自動(dòng)化儀表在現(xiàn)代煤化工企業(yè)中的角色分析

劉紅玲 張曉娜 邱郝俊（蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司，陜西 渭南 715500）

自動(dòng)化儀表技術(shù)在煤化工企業(yè)的應(yīng)用可以追溯到二十世紀(jì)四十年代，那時(shí)的自動(dòng)化儀表精度較低體積較大。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體和集成電路的出現(xiàn)使得自動(dòng)化儀表趨于集成化并具有較高的精度。而后隨著自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，煤化工自動(dòng)化儀表的產(chǎn)品種類也隨之增多，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，還涌現(xiàn)出大量的數(shù)字儀表、智能儀表、程序控制器、調(diào)節(jié)器等產(chǎn)品。

1 我國(guó)的自動(dòng)化儀表發(fā)展情況

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科技水平也得到較大的提升。自建國(guó)以來，我國(guó)的自動(dòng)化儀表生產(chǎn)的技術(shù)與水平不斷提升。建國(guó)初期我國(guó)的自動(dòng)化儀表采用統(tǒng)一的氣壓信號(hào)儀表，隨著科技水平的發(fā)展，逐漸更新?lián)Q代為直流信號(hào)的儀表，這不僅大大提高了儀表的精度和可靠性，還標(biāo)志著我國(guó)的自動(dòng)化儀表生產(chǎn)水平取得優(yōu)異進(jìn)展。到二十世紀(jì)七十年代初，我國(guó)大多數(shù)的煤化工企業(yè)已經(jīng)擁有高性能、小體積、高可靠性的新型儀表，并實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的集中控制。目前，我國(guó)大多數(shù)的大中型企業(yè)結(jié)合自己生產(chǎn)的特點(diǎn)和實(shí)際需求將氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、數(shù)字儀表、模擬儀表以及其他自動(dòng)化儀表，各種儀表之間取長(zhǎng)補(bǔ)短相互融合，出現(xiàn)各類自動(dòng)化儀表的協(xié)同發(fā)展。由此可以看出，目前的自動(dòng)化儀表在煤化工企業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)成為一項(xiàng)綜合控制體系。為實(shí)現(xiàn)連續(xù)的生產(chǎn)能力和提高生產(chǎn)效率，人工監(jiān)控的生產(chǎn)方式已經(jīng)無法滿足需求，為提高生產(chǎn)效率，自動(dòng)化儀表必須具備準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)工藝參數(shù)、迅速分析生產(chǎn)情況、判斷設(shè)備故障以及作出正確操作決策等功能，從而實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的生產(chǎn)方式才能提高現(xiàn)代化生產(chǎn)水平滿足人們的需求。

2 小型煤化工與大型煤化工所配儀表的區(qū)別

根據(jù)煤氣化工的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量、自動(dòng)化程度、產(chǎn)品的種類，可以將煤氣化工分為小型和大型兩種。針對(duì)這兩種情況，自動(dòng)化儀表的使用也存在較大區(qū)別。例如生產(chǎn)規(guī)模較小、產(chǎn)量較低、自動(dòng)化程度較低、產(chǎn)品單一的小型煤氣化工應(yīng)配置單回路的控制，簡(jiǎn)單的聯(lián)鎖保護(hù)或無聯(lián)鎖保護(hù)的系統(tǒng)。對(duì)于大型的現(xiàn)代化煤氣化工企業(yè)，根據(jù)其生產(chǎn)規(guī)模大、自動(dòng)化程度高、需要持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的特點(diǎn)，企業(yè)需要配備高精度、高可靠性的智能數(shù)字儀表、操作穩(wěn)定的DCS系統(tǒng)、安全反應(yīng)迅速的毫秒級(jí)SIS系統(tǒng)、經(jīng)久耐用的智能調(diào)節(jié)閥。DCS系統(tǒng)在使用時(shí)需要將控制的模式、方案、手段、提示等進(jìn)行設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)過程中，可以將運(yùn)行的程序、控制的先后、連鎖停車的步驟、閥門的安全控制時(shí)間等寫入SIS系統(tǒng)中，操作人員只需按下啟停按鈕，系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停。

3 現(xiàn)代煤氣化裝置核心儀表配置系統(tǒng)的要素

為控制現(xiàn)代化煤氣化工裝置，必須了解現(xiàn)代煤氣化工企業(yè)的生產(chǎn)方式?，F(xiàn)代化的煤氣化工裝置主要是在氣化爐內(nèi)將煤與氧氣水蒸氣在高溫高壓下進(jìn)行劇烈化學(xué)放熱反應(yīng)，因此就要對(duì)所有與氣化爐相關(guān)的設(shè)備、儀表、閥門、電機(jī)都必須按設(shè)計(jì)的要求反映氣化爐內(nèi)外介質(zhì)的溫度、壓力、流量、液位、成分。如果稍有失誤就有可能導(dǎo)致工藝狀況的紊亂，運(yùn)行設(shè)備受毀造成事故，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)著火、爆炸、機(jī)毀人亡。為避免事故的發(fā)生造成難以挽回的損失，不僅需要設(shè)備人員在進(jìn)行操作時(shí)嚴(yán)格按照要求操作，還需要裝備DCS、SIS的儀表聯(lián)鎖保護(hù)。運(yùn)行裝置的可靠性由儀表的可靠性決定，因此，化工企業(yè)需要考慮儀表系統(tǒng)的最佳配置時(shí)間的同時(shí)，可根據(jù)需求選取適當(dāng)?shù)膬x表，以此來節(jié)約資金。本文主要從以下五方面來進(jìn)行自動(dòng)化儀表的選取：

（1）DCS的選型要根據(jù)系統(tǒng)的大小進(jìn)行選取，最好留出30%的富余空間，用于系統(tǒng)擴(kuò)展和以后技術(shù)改造。

（2）SIS的選型非常重要，因?yàn)镾IS是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的核心，選取時(shí)需要格外慎重。

（3）儀表的選型，可根據(jù)所需儀表的類型及功能，來確定其配置的檔次，以節(jié)約投資。

（4）現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)鎖點(diǎn)儀表的選型，一般采用3取2的表決方式，可以減少儀表傳遞數(shù)據(jù)的失真。

（5）調(diào)節(jié)閥的選型非常重要，要根據(jù)工藝介質(zhì)的種類，對(duì)閥芯進(jìn)行特殊的挑選。

4 現(xiàn)代煤氣化裝置須具備高性能的DCS、SIS系統(tǒng)

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化儀表在煤化工生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越普遍，自動(dòng)化儀表在煤化工生產(chǎn)中也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。為填補(bǔ)我國(guó)石油資源不足、保障能源安全，貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，大力發(fā)展煤化工企業(yè)成了目前較為重要的一項(xiàng)任務(wù)，然而在煤氣化工的生產(chǎn)過程中，煤氣化工裝置依然是煤化工企業(yè)的核心。提高煤氣化工的生產(chǎn)水平及管理能力的重要途徑就是采用信息化、現(xiàn)代化的裝置，具有高性能的自動(dòng)化技術(shù)的DCS、SIS系統(tǒng)，正好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的不足。綜上所述，自動(dòng)化儀表在煤化工企業(yè)中有著舉足輕重的地位，正確選擇生產(chǎn)所需的儀表系統(tǒng)不僅能加快企業(yè)的生產(chǎn)速率，還能提高產(chǎn)品的精度與可靠性。

[1]石油化工行業(yè)自動(dòng)化僅表特點(diǎn)與控制技術(shù)分析.高大勇.2013.

[2]石油化工自動(dòng)化儀表的可靠性及發(fā)展趨勢(shì)分析.董宇迪.2012.

[3]當(dāng)代石油化工自動(dòng)化儀表的性能評(píng)價(jià)和發(fā)展趨勢(shì).楊金城.2008.