HT-L粉煤加壓氣化裝置渣水崗位流量控制系統的改進

王 亮，段國光

（安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400）

HT-L粉煤加壓氣化裝置渣水崗位流量控制系統的改進

王 亮，段國光

（安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400）

介紹了HT－L粉煤加壓氣化項目電氣控制方面的改進措施，實現了渣水系統部分設備的遠程監控與操作，通過理論與實踐相結合，達到了降低生產成本和消耗的目的。

粉煤；加壓氣化；流量控制

作為國內煤化工行業中擁有第一套自主知識產權的HT－L粉煤加壓氣化項目，安徽晉煤中能化工的這套裝置通過幾年來的運行實踐，已經達到了相對成熟。尤其是在電氣控制方面，為了保障該裝置長周期穩定運行，我們也在不斷的摸索和創新，以進一步提高其自動化程度。

1 立項背景

在HT－L粉煤加壓項目的渣水系統中，渣池泵是用來輸送渣水，通過調節閥調節流量，由于管道內介質濃度較高，且有細渣，一旦停止流動就會造成管道堵塞，液位升高，導致工藝波動，影響生產。因此我們需要該泵保持相對恒定的流量來維持連續運行，該裝置系統設計中是用電磁閥來進行調節，而渣池泵始終滿負荷運行，實際生產中，我們發現渣池泵介質的平衡流量只是滿負荷的一半左右，由于該泵滿負荷運行，這就導致壓力相對較高，管道內的介質沖擊磨損閥門，致其損壞，維修頻繁，另外，由于此套裝置大部分時間都不能滿負荷運行，就存在著大牛拉小車的情況。為此，我們決定使用一種新型的控制模式，通過DCS遠程自動化控制變頻調速來滿足工藝流量。

2 技術指導

根據理論指導，量程和轉速成正比，揚程和轉速的二次方成正比，而軸功率和轉速的三次方成正比，調節電動機的轉速不僅可以調節管道內介質的流量，同時也可以達到節約電能的目的。

由此，我們可以得出，利用電動機拖動離心水泵，而使用變頻調節技術來控制電動機的轉速，同時也控制了離心泵的轉速。這樣一來，我們根據需要通過控制頻率就能控制離心泵的揚程和流量，不僅可以節省電動調節閥的投資，同時能更好的實現節能減排的需要。

使用變頻調節技術，同時攻克變頻器與DCS系統的兼容。使用DCS遠程自動化控制，通過變頻器4～20 mA兩路輸入輸出，可以隨時監控電動機的運行電流和運行狀態，并且對管道內的流量和壓力也進行數據分析，把電動機的運行監控和對生產工藝的監控結合為一體，保障生產的穩定運行。

3 具體改進

由于此調節閥主要是用來調節流量，我們可以從電動機控制方面改革創新，使用變頻調節技術來調節電動機轉速，從而調節泵的流量，以達到生產要求。原始的電動機控制是使用按鈕啟動交流接觸器，使用熱繼電器做保護。運用變頻調節技術之后，通過變頻器的智能保護，我們可以實現對電動機的短路、過載、不平衡、堵轉和缺相等故障的全面保護，確保電動機安全運行。

由于變頻器有兩路4～20 m A輸入輸出，這樣一來，就完全可以實現變頻器的遠程控制，利用我公司HT－L項目目前所用的DCS系統進行操作，不僅可以調節變頻器的頻率，同時也能通過PC機進行監控，查看流量，根據所需調節頻率，也能監控電動機的轉速和電流，可以達到遠程巡檢的效果，節省了人力資源。如圖1所示：

圖1

如上圖：接線端子4和6、18和19為兩路4～20mA信號，可以調節控制頻率，也能給后臺一個電流信號，可以監控電流變化情況，如出現過載等情況都能隨時監控到，6和8是變頻器遠程啟停的脈沖信號，22和25可監控的變頻器運行情況。

4 技術創新點

該次改造運用電力拖動技術和流體力學原理，實現了渣水系統部分設備的遠程監控與操作，通過理論與實踐相結合，達到了降低生產成本和消耗的目的：

1）我們根據電能轉化為機械能的原理來對電動機進行智能化控制，根據離心泵的原理，揚程和轉速的關系進行等單位換算，可以得出控制電動機轉速實際可控制離心泵的流量，從而根據變頻器的變頻特點來達到控制管道內流量的目的。

2）變頻器的智能化控制，目前我們依靠DCS來實現此變頻器的遠程操作，也可以依據管道內的流量，通過流量傳感器實現自動調節變頻器頻率達到自動化控制的目的。

3）本裝置中，變頻調節技術和遠程自動化控制的實施應用，有力地推動了我公司電氣設備控制方式向自動化和智能化發展的進程，為企業的安全生產做出了貢獻，同時，該裝置的節能因素也為公司節能降耗也作出了突出貢獻，它是現代工業控制中比較先進的控制方案，應用前景非常廣泛。

4）通過小功率電動機的試驗，可以將該技術運用到大功率電動機，如大型水泵和風機電動機，節能效果更加明顯。2013年，我們將污水處理185KW－4S曝氣風機使用變頻器控制風量，平均運行轉速800轉，目前已經連續運行8924h，運行較為穩定。

5 降低成本

我們通過小功率電動機進行計算，HT－L渣水系統渣池泵電動機加變頻器之后，平均使用功率為20 k W，之前電動機使用功率大約為40 k W，使用前年均電費：40×24×365×0.45＝157 680元，更換變頻器后平均電費：20×24×365×0.45＝78840元，變頻自身損耗達不到1%，忽略后計算可節省電費：157680－78840＝78 840元，一臺調節閥的價格是55000元，平均8個月更換一臺，目前四臺調節閥，兩臺常用，即一年可以更換3臺，調節閥的價格為3×55000＝165000元，1a可以節省大約165000＋78840＝243840元，另外沉降槽底流泵和濾液池泵分別是55 kW和30 kW，根據日常工藝要求計算電動機功率情況，平均一年可節省資金731 520元，而一臺變頻器的價格只有28000元，并且是長周期使用，不易損壞的設備。

通過試驗后，我們會繼續將該技術運用到大功率設備中，節電效果會更加明顯，對設備維護也會更加方便。

［1］姜從斌，劉曉軍，葛超偉.HT－L航天粉煤加壓氣化裝置運行情況［J］.化工設計通訊，2014，40（4）.

Improvement of HT－L coal gasification device post slag water flow control system

Wang Liang,Duan Guo-guang
（Anhui Shanxi coal chemical Limited by Share Ltd，Linquan Anhui 236400 China）

This paper introduces the ht－l pulverized coal gasification project electrical control improvement measures，to realize the remote monitoring and operation of slag water system part of the equipment，through the combination of theory and practice，reach the purpose of reducing the cost of production and consumption.

pulverized coal；pressurized gasification；flow control

TQ546

B

1003-6490（2015）04-0023-02

2015－07－20

段國光（1972－），男，漢族，安徽阜陽人，大學本科，助理工程師，主要從事自動化儀表設備管理工作。