一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
經(jīng)過(guò)重組整合而成立的神華烏海能源有限責(zé)任公司是一個(gè)集焦煤生產(chǎn)、洗選、焦化、煤化工及矸石發(fā)電為一體的多元化新型能源企業(yè)，也是目前內(nèi)蒙古最大的焦煤生產(chǎn)基地。
目前烏海能源公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為：精煤、混煤、焦炭、甲醇等；主要業(yè)務(wù)板塊有：煤炭板塊、洗選板塊、焦化板塊、電力板塊、煤化工及其他項(xiàng)目。
西來(lái)峰2×96萬(wàn)噸焦化項(xiàng)目，從備煤輸送到焦?fàn)t以及地面除塵這是一個(gè)整體部分，為了充分實(shí)現(xiàn)其功能，減少操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大，加強(qiáng)企業(yè)的自動(dòng)化普及率，提高公司的效率，因此選購(gòu)了由浙江正泰中自控制工程有限公司系統(tǒng)。
二、 工藝簡(jiǎn)介
焦?fàn)t主要分為備煤，煉焦、熄焦、以及地面除塵站。
備煤工藝流程簡(jiǎn)述：煉焦用精煤由汽車運(yùn)入場(chǎng)內(nèi)，人工卸料。上煤采用不同煤種輪番上煤；上煤時(shí)，推土機(jī)或裝載機(jī)將原料煤推入相應(yīng)的受煤坑內(nèi),受煤坑下的往復(fù)式給料機(jī)將煤給入備1帶式輸送機(jī)， 經(jīng)備2、3帶式輸送機(jī)送到配煤倉(cāng)將煤卸入各自的配煤倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)存。
配煤倉(cāng)下的電子自動(dòng)配料秤將各種煤按相應(yīng)的配合比例進(jìn)行配合，經(jīng)除鐵器除鐵后煤進(jìn)入粉碎廠房?jī)?nèi)的可逆反擊錘式破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，煤被細(xì)碎至<3mm占90%以上，其中<1mm占50%以上，然后經(jīng)備4、備5和備6帶式輸送機(jī)及可逆配倉(cāng)帶式輸送機(jī)送入煤塔內(nèi)供焦?fàn)t煉焦使用。
備煤車間來(lái)的洗精煤，由輸煤棧橋運(yùn)入煤塔，裝煤車行至煤塔下方, 由搖動(dòng)給料機(jī)均勻逐層給料, 用21錘微移動(dòng)搗固機(jī)分層搗實(shí), 然后將搗好的煤餅從機(jī)側(cè)裝入炭化室。煤餅在950～1050℃的溫度下高溫干餾, 經(jīng)過(guò)～24小時(shí)后, 成熟的焦炭被推焦車經(jīng)攔焦車導(dǎo)焦柵推出落入熄焦車內(nèi)，焦炭送至熄焦塔用水噴灑熄焦，熄焦后的焦炭由熄焦車送至涼焦臺(tái)，經(jīng)補(bǔ)充熄焦、涼焦后，由刮板放焦機(jī)放至皮帶送篩焦樓。
內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)熄焦泵，一開(kāi)一備。快速啟閉電磁閥的開(kāi)啟由紅外遙控探頭自動(dòng)控制，當(dāng)裝有紅焦的熄焦車運(yùn)行至熄焦塔下時(shí)，開(kāi)始噴灑熄焦，整個(gè)噴灑過(guò)程由時(shí)間繼電器控制在90～120秒，保證紅焦熄滅。
濕法熄焦工藝包括熄焦泵房、熄焦塔、熄焦水噴灑管、除塵用捕集裝置、粉焦沉淀池、清水池、粉焦脫水臺(tái)和電動(dòng)單軌抓斗起重機(jī)、焦臺(tái)、刮板放焦機(jī)等。
裝煤除塵：煙氣由煙塵收集車收集并燃燒后，再匯入除塵干管，然后通過(guò)除塵地面站除塵管道進(jìn)入滅火冷卻器降溫后，再經(jīng)阻火型脈沖除塵器凈化，煙塵由除塵風(fēng)機(jī)抽引，最后達(dá)標(biāo)氣體通過(guò)煙囪排入大氣。
與裝煤車信號(hào)聯(lián)鎖，當(dāng)裝煤車給出裝煤信號(hào)時(shí)，冷風(fēng)閥關(guān)閉，除塵風(fēng)機(jī)在液力偶合器的作用下高速運(yùn)轉(zhuǎn)。裝煤停止后，在液力偶合器的作用下風(fēng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)冷風(fēng)閥打開(kāi)，冷風(fēng)將滅火冷卻器蓄存的熱量帶走，待再次接到裝煤信號(hào)后，關(guān)閉冷風(fēng)閥，風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，如此循環(huán)，含塵氣流經(jīng)除塵器凈化后由煙囪排入大氣。
三、 控制系統(tǒng)的構(gòu)成
由于到整個(gè)系統(tǒng)比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)層次較多，所以考慮到讓現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的正泰中自來(lái)完成該項(xiàng)目。
以“客戶滿意度100%”為原則，我們決定該系統(tǒng)采用中自TDCS9200+ET200為整體構(gòu)架配置，上位軟件采用正泰中自SunyTech8.0。從而既能充分體現(xiàn)了中自軟件的強(qiáng)大的功能又能保證系統(tǒng)的牢靠的穩(wěn)定性。
利用TDCS9200管理網(wǎng)絡(luò)總調(diào)度室可以理解整個(gè)工段的實(shí)際情況，從而做出最優(yōu)的調(diào)配。
| 站點(diǎn) | DI | DO | 4-20mA | 4-20mADC | Pt100 | 熱電偶 | AO：4-20mA |
| 1，2號(hào)焦?fàn)t | 0 | 0 | 6 | 39 | 16 | 4 | 10 |
| 3，4號(hào)焦?fàn)t | 0 | 0 | 6 | 39 | 16 | 4 | 10 |
| 1，2號(hào)焦?fàn)t除塵 | 190 | 221 | 15 | 10 | 1 | ||
| 3，4號(hào)焦?fàn)t除塵 | 190 | 221 | 15 | 10 | 1 | ||
| 備煤主站 | 197 | 87 | 40 | ||||
| 1#遠(yuǎn)程站 | 112 | 50 | 8 | ||||
| 2#遠(yuǎn)程站 | 10 | 44 | 8 | ||||
| 3#遠(yuǎn)程站 | 210 | 105 | 8 | ||||
| 篩焦主站 | 170 | 46 | 10 | ||||
| 1#遠(yuǎn)程站 | 170 | 44 | 8 | ||||
| 2#遠(yuǎn)程站 | 59 | 20 | 33 | ||||
| 1#10KV配電所 | 66 | 16 | 3 |
關(guān)于各工段我們分為備煤、焦?fàn)t、地面除塵三大部分。
備煤工段，由于西來(lái)峰地勢(shì)原因，整條生產(chǎn)線跨度比較大，從而導(dǎo)致主站CPU下需進(jìn)行多個(gè)從站的配置，并且有些站點(diǎn)分布還比較遠(yuǎn)，不能直接使用總線通訊電纜。這就對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。因此我們決定使用冗余CPU，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冗余配置，對(duì)距離比較遠(yuǎn)的從站采用ET200，同時(shí)使用OLM進(jìn)行通訊，該模塊將DP轉(zhuǎn)換為光纖進(jìn)行通訊。這樣就保證了各站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)暢通。
備煤工程師站和操作站，我們對(duì)每臺(tái)工控機(jī)都配備了2塊CP5611來(lái)進(jìn)行OPC通訊。這樣就更好的網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力，更好的為客戶服務(wù)。
焦?fàn)t工段，由于其重要行，我們決定使用中自的TDCS9200 DCS系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有：硬件冗余（包括電源冗余、主控模版冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余等保證生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全性），系統(tǒng)開(kāi)放（便于第三方設(shè)備接入）、構(gòu)成靈活（模塊化裝配方便）、界面友好（中文界面、易于操作）、功能強(qiáng)大、維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
地面除塵部分，考慮其重要性，決定使用S7300系統(tǒng)。
這樣整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)中自的SunyTech 8.0來(lái)聯(lián)結(jié)，充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)的強(qiáng)大優(yōu)越性。
四、 工藝要求的實(shí)現(xiàn)及完成
備煤：要求對(duì)個(gè)皮帶的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和想對(duì)應(yīng)的控制，防止皮帶的跑偏、撕裂、打滑以及皮帶異常停止等等，相關(guān)的信號(hào)經(jīng)過(guò)PLC處理后從而進(jìn)行各正確的操作。這里包括與堆取料機(jī)的聯(lián)鎖信號(hào)。皮帶控制中涉及到皮帶的自動(dòng)啟動(dòng)控制、自動(dòng)停止控制以及意外情況各皮帶停止。皮帶啟動(dòng)是自下往上順序啟動(dòng)，皮帶停止是自上往下停止，意外情況皮帶停止時(shí)該皮帶往上立即停止。這就要求各皮帶的狀態(tài)信號(hào)必須真實(shí)的反應(yīng)到PLC，只有這樣才能保證皮帶的穩(wěn)定運(yùn)行。
焦?fàn)t：分為3大塊，分為煉焦、熄焦和地面除塵，其中煉焦和熄焦使用TDCS9200 DCS系統(tǒng)，地面除塵系統(tǒng)為西門子S7300PLC系統(tǒng)。
（1）煉焦工藝
干餾過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)炭化室頂部、上升管、橋管匯入集氣管。在橋管和集氣管處用壓力為～0.3MPa，溫度為～78℃的循環(huán)氨水噴灑冷卻，使～700℃的荒煤氣冷卻至84℃左右，再經(jīng)吸氣彎管和吸氣管抽吸至冷鼓工段。在集氣管內(nèi)冷凝下來(lái)的焦油和氨水經(jīng)焦油盒、吸氣主管一起至冷鼓工段。焦?fàn)t加熱用回爐煤氣由外管送至焦?fàn)t，經(jīng)煤氣總管、煤氣預(yù)熱器、主管、煤氣支管進(jìn)入各燃燒室，在燃燒室內(nèi)與經(jīng)過(guò)蓄熱室預(yù)熱的空氣混合燃燒，混合后的煤氣、空氣在燃燒室由于部分廢氣循環(huán), 使火焰加長(zhǎng), 使高向加熱更加均勻合理,燃燒煙氣溫度可達(dá)～1200℃, 燃燒后的廢氣經(jīng)跨越孔、立火道、斜道，在蓄熱室與格子磚換熱后經(jīng)分煙道、總煙道，最后從煙囪排出。
上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由液壓交換機(jī)帶動(dòng)，液壓交換傳動(dòng)裝置定時(shí)進(jìn)行換向。裝煤過(guò)程中產(chǎn)生的含塵煙氣經(jīng)煙塵收集車燃燒后進(jìn)入由接口翻板閥組成的除塵干管，并經(jīng)由連接管道進(jìn)入地面除塵站進(jìn)行凈化處理。除塵器收集的粉塵由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)運(yùn)至貯灰倉(cāng)，為防止粉塵二次飛揚(yáng)，污染環(huán)境，對(duì)輸灰系統(tǒng)進(jìn)行封閉，并在各產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)集氣罩，接入地面站除塵系統(tǒng)，貯灰倉(cāng)中的粉塵先經(jīng)加濕處理后汽車外運(yùn)。
（2）熄焦工藝
濕法熄焦工藝包括熄焦泵房、熄焦塔、熄焦水噴灑管、除塵用捕集裝置、粉焦沉淀池、清水池、粉焦脫水臺(tái)和電動(dòng)單軌抓斗起重機(jī)、焦臺(tái)、刮板放焦機(jī)等。
為了保證熄焦塔捕集焦塵的效率，在泵房設(shè)有清水沖洗泵，定期對(duì)捕集裝置進(jìn)行沖洗。
熄焦塔高36米，熄焦塔下部設(shè)有熄焦水噴灑管，頂部設(shè)有一層折流式木結(jié)構(gòu)的捕集裝置，可捕集熄焦時(shí)產(chǎn)生的焦粉和水滴，增加其除塵效率，有效的改善了周圍環(huán)境。粉焦沉淀池的長(zhǎng)度、寬度和深度使含焦粉的循環(huán)水有充分的沉淀時(shí)間和沉淀速度。可保證熄焦水循環(huán)使用。為了定時(shí)清理粉焦沉淀池內(nèi)的粉焦，設(shè)計(jì)選用了容積為0.75m3的電動(dòng)抓斗，定時(shí)將沉淀池底的粉焦抓到粉焦脫水臺(tái)上，經(jīng)脫水后外運(yùn)。
3）地面除塵工藝
在風(fēng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，由預(yù)噴涂裝置將收集來(lái)的焦粉噴入裝煤除塵器的布袋上，以防止布袋糊死。出焦除塵：出焦過(guò)程中，攔焦車上的焦塵罩與除塵干管連通。焦側(cè)爐門框頂部逸散的煙塵、推焦過(guò)程中焦餅向熄焦車塌落時(shí)以及熄焦車內(nèi)紅焦與周圍環(huán)境中空氣燃燒后產(chǎn)生的大量煙塵、導(dǎo)焦柵頂部逸出的煙塵，在熱浮力和除塵風(fēng)機(jī)的作用下，經(jīng)混風(fēng)進(jìn)入集塵罩，然后進(jìn)入固定干管，再由除塵風(fēng)管引入地面站。煙氣先經(jīng)過(guò)滅火式冷卻器，除去大顆粒或著火的焦粉，煙氣降至120℃以下，然后進(jìn)入阻火型低壓脈沖式布袋除塵器，除塵后煙氣排放濃度<50mg/m3。凈化后的氣體經(jīng)除塵風(fēng)機(jī)、消音器、煙囪排入大氣。為裝煤和出焦除塵器配套有輸灰系統(tǒng)，輸灰系統(tǒng)為機(jī)械輸灰，布袋除塵器及滅火冷卻器收集的粉塵經(jīng)雙層卸灰閥、刮板輸送機(jī)、貯灰倉(cāng)、加濕攪拌機(jī)，并由汽車外運(yùn)。除塵地面站系統(tǒng)與攔焦車信號(hào)聯(lián)鎖，當(dāng)攔焦車給出推焦信號(hào)時(shí), 關(guān)閉非常閥，除塵風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)行除塵工作。推焦停止后, 除塵風(fēng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到節(jié)能目的。開(kāi)啟氣動(dòng)非常閥，滅火式冷卻器降溫，為下一循環(huán)作準(zhǔn)備。
五、 項(xiàng)目運(yùn)行
該項(xiàng)目已在烏海神華西來(lái)峰正式投入運(yùn)行，現(xiàn)運(yùn)行正常。對(duì)整個(gè)工段的穩(wěn)定控制，提高了該廠的經(jīng)濟(jì)效益，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大的中自品牌的影響力。崗位工人的工作量明顯減輕；同時(shí)避免了由于人為疏忽導(dǎo)致生產(chǎn)事故，影響正常工作生產(chǎn)的情況。
六、 應(yīng)用體會(huì)
本裝置采用浙江正泰中自控制工程有限公司研發(fā)的TDCS9200集散控制系統(tǒng)及SunyTech 8.0軟件，此軟件本身強(qiáng)大包容力在這次系統(tǒng)上得到了充分運(yùn)用。整個(gè)系統(tǒng)反饋信息完全正常。
七、 參考文獻(xiàn)
[1] SunyTech工業(yè)控制應(yīng)用軟件平臺(tái)控制組態(tài)手冊(cè)V2.0-8ZTZ.819.050.2
[2] SunyTech工業(yè)控制應(yīng)用軟件平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控手冊(cè)V2.0-8ZTZ.819.049-2.
[3] TDCS9200集散控制系統(tǒng)工程維護(hù)手冊(cè)V2.0-8ZTZ.819.048-2
