多噴嘴水煤漿氣化爐用煤質量信息化管控平臺的建立及效果

丁志堅，張運寶

（兗礦國泰化工有限公司 ，山東 滕州 277527）

0 引 言

能源的擁有和利用是世界各國發展的主要動力，未來世界的競爭在某種程度上就是能源的競爭。煤炭是世界上儲量居第一的能源，如果以目前的儲產比計算，還可以開采122a；中國是石油資源貧乏國，煤炭資源雖然比較豐富，但如果按照現在的儲產比計算，國內的煤炭僅夠開采41a。“十二五”期間國家對萬元產值單位綜合能耗要求比 “十一五”更低。因此，如何科學、合理利用煤炭資源，達到節能降耗的目的，成為企業市場競爭力的保證。

多噴嘴水煤漿氣化爐是兗礦集團與華東理工大學共同研發的國家 “十五”規劃 “863”課題，在兗礦國泰化工有限公司建成了第一套工業化裝置。多噴嘴水煤漿氣化爐與德士古氣化爐比較，具有開車方便，操作靈活，負荷增減自如，自動化程度高，整個氣化系統運行穩定，工藝技術指標先進等優點。為了進一步優化多噴嘴水煤漿氣化爐運行，煤炭從入廠到水煤氣制備全過程進行質量監控，及時將影響氣化爐運行的煤炭質量檢測數據信息化處理后，按每天、每批次進行分類，上傳到煤炭質量監測與氣化爐生產預控信息平臺，實現優化配煤，促進氣化爐安全、穩定、環保生產。如此一來，創新了煤炭質量檢測及氣化爐工藝運行的管理，延伸了傳統意義的煤炭檢測扣水、扣灰的直接經濟利益，實現了節能降耗，達到了超前預防、過程控制、信息化管理的目的。

1 煤炭質量檢驗管理創新

傳統的煤炭質量檢驗僅僅停留在對進廠煤炭的質量把關——對進廠煤炭取樣檢驗后，判斷是否符合進廠煤炭質量指標，符合價格標準要求，不合格則按合同進行相應處罰；質量太差的供貨商取消供應資格。在對國泰公司進廠煤炭質量控制和氣化爐生產運行過程詳細了解后，發現煤炭質量及配比和煤漿制備質量控制與氣化爐穩定、環保、安全生產密切相關。國泰公司據此創新了傳統意義上的進廠質量把關，將煤炭質量檢驗控制分為四步處理——將入廠前的質量把關、入廠后的煤炭配比、煤漿質量控制和爐渣可燃物檢測進行了有機地結合，煤炭隨著在生產過程中位置的變化，以質量檢測數據作為氣化爐生產負荷調整和穩定操作的依據。通過嚴格的四層次的質量信息化控制，大大促進了氣化爐系統的及時調整，不讓浪費每一噸水煤漿；同時，控制產出的水煤氣滿足生產和發電的需要。小小的質檢數據，發揮了指導生產的關鍵作用。

2 煤炭質量檢測數據信息化平臺的建立

國泰公司在煤炭檢測工作中的四步走，實現了煤炭質量在生產全過程的實時控制。如何將這些對生產起著關鍵指導作用的數據進行信息化傳遞呢？通過對數據流程與工藝流程進行詳細的研究，重新開發煤炭質量檢驗數據信息化管理平臺，其費用和工作量均會大大增加，增大了生產運行成本。經過認真分析公司現有的信息化資源，發現將煤炭質量檢測數據并入氣化爐生產控制信息化管理系統，會更簡潔、更方便，不僅可提高信息資源的利用效率，還可降低信息化管理費用。煤炭質量檢測數據以分批分期及在生產環節（位置）中進行分類網上傳遞，數據發生波動或超出指標時，系統會自動進行比對，超標值會自動生成超標信息，以手機短信的形式發送到相關責任人及氣化爐控制室；據指標變化，相關部門負責人會下達相應的操作指令，工藝人員據指令調整氣化爐運行參數，使氣化爐節能、環保、穩定運行。

信息化管控煤炭質量平臺示意如圖1。

圖1 信息化管控煤炭質量平臺示意

2.1 煤炭質量檢測流程的優化與標準化的實施

檢測真實地反映煤炭質量，是指導生產及運行控制的關鍵。國泰公司煤炭質量檢測流程按照國家標準執行，并對國標中沒有詳細規定的問題進行了詳細梳理，且進行了標準化管理，從采樣、制樣、檢驗、數據傳遞均有詳細的定量標準，可操作性大大加強；優化采樣流程中的采制標準，提高了采樣的代表性，加快了檢測效率。煤炭質量檢驗改變了僅對進廠煤炭檢驗的常規要求，采取了進廠前的質量檢驗、進廠后的配煤質量檢驗、制備后煤漿的質量檢驗及燃燒后灰渣的可燃物測定四個質量檢測過程；轉變為為整個生產運行提供關鍵數據，指導生產，達到節能降耗、環保生產、穩定運行的目的。

2.2 煤炭質量數據信息化管理的實施

煤炭質量檢測人員對各工藝流程（環節）的煤炭按標準進行檢測，檢測數據及時上傳到煤炭質量數據控制系統，再通過轉換平臺傳輸到氣化爐控制系統，通過與氣化控制系統中煤炭質量標準的比較，判斷超標信息，若超標則自動以手機短信的形式發送到各有關責任人；責任人在接到短信后，下達工藝操作指令；工藝操作人員在接到指令后，調整氣化爐運行參數，保證運行負荷滿足各工段需要。

2.3 煤炭質量控制指標 （表1）

表1 氣化爐煤質參數信息控制統計表

2.4 信息化操控規則

煤炭質量檢測數據傳遞，指導、優化原料車間煤炭配比，控制生產用煤質量；氣化車間根據配煤質量數據，調控煤漿濃度、爐溫和氧量等參數，使煤充分氣化，爐渣可燃物含量降低和廢水排放量減少。煤炭配比后性價比最優，實現節能降耗，環保、穩定運行；氣化爐產出水煤氣恰好滿足甲醇和醋酸工段需要，避免了水煤氣富產造成的浪費。

3 效 果

信息化管控煤炭質量平臺建立后，氣化工藝參數大大優化，延長了氣化爐的運行周期，降低了消耗。優化前后相關工藝參數見表2。

2011年5月信息化管控多噴嘴水煤漿氣化爐用煤質量以來，公司3臺多噴嘴水煤漿氣化爐運行穩定，水煤氣耗標煤降低0.5%，煤漿濃度提高3%，噸煤漿耗水降低1.5%；每年節約標煤5300t，節約水1200m3，可為企業帶來間接效益1000萬元，并且保證了生產系統的穩產高產，大大提高了企業的市場競爭力。

表2 優化前后工藝參數對照表