兖矿国泰化工有限公司所用多喷嘴对置式新型水煤浆气化技术由兖矿集团和华东理工大学联合开发的,具有我国自主知识产权、第1套1000 t级气化装置。该气化炉的比氧耗、比煤耗、合成气有效气体成分、碳转化率、灰渣可燃物含量均优于国外引进的先进技术,是目前世界上最先进的气流床煤气化技术之一。
该项目自动控制部分由Honeywell公司的Experion PKS 系统和GE公司的GMR紧急停车系统共同完成,其中GMR系统主要负责气化炉的开停车逻辑管理。PKS系统负责其余的煤浆气化,气体洗涤以及渣水处理自动控制部分。
PKS是霍尼韦尔公司为当前和将来的自控解决方案提供的一个智能平台,而其提供的SCM(Sequential Control Module)模块堪称其中的杰出代表,SCM是通过一种特殊处理器把条件(transtition)模块和结果执行(step)模块组合到一起的集成块。它通过控制模块给现场的控制设备执行指令,为控制设备提供了直接的互动界面,使得整个控制过程简单易懂。简单说就是它通过条件查询(transtition),询问条件是否满足,然后通过命令执行(step)的方式,为现场的设备提供自控方案。即用一个控制模块就完成了PLC所擅长的顺序控制功能。
在锁斗的控制过程中,总共分为5个阶段:
第1步泄压,即将锁斗内压力通过5阀泄掉,以便第3步排渣安全进行;
第2步冲洗,即通过6阀将5阀及其相连管道冲洗干净;
第3步排渣,是整个控制过程的关键,将锁斗内所集的煤渣排出;
第4步充压,即通过7阀往锁斗内充入高压水,使得锁斗内压力与气化炉压力之差小于0.18 MPa;
第5步集渣,是整个控制过程中时间最长的一步,即通过2阀将气化炉内煤渣排到锁斗内。
这5个阶段通过PKS中的SCM模块,即顺控模块组合到了一起,一旦其中的条件满足,立即往下执行结果,将各个阀门进行动作,就这样一步一步循环执行。
为了使工艺人员在控制画面中直观的进行手动控制,以及观看锁斗进行到那一步,在组态是添加SDC模块,其中将锁斗的启动、手动、复位、停止、排渣以及保持按钮进行组态,这样工艺人员就可以在控制画面即可以点击自动控制也可以手动控制整个锁斗的运行。
由于锁斗控制过程中阀门众多,每一步都对应多个阀门,1个组态模块将所有的五步都组态到一起比较麻烦,而且察看逻辑时很不直观,又将这5个阶段分为了15步,即STEP1~15,每1步都通过1个CM进行组态,主要内容为各个阀门的动作条件逻辑以及各个阀门的动作时间设置。同时为了控制的方便,将每一个阀门的DO输出都进行了单独的组态,这样在分析问题的时候,就可以直接对应出问题的阀门就可以了。在其中还进行了阀门反馈的组态,通过逻辑使得阀门在动作缓慢时(比如开关时间较长),可以产生一个跳车条件,使得锁斗在尽短的时间内停车,以保护装置和人员的安全。
目前,该气化炉已顺利的实现产业化,而且系统运行安全、稳定,工艺指标先进,并能实现带压连投等先进操作,为公司创造了良好的经济效益。