第3期 2012年5月
中氮肥
M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress
No.3 May2012
WebFieldECS-100DCS在对置式四喷嘴气化炉的应用
王代红，高喜宗，张开凤
（兖矿鲁南化肥厂，山东滕州277527）
【中图分类号】TQ546【文献标识码】B【文章编号】1004~9932(2012)03-0052-01
我厂“3052”项目（300k/a合成氨、520 kt/a尿素）煤气化装置采用的是充矿集团具有自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉，设计日处理煤1150t。该煤气化装置具有易燃易爆、高温（1350℃）高压（4MPa）的高危特性，对控制系统有极高的要求。基于此，气化装置的控制系统采用了完全国产化的WebFieldECS-100 DCS。该控制系统各项功能和性能均达到或优于设计要求，稳定可靠，能满足大型化肥装置在易燃易爆、高温高压的高危险等级下安全优化运行的要求。
1气化装置控制系统整体设计
根据我厂德士古气化炉实际使用经验，RTD 和TC卡在现场使用时，因为是弱信号，易受外界干扰的影响，使测量结果产生波动或卡件受损。因此装置中所有温度检测点均现场通过一体温变转换成标准的4~20mA信号，所有DO和 DI点都经过继电器隔离进入卡件，以减少外界干扰对卡件造成的损坏，同时也减少DO和DI 波动所引起的不必要停车。
根据气化装置的工艺要求及测点分布情况在DCS设计中配置了3对元余主控制器，分别对应煤浆制备控制站、气化框架、渣水处理控制站；配置了4台操作站、1台工程师站；为了解决与ESD、色谱等第三方系统的通讯集成，配置了2个FW248通讯站。
气化装置控制系统与厂内其他装置控制系统之间通过穴余光纤实现互联，使得全厂各分装置控制系统构成一个整体监控系统，从而实现各工
【收稿日期】2011-07-13
【作者简介】王代红（1973--），男，工程师，宽矿鲁南化肥厂
机械电力处主任工程师。万方数据
艺装置分散控制、集中调度管理的功能。
2关键控制方案设计与实施 2.1气化炉氧煤比/负荷控制
进入气化炉内的煤浆流量和氧气流量的比值（简称氧煤比）控制是实现气化炉安全、平稳及优化运行的关键所在。为了实现此目的，首先要保证进人系统的现场关键检测参数的可靠性和真实性，然后在此基础上再考虑有效的控制策略以
实现气化炉内氧煤比/负荷的安全平稳调节。 2.1.1煤浆流量的测量和控制
煤浆流量的控制一般采用变频电机调节煤浆
泵转速来实现。为了增加煤浆流量测量的可靠性，对煤浆流量设计了中值选择回路。DCS对3 台测煤浆流量的电磁流量计取中值作为煤浆流量的真正测量值，回路控制器把取中值的最终结果作为输人值，经运算后输出控制煤浆泵的转速。 2.1.2氧气流量测量及控制
为了提高人炉氧气流量测量的可靠性和准确性，现场采用三重仪表进行测量，同时采集相应的氧气温度、压力信号进行温压补偿。每路氧气流量信号经温压补偿后，得出补偿后的氧气流量，再经过三取中运算，把补偿后取中值的氧气流量作为氧气流量控制器的真正输人值，经运算
后输出控制氧气调节阀。 2.1.3氧煤比/负荷控制
在保证煤浆流量和氧气流量独立有效调节以后，氧煤比/负荷的安全平稳调节才有了现实的基础。为了实现氧煤比的可靠调节，一般通过进入气化炉的煤浆和氧气的体积比调节来实现。氧煤比手动给出后，经一系列运算转换成氧气流量和煤浆流量控制回路各自的实际设定值，实现交叉控制，保证氧气流量或者煤浆流量波动时对应的相关物料流量根据实际氧煤比需要跟踪变