摘要：依照冶金行业煤气炉装置生产线的工艺特征而编制，对分站原则、方案设计以及人机界面规范等进行了说明，旨在指导和规范冶金行业煤气炉装置生产线DCS项目的标准化实施。
关键词：DCS：集散控制系统；EWS：工程师站；OPS：操作员站
0.引言
冶金行业煤气炉装置生产工艺非常成熟，通过对冶金行业煤气炉装置工艺的介绍总结出冶金行业煤气炉装置项目的分站原则。
0.1 技术原理特点
原料煤在煤场进行破碎、筛分后，符合工艺要求粒度的中块煤，经上煤系统加入到煤仓中，再经加煤机构间歇地进入煤气炉内，煤受到来自气化层的热煤气加热脱除水分及挥发分成为低温干馏半焦。半焦下行至气化层（还原层和氧化层），与由炉底进入的空气和水蒸汽进行气化反应，生成发生炉煤气，下部的灰渣从煤气炉灰盘经大灰刀排出。部分煤气经过包围干馏层的火道引出，成为下段煤气，其出口温度根据不同炉型约为400～600℃，煤气压力为1.5～4.5kPa，经过底部旋风除尘器除去颗粒较大的灰尘后进入煤气总管。另一部分煤气进入干馏层，与干馏煤气混合后从两段炉顶部引出，称为上段煤气，其出口温度约为100～150℃，煤气压力约为1～3.5kPa。上段煤气经旋风除油器除去带出物和大颗粒焦油，进入电捕焦油器脱除焦油后在煤气总管与下段煤气混合得热脱焦油煤气供用户。由于工艺的原因，挥发分较高的弱粘结性烟煤特别适用煤气发生炉。
1.硬件设计
1.1 IO分站设计
参照《工程控制方案》，PID图（带工艺控制点的流程图）和工艺控制等资料的要求，整理I/O清单，形成I/O分站测点清单。一般根据煤气炉生产流程，根据实际生产和编程的需要一般分为以下几个现场控制站。
1）煤气炉现场站：4个机柜，1对主控，整个生产线分为一个控制站，4个机柜是1个主IO柜，2个扩展柜，1个隔离器柜。
2）公用系统现场站：分柜5个机柜，1对主控，控制的范围为公用辅助系统部分，5个机柜是1个主IO柜，2个扩展柜，2个隔离器柜。
1.2 信号回路设计
结合测点清单、供货清单，完成最终的工程设计，生成组态I/O清单。
由于现场存在各种高频，电磁等干扰信号，所以其中煤气炉及公用部分现场站AI，AO，RTD，TC测点需使用隔离器隔离；项目DI点需要使用继电器隔离，主要为了信号隔离和信号转换。
2.控制方案设计
2.1 一键停炉联锁
在按下一键停开始按钮或者气化风机故障停止、炉内压力（给煤侧、返料侧压力）高高报时触发以下动作（A-G同步进行）：
A.延迟5s（可调）或换三A出口煤气压力≥10kPa（可调）后：
1）关闭火炬点火燃气阀门（仅仅给出关命令，无需反馈）；
2）然后打开火炬放散阀，待火炬放散阀开反馈正常后（若反馈未到位，则继续执行打开火炬放散阀命令，并报警）；
3）开火炬放散阀的同时打开煤气紧急放散球阀，待紧急放散球阀开反馈正常后（若反馈未到位，则继续执行打开火炬放散阀命令，并报警）；
4）结束。
B.同时关闭煤气冷却器B出口的两个蝶阀，待该煤气冷却器B出口蝶阀关反馈信号正常后（若关反馈信号未到位，则继续执行关闭蒸汽阀门命令，并报警），即结束。
C.关闭汽包去高温预热器的蒸汽阀门，待该蒸汽阀门关反馈信号正常后（若关反馈信号未到位，则继续执行关闭蒸汽阀门命令，并报警），即结束。
D.打开汽包蒸汽放散去管网阀门，待蒸汽放散阀门开反馈信号正常后（若开反馈信号未到位，则继续执行打开蒸汽放散阀门命令，并报警），即结束。
E.打开火炬氮气置换阀，待氮气置换阀门开反馈信号正常后（若开反馈信号未到位，则继续执行氮气置换阀的打开命令，并报警），即结束。
F.打开气化剂管道氮气置换阀门，待氮气置换阀门开反馈信号正常后（若开反馈信号未到位，则继续执行氮气置换阀的打开命令，并报警），气化剂管压力≥10Kpa（可调）或者冲压时间≥10min（可调）时，关闭氮气置换阀门，待氮气置换阀关反馈信号正常后（若关反馈信号未到位，则继续执行氮气置换阀的关闭命令，并报警），结束。
G.停止气化风机，气化风机停止后，停止给煤机和出渣机，关闭气化风机出口阀门，待气化风机出口阀门关反馈信号正常后（若管反馈信号未到位，则反馈超时，报警，等待），结束。
注：触发一键停炉操作按钮时，需注意煤气加压机进口管道煤气压力，随时准备降低加压风机频率，或关闭一台加压风机，防止因压力过低导致风机跳停。
2.2煤气除尘器喷吹清灰流程
离线喷吹流程：按顺序控制，轮到某一布袋除尘器喷吹时，首先，关闭布袋筒的煤气进出口蝶阀（先关闭出口蝶阀），待进出口蝶阀的关反馈信号反馈正常后（若反馈超时，则等待），向喷吹控制仪下达喷吹开始命令，喷吹控制仪按照设定好的时间间隔顺序控制布袋喷吹完成后，喷吹控制仪反馈停止喷吹信号到DCS，停止反馈信号正常后，进入飞灰自由沉降时间，沉降t 1min 后，打开布袋筒煤气进出口蝶阀（先开进口蝶阀），待蝶阀的开反馈信号正常后（若反馈不到位，则报警，等待），间隔t 2min后，进行下一个布袋除尘器的脉冲喷吹工作。
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2.3同一管道蝶阀和盲板阀互锁
布袋除尘进出口蝶阀和进出口盲板阀互锁，联锁说明：只有在布袋除尘器进出口蝶阀处于关闭状态时，布袋除尘器进口的盲板阀才能开关动作。
3.设计控制方案应用
3.1项目实施投运过程注意要点
1）减速机箱内油的温度不能超过60℃。
2）起动减速箱前，必须先检查油位并及时注油。
3）搅拌耙必须连续供水。排水温度一般应控制在55℃以下。
4）计量锁气器发生卡住时，不得硬撬，应按如下方法进行处理，先倒转滚筒，如无效，可用顶丝将下煤滚向外顶少许，再倒转之。如仍无效，则应降低煤气生产量，控制炉出温度，打开上部手孔，掏出杂物；倘若仍然无效，则应转热备用，停炉清理。
4.结语
项目实施达到的技术指标：
1）煤气出口温度，一般控制在450℃—600℃；
2）混合气饱和温度在55℃—70℃；
3）一次风正常工作压力为100—200mmH2O，变频调频在30—45HZ以内；
4）煤气产量2760-3100 m3/h；
5）煤气发热值1220-1360 Kcal/m3；
6）煤气出口压力980-1950Pa。
论文作者:叶建锋,耿岩丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/2
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