[發明專利]一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統

有效

• 申請號: 201210214150.3
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102722164A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 何勇;于萬紀
• 申請（專利權）人: 浙江億揚能源科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;趙德蘭

技術領域

本發明涉及發電控制領域，更具體地說，涉及一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統。

背景技術

瓦斯是煤炭開采過程中伴生的一種可燃氣體，主要是空氣與CH₄的混合物，具有爆炸的危險。煤礦風排瓦斯中CH₄含量極低，CH₄體積分數一般為0.10%－0.75%，通常將其稱為“乏風”。雖然風排瓦斯中CH₄含量極低，但是總量巨大，我國煤礦排放的甲烷有80%是通過乏風排出的。由于乏風的甲烷含量低于0.75%，如果進行分離提純，耗能要遠遠超過所提取的甲烷能量，這種濃度的甲烷也不能直接燃燒，所以長期以來只能空排。

我國每年通過乏風排入大氣的甲烷在200億立方米，若將其中的30%加以利用，相當于每年可增加約730萬噸標煤。此外，甲烷對溫室效應的“貢獻”是二氧化碳的21.5倍，利用的甲烷相當于每年可減少8000萬噸二氧化碳排放。因此，對煤礦乏風資源的有效利用是能源節約和資源綜合利用的重要途徑，也是應對氣候變化和溫室氣體減排的重要手段。

如果將乏風中的CH₄進行分離提純，耗能要遠遠超過所提取的CH₄能量，很不經濟。這種濃度的瓦斯也不能直接燃燒，所以長期以來只能向空氣中排放。據統計，我國每年通過乏風排入大氣中的CH₄相當于1500－2000萬噸原油或2000－3000多萬噸煤炭。“乏風”的利用曾是世界性難題。由于濃度低，利用技術難度大，這些甲烷長期以來只能被全部排到大氣中，造成巨大的溫室氣體污染。

近年來，隨著國際社會應對氣候變化步伐的加快，以及我國節能減排力度的不斷加大，乏風的利用處理技術正在得到越來越廣泛的應用。低濃度瓦斯發電技術的推廣，不僅能提高經濟效益，也有助于增加煤炭生產過程中的安全系數。

高溫空氣燃燒技術是20世紀90年代發展起來的一種新型燃燒技術，其采用高效蜂窩蓄熱體最大限度地回收高溫煙氣中的熱量，并將燃燒空氣加熱到1000度以上，使之進入燃燒室與燃料摻混后形成高溫燃燒。其中，乏風氧化裝置應用高溫條件下低濃度甲烷氧化技術原理，利用煤礦瓦斯中的甲烷進行氧化釋放的熱能，制取過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發電，蒸汽余熱則可供煤礦職工洗澡、礦區冬季采暖、北方煤礦進風口空氣預熱、礦井采掘面制冷等，實現熱、電、冷聯產。此外，該裝置也可處理垃圾填埋場排出的甲烷廢氣以及其它揮發性有機化合物。

自從1975年honeywell推出分散控制系統T分散控制系統-1000以來，分散控制系統被逐漸應用到電力工業中，在過程控制方面提高了系統的可靠性和可控性，它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機控制系統，綜合了計算機、通訊、顯示和控制等技術，分散控制系統可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網絡連接來實現更高級的集中管理功能，如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。

分散控制系統具有高可靠性，由于分散控制系統將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其它功能的喪失。此外，由于系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能采用具有特定結構和軟件的專用計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。

分散控制系統采用開放式、標準化、模塊化和系列化設計，系統中各臺計算機采用局域網方式通信，實現信息傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通信網絡或從網絡中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。

按照傳統的思路，較為分散的控制室不易于管理，有些控制室運行人員工作量太少，總體人員偏多，在各個控制系統中采用不同的硬件和軟件，給備品備件管理、人員培訓以及維護等造成了一定的難度，因此，需要一種采用集中控制的方式，在控制策略上精心研究，使得復雜工藝簡單化，才能提高自動化程度。

在用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統中，對于鍋爐、汽輪發電機組和乏風氧化裝置共同設立一個控制室，采用以微處理器為基礎的分散控制系統，采用了集中控制的方式，提高了生產效率。

發明內容

為了解決分散的控制室不易于管理，維護成本過高的問題，本發明提供一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統，分散控制系統包括數據采集裝置、自動調節裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監視裝置，其中：

分散控制系統對鍋爐、汽輪發電機組、乏風氧化裝置進行集中控制，分散控制系統設立在一個控制室內；