型,另外還有通訊卡件,每個冗余型的卩模擬組件有8個輸入或輸出通道,模擬信號也可配置非冗余型,數字信號的卡件一般有16或32個通道。圖1 VA Series系統(tǒng)結構圖(3)通訊擴張卡:FEM00VA Series系統(tǒng)是美國?？怂共_公司推出的建立O卡件FBM機籠與FCP270控制器間通采用國際標準的開放式系統(tǒng),是世界上率先使用開訊連接同時通過FEM00可以將FCP270帶的FBM放式網絡的工業(yè)控制系統(tǒng)。 A Series控制系統(tǒng)采用件數由32塊擴展到64塊。了標準的MAP通訊協議,可以方便地與非 I/A Series222軟件部分系統(tǒng)兼容和通訊,以及實時數據和過程操作畫面在(1)ICC組態(tài)器管理網絡上傳送。用于組態(tài)的軟件,組態(tài)文件分為3種有庫文件工藝操作人員可以通過操作員鍵盤方便快捷卷( Library Volume),站文件( Station File或 Station的調出過程顯示畫面,觀察生產過程參數,控制點 Volume)和便箋式工作文件卷( Work volume)其的實時趨勢、歷史趨勢和報警情況,根據實時的工中庫文件卷和工作文件卷都是離線的組態(tài)文件,在藝參數判斷出工藝生產的狀況,及時快速的通過操離線的狀態(tài)下可用它編輯控制方案(即組態(tài)作畫面修改工藝參數,閥門的調整來實現對生產過 Compound和Bock),組好后再將其拷貝裝入控制856遼寧化工011年8月處理機中。站文件是安裝在控制處理機中的控制數鎖斗順控主要靠閥門的反饋信號、時間來控制。據庫文件,可用它在線進行編輯控制處理機中的因此,當開關反饋沒有回來時,會有故障報警功能Compound和 Block自動方式時有鎖斗順控程序驅動,發(fā)生報警是,鎖斗(2) FoxDraw流程圖編輯軟件順控終止或暫停,切換到手動模式下操作。閥門的控用于流程圖畫面靜態(tài)文本和動態(tài)文本的編輯。制采用6DEV塊,專門針對此類閥門,相當方便,(3)歷史庫組態(tài)軟件coUT或COUT2直接連接閥門動作信號輸出。此外,Historian Configurator用于組態(tài)歷史庫。還應注意鎖斗各閥門間的互相制約功能要在手動的時23四噴嘴氣化爐在|/ A Series DCS控制系統(tǒng)上候也具備,比如鎖斗進口閥與出口閥不能同時打開。的應用(2)復雜程序的編寫。231ⅣO的點數統(tǒng)計氣化爐有許多聯鎖控制,其編寫采用 CALCA根據系統(tǒng)監(jiān)控要求,確定系統(tǒng)需要檢測和控制功能塊,該計算塊能提供50步的算術和邏輯運算步點的數量(D0點〉驟,模塊可以引用2個整形輸入,8個實型輸入AI:無源電流信號180個,有源電流信號11516個布爾型輸入,4個實型輸出,8個布爾型輸出個;AO:80個;Dl:212個;DO:供電32個,觸和24個中間存儲器。點55個;此外,需要RS485通訊。(3)流程圖的組態(tài)。232硬件配置建立新圖時大的流程圖畫面可以設置成Bae根據I0點數及生產實際的要求,考慮備用余 Display,建立彈出式框圖可建成 Overlay,系統(tǒng)提供了大量,配置了7個機柜,2對冗余控制器,3個操作站,量的標準顯示畫面,除了需要繪制用戶流程畫面外,2個冗余光纖交換機,1臺打印機。像報警,歷史數據等其他功能顯示界面,無需再進行其他卡件配置如下:圖形繪制,系統(tǒng)是標準化的,只需將參數填入即可。FCP270控制器FBM100通訊卡件4塊3結束語FBM216冗余模擬量輸入卡26塊FBM2l模擬量輸入卡18塊FOXBORO公司的I/ A Series dcs控制系統(tǒng)目FBM217開關量輸入卡12塊前已在新能風凰(滕州)能源有限公司氣化裝置上FBM237模擬量輸出卡22塊FBM242開關量輸出卡10塊成功運用,其工作穩(wěn)定,組態(tài)方便,功能強大,經233系統(tǒng)組態(tài)過工程和長時間運行的考驗,確保了氣化裝置的安根據前面給出的硬件配置,確定所有的卡全穩(wěn)定運行。件位置,分配好所有的ⅣO點通道,用紅外組態(tài)器參考刷組態(tài)控制器,進入ICC組態(tài)器,建立卡件、 Compound查方興WA'系統(tǒng)及應用M海:上海?？怂共_有限公司,20015-17和 Block,將O通道分配到各個O卡上,下裝組2樂嘉謙.儀表工手冊M北京:化學T業(yè)出版社,200386403態(tài)到控制器,完成畫面靜態(tài)與動態(tài)文本的編輯。重③宋迪潘水雀水煤漿加壓氣化技術的進展U石油化I應用,200:6點需要注意的有以下幾點4]陽憲惠現場總線技術及應用M北京:清華大學出版社,199926-29(1)鎖斗順控的組態(tài)。Application of I/A Series Control System in the Coal-water Slurry GasificationZHOU Kun, ZHOU Yue-hua, ZHAO Dong -kai2(1. New Energy Tengzhou Energy Co, Ltd, Shandong Tengzhou 277527,China2. Datang Intermational Coal Chemical Co, Ltd. Neimenggu Xilinguole 027300, China)Abstract: The production process of four-nozzle opposed type coal-water slurry gasification was introduced as well as characteristicof IA series control system developed by FOXBORO company. Application of IA series control system in coal-water slurrygasification in the New Energy Tengzhou energy Co, Ltd. was discussed. Application results prove that the lA series control systeman completely meet with the requirements for complex automation control, achieve production stable runningKey words: Gasification; IA Series control system; Automation control