多喷嘴水煤浆气化炉用煤质量信息化管控平台的建立及效果

2013-10-20丁志坚张运宝

化工设计通讯 2013年4期

丁志坚，张运宝

（兖矿国泰化工有限公司，山东滕州 277527）

0 引言

能源的拥有和利用是世界各国发展的主要动力，未来世界的竞争在某种程度上就是能源的竞争。煤炭是世界上储量居第一的能源，如果以目前的储产比计算，还可以开采122a；中国是石油资源贫乏国，煤炭资源虽然比较丰富，但如果按照现在的储产比计算，国内的煤炭仅够开采41a。“十二五”期间国家对万元产值单位综合能耗要求比 “十一五”更低。因此，如何科学、合理利用煤炭资源，达到节能降耗的目的，成为企业市场竞争力的保证。

多喷嘴水煤浆气化炉是兖矿集团与华东理工大学共同研发的国家 “十五”规划 “863”课题，在兖矿国泰化工有限公司建成了第一套工业化装置。多喷嘴水煤浆气化炉与德士古气化炉比较，具有开车方便，操作灵活，负荷增减自如，自动化程度高，整个气化系统运行稳定，工艺技术指标先进等优点。为了进一步优化多喷嘴水煤浆气化炉运行，煤炭从入厂到水煤气制备全过程进行质量监控，及时将影响气化炉运行的煤炭质量检测数据信息化处理后，按每天、每批次进行分类，上传到煤炭质量监测与气化炉生产预控信息平台，实现优化配煤，促进气化炉安全、稳定、环保生产。如此一来，创新了煤炭质量检测及气化炉工艺运行的管理，延伸了传统意义的煤炭检测扣水、扣灰的直接经济利益，实现了节能降耗，达到了超前预防、过程控制、信息化管理的目的。

1 煤炭质量检验管理创新

传统的煤炭质量检验仅仅停留在对进厂煤炭的质量把关——对进厂煤炭取样检验后，判断是否符合进厂煤炭质量指标，符合价格标准要求，不合格则按合同进行相应处罚；质量太差的供货商取消供应资格。在对国泰公司进厂煤炭质量控制和气化炉生产运行过程详细了解后，发现煤炭质量及配比和煤浆制备质量控制与气化炉稳定、环保、安全生产密切相关。国泰公司据此创新了传统意义上的进厂质量把关，将煤炭质量检验控制分为四步处理——将入厂前的质量把关、入厂后的煤炭配比、煤浆质量控制和炉渣可燃物检测进行了有机地结合，煤炭随着在生产过程中位置的变化，以质量检测数据作为气化炉生产负荷调整和稳定操作的依据。通过严格的四层次的质量信息化控制，大大促进了气化炉系统的及时调整，不让浪费每一吨水煤浆；同时，控制产出的水煤气满足生产和发电的需要。小小的质检数据，发挥了指导生产的关键作用。

2 煤炭质量检测数据信息化平台的建立

国泰公司在煤炭检测工作中的四步走，实现了煤炭质量在生产全过程的实时控制。如何将这些对生产起着关键指导作用的数据进行信息化传递呢？通过对数据流程与工艺流程进行详细的研究，重新开发煤炭质量检验数据信息化管理平台，其费用和工作量均会大大增加，增大了生产运行成本。经过认真分析公司现有的信息化资源，发现将煤炭质量检测数据并入气化炉生产控制信息化管理系统，会更简洁、更方便，不仅可提高信息资源的利用效率，还可降低信息化管理费用。煤炭质量检测数据以分批分期及在生产环节（位置）中进行分类网上传递，数据发生波动或超出指标时，系统会自动进行比对，超标值会自动生成超标信息，以手机短信的形式发送到相关责任人及气化炉控制室；据指标变化，相关部门负责人会下达相应的操作指令，工艺人员据指令调整气化炉运行参数，使气化炉节能、环保、稳定运行。

信息化管控煤炭质量平台示意如图1。

图1 信息化管控煤炭质量平台示意

2.1 煤炭质量检测流程的优化与标准化的实施

检测真实地反映煤炭质量，是指导生产及运行控制的关键。国泰公司煤炭质量检测流程按照国家标准执行，并对国标中没有详细规定的问题进行了详细梳理，且进行了标准化管理，从采样、制样、检验、数据传递均有详细的定量标准，可操作性大大加强；优化采样流程中的采制标准，提高了采样的代表性，加快了检测效率。煤炭质量检验改变了仅对进厂煤炭检验的常规要求，采取了进厂前的质量检验、进厂后的配煤质量检验、制备后煤浆的质量检验及燃烧后灰渣的可燃物测定四个质量检测过程；转变为为整个生产运行提供关键数据，指导生产，达到节能降耗、环保生产、稳定运行的目的。

2.2 煤炭质量数据信息化管理的实施

煤炭质量检测人员对各工艺流程（环节）的煤炭按标准进行检测，检测数据及时上传到煤炭质量数据控制系统，再通过转换平台传输到气化炉控制系统，通过与气化控制系统中煤炭质量标准的比较，判断超标信息，若超标则自动以手机短信的形式发送到各有关责任人；责任人在接到短信后，下达工艺操作指令；工艺操作人员在接到指令后，调整气化炉运行参数，保证运行负荷满足各工段需要。

2.3 煤炭质量控制指标（表1）

表1 气化炉煤质参数信息控制统计表

2.4 信息化操控规则

煤炭质量检测数据传递，指导、优化原料车间煤炭配比，控制生产用煤质量；气化车间根据配煤质量数据，调控煤浆浓度、炉温和氧量等参数，使煤充分气化，炉渣可燃物含量降低和废水排放量减少。煤炭配比后性价比最优，实现节能降耗，环保、稳定运行；气化炉产出水煤气恰好满足甲醇和醋酸工段需要，避免了水煤气富产造成的浪费。