分析兩段式煤氣發生爐自動控製係統的設計
科技專論
作者：韓健 田振寶
【摘要】本文首先介紹了兩段式煤氣發生爐的基本原理，接著對該生產工藝控製係統的硬件要求進行闡述，最後根據實踐經驗，總結了兩段式煤氣發生爐自動控製係統的調試過程，希望為同行提供參考。
【關鍵詞】兩段式煤氣發生爐；硬件；PLC；傳感器
1、兩段式煤氣發生爐的介紹
兩段式煤氣發生爐的工作流程主要為幹餾和氣化兩部分組成。首先，煤氣發生爐內設有兩組輸煤閥，儲存在煤氣發生爐頂端煤倉內的煤將由這兩個輸煤閥送到煤氣發生爐內部進行充分的幹燥和長時間的低溫幹餾，在幹餾過程中，水分逐漸減少、溫度逐漸升高，原煤將慢慢進入一個半焦的狀態，於是便進入氣化階段。在生產過程中，兩段式煤氣發生爐會往爐內注入氣化劑，這時熾熱的半焦原煤與氣化劑進行氧化還原反應，產生氣化煤氣。因該設施具有兩個煤氣出口，上出口輸出幹餾煤氣，下出口輸出氣化煤氣，從而提高了煤氣的氣化效率。而且，兩段式煤氣發生爐的操作簡單，穩定性和自動化的程度高，大大降低了工人勞動強度，其對原煤的充分利用，大大減少了環境汙染。
2、兩段式煤氣發生爐自動控製係統的硬件要求
2.1檢測儀表
在該生產工藝中，將輸出氣化煤氣和幹餾煤氣，而在輸出前必須進行除雜，因此該設施內過程檢測儀表的質量，將直接決定煤氣發生爐輸出的煤氣的品質，因此在對兩段式煤氣爐的設計時，要注重對檢測儀表選型，充分考慮到儀表的靈敏度、精度、動態誤差等參數。
2.2傳感器
傳感器是測量係統的前端信息獲取原件，它是一種可以將化學量或者物理量轉變成電信號的裝置。兩段式煤氣爐內的加溫過程、氣化劑的加入過程、幹餾煤氣內焦油的含量、氣化煤氣內灰塵的含量、輸出煤氣的數量等都需要傳感器來改變成信號以供使用者觀察煤氣發生器的運行狀況和煤氣質量。
2.3液動閥
液動閥主要是用來控製兩段式煤氣發生爐的滑閥。是兩段式煤氣發生爐的一種保護措施。由上文可知，兩段式煤氣發生爐中有上下兩個輸出煤氣出口。上、下兩段煤氣出口都設有液動閥，此外，該生產工藝中中還有一個安全裝置，即放散液動鍾罩閥。
在兩段式煤氣發生爐正常生產時，放散液動鍾罩閥是閉合狀態，隻有兩段煤氣出口的液動閥是打開狀態；當兩段式煤氣發生爐的運作出現停爐或故障等問題時，液動閥將關閉上段煤氣出口和下段煤氣出口的滑閥，然後打開放散液動鍾罩閥，如果有任何一個液動閥沒有完成關閉或打開活動，兩段式煤氣發生爐將發出故障警報，發生爐將停止工作。
2.4料位探測器和振動給料機
由於兩段式煤氣發生爐主要的原材料是煤炭，所以料位探測器也是該工藝中必不可少的。
在煤氣的發生過程中，料位探測器將時刻探測機器內可供發生煤氣用的煤炭的數量。當煤炭不足時，料位探測器將發出缺料信號，於是主控程序將打開兩段式煤氣發生爐的上翻板閥，振動給料機則開始為煤氣發生爐添加原料，以保證兩段式煤氣發生爐的持續運行。
2.5除灰設備
現行的兩段式煤氣發生爐除灰方法通常是，在對稱的兩側通常裝兩個液壓缸，通過液壓缸的反複運動帶動棘爪推動棘輪和爐篦，如此一來灰犁就能把爐內的煤灰清除出來，起到了除灰的作用。
2.6電磁換向閥
利用電磁鐵的磁力推動閥芯，控製電磁換向閥中液流的方向。電磁換向閥簡便了煤氣發生爐自動控製係統操作，因此得到了較為廣泛的應用。電磁換向閥的工作原理是依靠電磁鐵操作滑閥的閥芯前後移動，完成自動控製。因此，對於閥芯的結構沒有太大的要求，可以采用二位二通、二位三通、二位四通、三位四通和三位五通等多種型式。二位閥需要使用兩個電磁鐵，三位閥需要使用兩個電磁鐵，不會由於通路的變化而變化。閥門的電壓一般為正常安全交流電壓220v，瞬間啟動時啟動力較大，不過換向的時間不會太長。如果閥芯卡住或者出現吸力不足時，電流會變得極大，燒壞電磁鐵，降低煤氣發生爐的使用壽命。直流電磁鐵工作電壓較低，僅為24v，即便發生了故障，也不會使電磁鐵燒壞，影響煤氣發生爐的使用壽命。目前研發出的濕電磁鐵在煤氣發生爐中得到了一定的應用，其優點在於推杆間無須密封，消除了O形密封圈處的摩擦力，散熱性與絕緣性極佳，保證了煤氣發生爐的使用壽命。