浅谈自动化仪表与现代煤气化的密切关系

摘　要：本文论述了煤气化技术与自动化仪表相辅相成的关系，提出煤气化工必须具备的仪表配置及控制技术。以陕西渭河煤化工集团公司一期、二期仪表配置为例，明确了大型煤气化装置要有相应的现代化ESD、DCS和自动化仪表，才能使煤气化装置得到高效运行。

关键词：煤气化；ESD；DCS系统；装置停车

一、小型与大型煤气化的区别
　　小型煤气化以煤为原料，产量低、规模小、产品单一、自动化程度弱。企业仪表配置以快捷、简单、价廉的机械式为主，调节阀以手动为主自动为辅。仪表操作以人的准确判断和快速反应为主，但人的反应总是滞后于事实的发生，这无疑降低了企业生产的安全性。
　　大型煤气化以煤为原料，产量高、规模大、生产连续稳定、自动化程度高。企业必须配备反应迅速的毫秒级ESD系统和性能可靠的DCS系统及经久耐用的智能调节阀。智能数字仪表的步序、程序、动作时间、阀门位置、联锁停车都在ESD中编程，系统方案、提示、模式都在DCS中设计。操作人员只需按规程准确按动按钮，便可实现稳定运行。
二、 煤气化装置对自动化仪表的依赖
　　煤气化装置利用高温、高压使煤与氧气、蒸汽在气化炉内进行复杂的化学反应。所有与气化炉相关的仪表都必须按设计要求反映炉内外介质压力、温度、成分、液位、流量，所有控制阀门要准确到位，否则就可能引起工艺状况紊乱，导致设备出事故甚至机毁人亡，造成无可挽回的损失。化学反应始终在快速、剧烈进行，要避免事故的发生不能仅靠操作人员的努力，还要有DCS、ESD仪表联锁保护。仪表的可靠性直接影响装置的可靠性，大型现代煤化工装置，仪表的重要性更加突出，煤气化装置对自动化仪表的依赖与日俱增。
三、 陕西渭河煤化工集团公司一期煤化仪器使用情况
　　1、一期气化炉仪表基本配置
　　

         
　　　                                 
　　一期气化炉把经过高压煤浆泵加压后的水煤浆与高压氧气通过气化炉烧咀喷入炉膛进行气化反应，生成的粗煤气经激冷室冷却、碳洗塔洗涤、变换工段变换，产出合格的煤气。气化装置安装11台气缸式两位快速切断阀在炉头，控制进入气化炉的冷却水、蒸汽、氧气、煤浆，这些切断阀所有动作都有时间限制，在ESD控制下准确快速到位，确保气化炉安全。
     2、一期装置因仪表系统引起停车事件

      
　　气化炉需要高压氮气和氧气，空分系统的氮压机和空压机停车都会影响到全厂的连续生产。作为生产连续性非常强的工厂，每次停车都会造成很大的经济损失。从1999~2001年仪表事故汇总表中可以看到，1999年10月3日空气压缩机到空分系统之间的切断阀HV8003上作为阀位状态指示的限位开关突然损坏，造成尿素系统、空分系统、合成系统、气化系统全部停车，直接经济损失200多万。很小的一个仪表部件都影响公司经济利益，可见现代煤气化装置的运行与自动化仪表的性能密不可分。
四、 陕西渭河煤化工集团公司一期与二期装置系统配置

        
　　公司有一期装置建设、调试、开车十几年的运行经验，二期装置从招标文件编制到初步设计、详细设计的各个环节进行了严格把关；仪表招标过程中工程技术人员积极参与，多项比较选择性价比高的仪表和控制系统；积极参与安装、调试使二期装置没有因为仪表原因而影响生产。
五、 煤气化装置高效运行的重要意义
　　煤化工企业的核心是煤气化装置，煤气化装置必须采用性能可靠的ESD、DCS系统才能提高企业生产产量和管理水平，增强企业行业竞争能力。目前国际油价飞涨，我国石油资源贫乏，煤炭资源相对丰富，发展洁净煤技术是补充石油资源不足保障能源安全的重要途径，建设新型煤工业对我国经济可持续发展具有重要的战略意义。
参考文献：
[1]刘芳兵；刘伟；整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术[A]；中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C]；2009.
[2]马涛；吕彦力；周丹；HT-L气化炉的煤气化特性研究[J]；煤炭工程；2010年01期.
[3]张化巧；姜秀民；张靖波；孙键；煤气化技术的研究与进展[J]；东北电力技术；1996年12期.