瓦斯发电中PLC技术应用研究

程宏

（西山煤电发电公司屯兰瓦斯电厂，山西 太原 030200）

所谓瓦斯，指的就是在开采煤矿的时候产生的煤层气。以前，科技不够发达，人们对瓦斯气体没有过多钻研，任由其直接排放至空气，这样一方面造成了资源浪费，另一方面，对自然环境也产生了危害。通过大量科学研究，在先进科技手段的辅助下，研制出了瓦斯发电技术，在此基础上，又引进PCL技术，为自然环境和国家资源做出了不可忽略的贡献。

1 预处理体系

同火力发电和核电站发电机理一样，瓦斯发电也是将瓦斯气体作为原材料，通过气体液化放出热量，放出的热量能够推动发动机运转，最终实现瓦斯发电。在进行瓦斯发电之前，会先对装置进行预处理，预处理的目的是为了净化发电设备、保持发电设备干燥、调制设备气压为所需气压并保持气压稳定等。瓦斯气体是直接从煤矿中获取的，其中包含大量的水分和杂质，在预处理的作用下，就会获得纯净稳定的瓦斯气体，将该瓦斯气体通入发电设备，最终实现瓦斯发电。PCL技术的引进，也使得瓦斯发电变得愈加自动化和科技化。

2 电气控制体系构成

2．1 通讯网络体系

在瓦斯发电过程中，引进PCL技术的前提就是创建完善的网络通讯体系，PCL技术是在高端科技下指导进行的。瓦斯气体的开采地是煤矿聚集地，瓦斯发电的地方是专门的发电基地，煤矿聚集地和发电基地并不是同一个地方，为了使两地保持实时通讯，获取关于瓦斯发电的最新最快消息，就需要构建通讯网络。通讯网络是瓦斯发电机能高效运行的基础，所以必须健全通讯网络，保障第一时间获取最全面最准确的信息。

2．2 中央计算机监控体系

要想瓦斯发电体系能够正常运行，关键在于完善中央计算机监控体系。不论是前期煤矿开采瓦斯气体，还是后期利用瓦斯气体进行发电，都需要通过中央计算机监控体系进行监管调整，中央计算机要能做到及时高效地分析所获取的信息，并给予准确指导。根据相关规定，将监控体系分为三级：第一级是计算机远程控制；第二级是现场PCL控制器自动控制；第三极是现场控制屏由人工手动控制，三级监控体系各有利弊。对于第一级监控体系来说，虽然工作控制效率高，但难以解决现场发生的一些突发事件；第二级监控体系工作效率略慢，但可以解决现场突发状况；第三级监控体系工作效率最次，但可操作性强。通常，在瓦斯发电现场使用的PCL控制器的监控体系是第二级控制体系，在中央控制室的中央计算机监控体系是第一级控制体系。

在实际的中央计算机监控体系，会设置两种监控体系。一种是用于正常瓦斯发电监控，另一种是用于面对突发状况下使用，两种监控体系所录用的数据是完全一致的，不会因转换监控体系出现信息输出错误现象，正是由于两种监控体系的存在，才能够保障瓦斯发电的稳定高效运转。

2．3 PLC 控制体系

在新时代科技快速发展的大背景下，PCL技术也越发成熟，人们对PCL技术的掌握也是如鱼得水。PCL控制体系之所以能够担当起瓦斯发电的核心部分，主要是因为其具备高速收集数据、精准传送设备状态信息，并能够远距离操作各种设备运行等作用。现如今，PCL控制器更加多样化，针对不同的瓦斯发电系统可以选取合适的PCL控制器，假设在瓦斯发电机的温度探头或阀门上安装PCL控制器，设置PCL控制器的低温高温警示值，当瓦斯放出的热量高于设置的高温值，PCL控制器就会自动降低阀门的敞开度，以此减缓瓦斯的给予量，最后降低整个瓦斯发电系统的温度；相反，当瓦斯放出的热量低于设置的低温值，PCL控制器就会自动升高阀门的敞开度，以此加大瓦斯的给予量，最后提高整个瓦斯发电系统的温度。具体的PCL控制体系如图1所示：

图1 PLC控制系统

3 注意事项

3．1 控制体系性能

在瓦斯发电过程中，核心的部分在于专用计算机监控体系，为了保障做到高效稳定记录实时数据，也为了及时应对任何突发状况，我们创建了两种控制体系，一种是用于正常的瓦斯发电监控，另一种是用于面对突发状况下使用，且两种控制体系的转换时间在一分钟之内，之所以设置转换时间小于一分钟，就是确保数据信息的完整性和实时性，也不会造成长时间的系统瘫痪现象。因此，就需要控制体系的性能高、转换权限高，也就要求我们设置的通讯网络安全性好，保密工作要做到万无一失，决不允许外部网络侵入控制体系网络内部。

3．2 加压风机的控制

通常情况下，在瓦斯发电过程中，出现发电机故障的概率很低，但也不能排除不会出现发电机故障的可能性，为了避免发电机故障现象，需要对加压风机做好调整维护工作。一旦出现发电机故障，发电系统就会瘫痪，但瓦斯气体不会停止通入，瓦斯气体大量进入空气，会造成环境污染，引发不可弥补的惨重后果。对加压风机做好控制，就是用电动循环阀代替循环电磁阀，电动循环阀可以高效阻止瓦斯气体的输送，将输送管道内部的瓦斯气体牢牢关住，避免瓦斯气体输入大气。在电动循环阀控制瓦斯气体排放的过程中，就可以抓紧切断瓦斯气体给予开关。

3．3 实施整个瓦斯发电体系的实时监控

瓦斯发电虽然在解决资源问题和环境问题方面做出了突出贡献，但瓦斯气体本身存在危害，瓦斯气体一旦浓度过高会直接导致爆炸。所以，对瓦斯发电整个体系进行实时监控，是非常必要的，既是对工作人员的生命安全提供保障，也是对瓦斯发电工作进度提供实时信息。进行实时监控，就能够及时发现设备是否存在异常，能够随时观察瓦斯的压力、温度和浓度，可以在根源上杜绝一切事故发生。

3．4 分析瓦斯发电体系运行的稳定性

在进行瓦斯发电之前，会先对装置进行预处理，目的是为了净化发电设备，保持发电设备干燥，调制设备气压为所需气压并保持气压稳定等。预处理环节结束后，体系会排出一定量的水，进而在正常的发电运行过程中，可根据是否有水排出来检验瓦斯发电体系运行的稳定性。预处理后，体系的压力会保持一个恒定值，压力越稳定瓦斯气体流速越稳定，对应体系压力过高会加快气体的流速，进而扰乱体系运行的稳定性，会引发一系列问题。总的来说，要实时确保瓦斯发电体系运行的稳定性，通过计算机监控控制好瓦斯气体的温度、压力和浓度。

4 结语

瓦斯气体是一种危险系数高的气体，其浓度过高是会引发爆炸的，而且其大量进入空气必然会引发温室效应。为此，就需要对瓦斯气体进行合理处理，瓦斯发电PCL技术的问世，一方面能够解决国家资源短缺问题，另一方面，也解决了温室效应问题。瓦斯发电中的PCL技术是新时代的产物，我们应该了解并掌握其发电机理，并做好预防手段。对瓦斯发电体系进行控制，其实就是从瓦斯发电的控制体系、加压风机的控制体系、整个瓦斯发电体系的实时监控和瓦斯发电体系运行的稳定性四个方面入手，有效地控制好瓦斯气体的温度、压力和浓度，避免瓦斯气体的泄露，保障瓦斯发电体系的正常运行。