多噴嘴水煤漿氣化爐用煤質(zhì)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(fā)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(chǎn)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(xiàn)在的儲產(chǎn)比計算，國內(nèi)的煤炭僅夠開采41a?！笆濉逼陂g國家對萬元產(chǎn)值單位綜合能耗要求比 “十一五”更低。因此，如何科學(xué)、合理利用煤炭資源，達到節(jié)能降耗的目的，成為企業(yè)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(xué)共同研發(fā)的國家 “十五”規(guī)劃 “863”課題，在兗礦國泰化工有限公司建成了第一套工業(yè)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(tǒng)運行穩(wěn)定，工藝技術(shù)指標(biāo)先進等優(yōu)點。為了進一步優(yōu)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(zhì)量監(jiān)控，及時將影響氣化爐運行的煤炭質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)信息化處理后，按每天、每批次進行分類，上傳到煤炭質(zhì)量監(jiān)測與氣化爐生產(chǎn)預(yù)控信息平臺，實現(xiàn)優(yōu)化配煤，促進氣化爐安全、穩(wěn)定、環(huán)保生產(chǎn)。如此一來，創(chuàng)新了煤炭質(zhì)量檢測及氣化爐工藝運行的管理，延伸了傳統(tǒng)意義的煤炭檢測扣水、扣灰的直接經(jīng)濟利益，實現(xiàn)了節(jié)能降耗，達到了超前預(yù)防、過程控制、信息化管理的目的。

1 煤炭質(zhì)量檢驗管理創(chuàng)新

傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量檢驗僅僅停留在對進廠煤炭的質(zhì)量把關(guān)——對進廠煤炭取樣檢驗后，判斷是否符合進廠煤炭質(zhì)量指標(biāo)，符合價格標(biāo)準(zhǔn)要求，不合格則按合同進行相應(yīng)處罰；質(zhì)量太差的供貨商取消供應(yīng)資格。在對國泰公司進廠煤炭質(zhì)量控制和氣化爐生產(chǎn)運行過程詳細了解后，發(fā)現(xiàn)煤炭質(zhì)量及配比和煤漿制備質(zhì)量控制與氣化爐穩(wěn)定、環(huán)保、安全生產(chǎn)密切相關(guān)。國泰公司據(jù)此創(chuàng)新了傳統(tǒng)意義上的進廠質(zhì)量把關(guān)，將煤炭質(zhì)量檢驗控制分為四步處理——將入廠前的質(zhì)量把關(guān)、入廠后的煤炭配比、煤漿質(zhì)量控制和爐渣可燃物檢測進行了有機地結(jié)合，煤炭隨著在生產(chǎn)過程中位置的變化，以質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)作為氣化爐生產(chǎn)負荷調(diào)整和穩(wěn)定操作的依據(jù)。通過嚴(yán)格的四層次的質(zhì)量信息化控制，大大促進了氣化爐系統(tǒng)的及時調(diào)整，不讓浪費每一噸水煤漿；同時，控制產(chǎn)出的水煤氣滿足生產(chǎn)和發(fā)電的需要。小小的質(zhì)檢數(shù)據(jù)，發(fā)揮了指導(dǎo)生產(chǎn)的關(guān)鍵作用。

2 煤炭質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)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(xiàn)了煤炭質(zhì)量在生產(chǎn)全過程的實時控制。如何將這些對生產(chǎn)起著關(guān)鍵指導(dǎo)作用的數(shù)據(jù)進行信息化傳遞呢？通過對數(shù)據(jù)流程與工藝流程進行詳細的研究，重新開發(fā)煤炭質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)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(chǎn)運行成本。經(jīng)過認真分析公司現(xiàn)有的信息化資源，發(fā)現(xiàn)將煤炭質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)并入氣化爐生產(chǎn)控制信息化管理系統(tǒng)，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(zhì)量檢測數(shù)據(jù)以分批分期及在生產(chǎn)環(huán)節(jié)（位置）中進行分類網(wǎng)上傳遞，數(shù)據(jù)發(fā)生波動或超出指標(biāo)時，系統(tǒng)會自動進行比對，超標(biāo)值會自動生成超標(biāo)信息，以手機短信的形式發(fā)送到相關(guān)責(zé)任人及氣化爐控制室；據(jù)指標(biāo)變化，相關(guān)部門負責(zé)人會下達相應(yīng)的操作指令，工藝人員據(jù)指令調(diào)整氣化爐運行參數(shù)，使氣化爐節(jié)能、環(huán)保、穩(wěn)定運行。

信息化管控煤炭質(zhì)量平臺示意如圖1。

圖1 信息化管控煤炭質(zhì)量平臺示意

2.1 煤炭質(zhì)量檢測流程的優(yōu)化與標(biāo)準(zhǔn)化的實施

檢測真實地反映煤炭質(zhì)量，是指導(dǎo)生產(chǎn)及運行控制的關(guān)鍵。國泰公司煤炭質(zhì)量檢測流程按照國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并對國標(biāo)中沒有詳細規(guī)定的問題進行了詳細梳理，且進行了標(biāo)準(zhǔn)化管理，從采樣、制樣、檢驗、數(shù)據(jù)傳遞均有詳細的定量標(biāo)準(zhǔn)，可操作性大大加強；優(yōu)化采樣流程中的采制標(biāo)準(zhǔn)，提高了采樣的代表性，加快了檢測效率。煤炭質(zhì)量檢驗改變了僅對進廠煤炭檢驗的常規(guī)要求，采取了進廠前的質(zhì)量檢驗、進廠后的配煤質(zhì)量檢驗、制備后煤漿的質(zhì)量檢驗及燃燒后灰渣的可燃物測定四個質(zhì)量檢測過程；轉(zhuǎn)變?yōu)闉檎麄€生產(chǎn)運行提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)，達到節(jié)能降耗、環(huán)保生產(chǎn)、穩(wěn)定運行的目的。

2.2 煤炭質(zhì)量數(shù)據(jù)信息化管理的實施

煤炭質(zhì)量檢測人員對各工藝流程（環(huán)節(jié)）的煤炭按標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，檢測數(shù)據(jù)及時上傳到煤炭質(zhì)量數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，再通過轉(zhuǎn)換平臺傳輸?shù)綒饣癄t控制系統(tǒng)，通過與氣化控制系統(tǒng)中煤炭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的比較，判斷超標(biāo)信息，若超標(biāo)則自動以手機短信的形式發(fā)送到各有關(guān)責(zé)任人；責(zé)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(diào)整氣化爐運行參數(shù)，保證運行負荷滿足各工段需要。

2.3 煤炭質(zhì)量控制指標(biāo) （表1）

表1 氣化爐煤質(zhì)參數(shù)信息控制統(tǒng)計表

2.4 信息化操控規(guī)則

煤炭質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)傳遞，指導(dǎo)、優(yōu)化原料車間煤炭配比，控制生產(chǎn)用煤質(zhì)量；氣化車間根據(jù)配煤質(zhì)量數(shù)據(jù)，調(diào)控煤漿濃度、爐溫和氧量等參數(shù)，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(yōu)，實現(xiàn)節(jié)能降耗，環(huán)保、穩(wěn)定運行；氣化爐產(chǎn)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(chǎn)造成的浪費。

3 效 果

信息化管控煤炭質(zhì)量平臺建立后，氣化工藝參數(shù)大大優(yōu)化，延長了氣化爐的運行周期，降低了消耗。優(yōu)化前后相關(guān)工藝參數(shù)見表2。

2011年5月信息化管控多噴嘴水煤漿氣化爐用煤質(zhì)量以來，公司3臺多噴嘴水煤漿氣化爐運行穩(wěn)定，水煤氣耗標(biāo)煤降低0.5%，煤漿濃度提高3%，噸煤漿耗水降低1.5%；每年節(jié)約標(biāo)煤5300t，節(jié)約水1200m3，可為企業(yè)帶來間接效益1000萬元，并且保證了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，大大提高了企業(yè)的市場競爭力。

表2 優(yōu)化前后工藝參數(shù)對照表