煤气化技术篇1

关键词：IGCC煤气化发电

煤气化联合循环(IntegratedGasificationCombinedCycle，IGCC)发电技术是指煤经过气化产生中低热值煤气，经过净化除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，燃烧后驱动燃气轮机发电，并且利用高温粗煤气余热和烟气余热在废热锅炉内产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。它既提高了发电效率，又有很好的环保性能，为燃煤发电带来了光明，其发展令人瞩目。从大型化和商业化的发展方向来看，IGCC把高效、清洁、废物利用、多联产和节水等特点有机地结合起来，被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术[1]。

一、煤气化联合循环(IGCC)发电系统的主要组成

煤气化联合循环系统(IGCC)主要由两部分组成，煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、煤气净化设备、空分装置。第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统（图1）。

其基本原理是：煤和来自空气分离装置的富氧气化剂在煤气化炉将煤气化成中、低热值的合成粗煤气，然后经净化系统将其除尘、脱硫、除染而制成可供燃气轮机使用的精煤气，进入燃烧室产生高效燃气带动汽机做功，同时还利用燃气轮机排气经余热锅炉产生不同参数蒸汽，以驱动蒸汽轮机发电，以及供热等（图1）。

二、煤气化联合循环(IGCC)发电系统的主要优点

1.高效率、潜力大

目前国际上IGCC电站的净效率最高已达到45%以上，比常规亚临界燃煤电站效率高6~9个百分点，随着工程材料的不断发展和技术的改进，若能采用成熟可靠的高温煤气净化技术，则可以较小热量的损失，其发电净效率有望达到50%。

2.可以充分利用煤炭资源，实现多联产系统

IGCC项目本身就是煤化工与发电的结合体，气化炉产生的煤气不仅可以用于联合循环发电，还可以用于供热、合成氨、尿素等化工产品。

3.可经济低廉地去除CO2

在IGCC发电系统中，通过对合成煤气中CO转换并进行CO2脱除，可实现CO2零排放，是目前现有发电技术减排温室气体最可行、最经济的方法。

4.优良的环保性能

IGCC系统中采用脱硫、脱硝和粉尘净化的设备造价较低、效率较高，其各种污染物排放量都远远低于国际上先进的环保标准，能满足严格的环保要求。IGCC机组的脱硫效率可达99%，SO2排放总量比常规煤粉炉低很多，SO2排放在25mg/m3左右，并可回收单质硫；NOX排放浓度仅为常规电站的15%-20%，耗水为常规电站的33%-50%，IGCC电厂所采取的这些净化工艺过程不需要价格昂贵的催化剂，而且不会造成二次污染。

5.煤灰的处理有很多的优点

煤粉火力发电以飘尘状或渣块状产生大量的粉煤灰，但IGCC的煤灰则以溶渣排出，体积减少50%左右。同时，渣块能作为代替水泥用的骨材及路基材料，使渣块得到利用。

三、煤气化联合循环(IGCC)发电系统的主要缺点

1.IGCC单位造价成本比正常燃煤加脱硫电站高

IGCC电站的造价较高,是常规燃煤加脱硫燃煤电站成本的2倍左右，另外IGCC的水耗虽然只有常规火电机组的33%~50%,但在气化之后的废弃产品处理方面成本非常高,这些都阻碍了IGCC的推广。

2.系统复杂

IGCC是化工与发电两大行业的综合体。技术难度大，安全和经济管理都十分复杂，并且是连续生产，互相牵连。任何一块出现问题，都会造成很大损失。

四、IGCC发电技术在我国的发展

从20世纪90年代初，国家科技部、国家电力公司(原电力工业部)等部门就组织全国的技术力量，对我国发展IGCC发电技术开展了可行性研究，结果认为在我国发展IGCC发电技术是非常必要和迫切的。

国内科研单位经过国家“八五”科技攻关，在IGCC系统优化和一些核心技术的开发方面取得了很大的进步，已形成了很强的技术支撑力量。“IGCC设计集成和动态特性”、“干煤粉加压气化技术”、“多喷嘴水煤浆加压气化技术”和“煤气高温净化技术”等被列入国家重点科技攻关计划给予大力支持。这为IGCC电站的建设以及我国IGCC发电技术的发展奠定了良好的基础。在此基础上，1999年国家批准了IGCC示范电站项目建议书，IGCC示范项目正式立项，示范电站功率为300MW或400MW。

2005年，兖矿集团国泰化工有限责任公司在山东滕州建成年产24万吨甲醇和20万吨醋酸、8万千瓦发电的多联产示范工程。由中石化投资建设的福建炼油乙烯一体化项目也建设了一套以沥青为原料的气化发电装置，联产蒸汽和氢气。但严格意义上讲，这两个项目仅仅是带有IGCC的某些技术特点的联产工程，不是典型的IGCC发电站。

2009年，我国首座自主开发、制造并建设的IGCC示范工程项目（华能天津IGCC示范电站）在天津临港工业区正式开工，并且2011年5月底完成分系统调试，进行整套试行；预计明年年底投入运行。这标志着具有我国自主知识产权、代表世界洁净煤技术前沿水平的IGCC项目取得了实质性进展，开启了我国洁净煤发电技术的新纪元。

五、推广IGCC发电技术

我国富煤贫油少气的能源结构特点决定了我国以煤为主的能源结构在未来几十年内不会发生根本性的改变，由此造成的环境问题和能源利用效率低下等多方面问题，成为我国目前亟待解决的问题。而IGCC发电技术是当今国际新兴的一种先进的洁净煤发电技术，其具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点，可以解决我国燃煤造成一系列的问题。应当大力推广。

1.促进设备国产化

IGCC示范项目中的核心设备主要包括气化炉、汽轮机、空分分离装置、废热锅炉等,而目前IGCC电站的关键设备大多数要从国外购买,成本高,建设周期长,见效慢。要降低成本,缩短建设周期，必须要掌握核心技术，加强核心设备的制造能力与制造水平[2]。

2.实施多联产技术

将IGCC和煤化工技术结合构成基于煤气化的多联产系统，形成包括电力和多种化工产品输出，使IGCC的发电过程与制H2、供热以及生产化工产品的过程按最优原则结合起来，比单纯的IGCC系统具有更好的经济效益、更高的能量利用率以及更加灵活的运行操作性[3]。

3.加大政府扶持力度

洁净煤技术也并非没有得到政府的重视。早在1997年,《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展规划》就得到国务院批准。国务院2005年《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》提出,由国家发改委制定规划,完善政策,组织建设示范工程,并给予一定资金支持,推动洁净煤技术和产业化发展。但是这些政策都不够系统和细化，至今,我国还没有系统的洁净煤技术指引方针以及配套的支持措施,而原有的有关鼓励发展煤炭加工技术的政策已随着时代的发展，不能满足现实需要[4]。

六、结语

IGCC是一种先进的洁净煤发电技术，具有高效、低污染等特性，特别在CO2准零排放上具有独特优势，为进一步推进我国节能减排开辟了一条新的道路，是解决煤电可持续发展的最有效的技术途径之一，符合21世纪发电技术的发展方向，同时能带动一批新技术产业的发展。开发和采用IGCC发电技术对我国电力工业的发展具有重要意义。

参考文献：

[1]焦树建IGCC技术发展的回顾与展望[J].电力建设,2009,(1):1-7.

[2]曲伟平.清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术[J].电源技术应用,2010,(4):1-8.

[3]徐连兵.整体煤气化联合循环发电技术的发展现状和前景[J].电力勘察设计,2005(6):8-11.

煤气化技术篇2

关键词：煤矿；机械电气设备；自动化；调试技术

中图分类号：F407文献标识码：A

一、煤矿机电自动化在我国的发展趋势

机电设备自动化具有着智能化、信息化以及程序化等特点，还具有着很多的优点，如：容易操作、容易维修、机电自动化设备的体积较小、可靠性高以及减少了井内的操作人员等优点。所以机电自动化技术在开采煤矿行业中受到了众多的关注以及广泛的应用。煤矿机电设备自动化技术从员工的角度来看，对操作人员的工作难度进行了降低；从企业的角度来看，对煤矿的安全性也有了很大的提高，利用科学进行人员的分配，可以得到可观的经济收益和巨大的社会影响力。

从目前来看，我国和其他国家在煤矿机电自动化的普及程度方面存在很大的缺点，在技术的成熟程度方面也有着特别大的差距。所以，针对煤矿机电自动化技术，要加强对其的研究力度，加大对其的投资以及加快应用机电自动化技术的发展步伐。煤矿机电自动化技术作为煤矿企业的生产以及发展的核心技术，其的发展方向也很明显，如对开采技术的开发特别的重视，加强对配套设备的设计，注重开发有自主知识产权的技术。根据实际的教训，要想增加煤炭的开采量和煤炭的开采水平，以及加强作业的安全可靠性，就应该生产出有自主知识产权的的核心设备和核心装置。还有就是，能够增加煤炭开采量的主要因素就是产品在通信这一方面的能力，所以要加强设备收集信息的能力，同时还要能够从收集到的信息中提取出有价值的信息，只有这样做才能够提高煤炭的开采能力和生产煤炭的工艺，因此未来的煤矿机电设备的发展方向就是要开发智能的自动化的煤矿机电设备，微处理器在煤矿机电设备中起着重要的作用，所以如何可以把微处理器应用到煤矿的运输设备和开采设备中，就成了该项技术的关键过程。

二、煤矿机电设备自动化技术应用方向分析

目前煤矿机电设备自动化技术应用结构图如图1所示。

1、煤矿安全生产监测设备自动化

煤矿企业煤炭资源开采主要是在井下完成，由于井下生产条件复杂，不仅受到瓦斯、地下水、地质条件等因素制约，还涉及到众多机械设备的应用。如何保障井下工作人员人身及财产安全就成为了煤矿机电设备自动化技术应用的主要方向。图1中通过建立完善的井下工业控制光纤环网，可以将各采煤区变电所、压风机房、空气、湿度、温度等监测设备纳入到自动化管理中，一旦井下环境发生了明显改变，各种信息传感器能够将收集到的数据传到中控系统中，系统自动判定需要执行的措施并按照预案执行，不仅提高了煤矿企业工作效率，也为安全生产提供了保障基础。同时随着自动化技术应用程度进一步提高，井下定位系统的准确性得到了显著加强，能够在较短的时间内确定井下工作人员实际作业位置，一旦发生矿井渗水、瓦斯爆炸等事故时，能够显著提高抢险救护效果。因此，将自动化技术应用在监测设备中是目前迫在眉睫的问题，与企业社会形象以及经济收益具有直接的关联性。

图1煤矿机电设备自动化技术应用结构图

2、煤矿输送设备自动化

煤炭资源在开采后需要及时输送到地面以保证整个开采流程能够高效运转。输送设备（胶带输送机）一旦发生意外故障将会导致部分或全部煤矿开采设备无法正常运转，给煤矿企业带来不可估量的经济损失。因此，通过将煤矿输送设备与自动化技术相结合，由高性能PLC可编程控制器来承担控制与调节功能，并将调节、主控、行程监控、制动等子单元控制模块采用总线通讯方式进行有效链接，一旦输送设备在运行过程中出现意外故障将会及时向工作人员提出警示信号，同时中控系统根据已经编好的运行程序来启动备用输送设备以替代问题设备，不仅保障了整个输送过程运转效率，也提高了设备检修能力，是目前煤矿企业自动化技术应用程度最高的机电设备之一。

3、综采机电设备自动化控制

随着我国煤炭资源开采逐渐朝着深层化、地质复杂化方向发展，各种不利于煤炭资源开采的限制性因素逐渐显露，综采机电设备自动化显得尤为重要。在煤炭资源开采过程中，综采机电设备自动化控制最典型的应用就是采掘设备。特别是融入了自动控制技术的电牵引采煤机，是最受煤矿企业欢迎的采掘设备之一。其所具有的良好牵引特性能够保证整个采掘设备前进时提供充足牵引力，在设备下滑过程中自动实施制动，不需要再设置其他防滑装置就可以在倾角为40°-50°的大倾角煤层作业，不仅降低了煤矿企业煤炭资源采掘成本，也在一定程度上解放了井下工作人员，从而降低了工作人员数量，实现了综采设备自动化运行的目标。

4、电气设备自动化

煤矿企业井下作业时，电气设备是必不可少的应用设备，主要为井下风机、排水、电机等提供充足电能，以保证设备正常运转，从而提高煤炭资源开采效率。目前电气设备自动化技术应用主要集中在职能供/断电、风机、电机、排水设备、空气压缩机自动运行与检修等方面，通过运用人工智能模块将各种电气设备按照已经编号的程序来运行，同时也可以依据自身使用情况进行定期检修与维护，从而提高自动化电气设备应用效率，为煤矿企业正常运转保驾护航。电气设备自动化运行是目前煤矿企业摆脱传统应用与管理模式的切入点，通过将现有自动化技术应用在电气设备中，可以在很大程度上降低“人”在其中发挥的作用，从而将电气设备管理纳入自动化、科学化管理之中，管理人员只需要随机进行数据监测、异常情况分析等工作就可以将井下电气设备运营情况如实掌握，杜绝了由于工作人员主观因素所造成的严重后果，提高了煤矿企业社会经济效益。

三、煤矿机械电气设备自动化调试技术的配套措施

1、规范机电设备的调试与移交规范

设备调试单位应当严格遵守招投标准则，在通过资历检查以后，只要那些能依照规划需求进行施工的的单位才干具有招标的资质，在进行调试合同的签定时，调试单位还应当向煤矿公司交纳一定的保证金。通常情况下设备调试单位在进行了静态调试后才干够进行动态测量。在最终的实践调试进程之中，对发生故障的电气设备进行维修时应当留意避免通电维修，这是由于通电后，设备的毛病范围也许扩展，损坏其它功能杰出的元器件，致使更大的损失。

2、建立运行维护阶段的质量管理规范

电气系统的故障通常是因为机械部件中某一处的故障所引起的，所以调试人员在调试过程中不能光看到电气设备故障的表面现象，应领先对全部机械系统的故障进行维修，再逐渐地进行电气有些故障的扫除。调试人员在进行电气设备故障调试过程中，还应当遵从先维修共用电路，然后是遵从维修专用电路的准则，依照此准则对电气设备中呈现的故障逐个排查。最后是着重查看电气设备中常呈现故障的地方，也即是遵从先通病维修后难题维修的准则，这些部位的常见故障较多，因而对故障的扫除办法及处理办法都较多。此种维修办法不只可以较为疾速地对故障进行扫除，还可以堆集调试人员的作业经验，确保后期电气设备的调试及维修作业正常地进行。

四、煤矿机械电气设备自动化调试控制模式的设计及应用

1、监测控制系统

该体系的主要功能就是关于那些对比容易发生事端的地址进行有用监测，并依据相应数据进行有用猜测。而该体系又可细分为四大模块：数据获取模块：用来搜集事端易发点的有关数据，如温度、湿度、气压等；数据的通讯模块：主要是将监测到的数据传输到总数据库中，同时将视频数据传输到监测终端机上；视频监控模块：主要是将接收的视频数据进行实时显现；智能猜测模块：有用地选用含糊神经网络的方法对接纳的数据进行有用的评价与分析，从而为监测、调试人员的有关决策提供必要的支持。

2、项目管理系统

该体系主要是对煤炭企业的有关项目从时间、质量、成本、规模与风险等方面进行必要的思考，然后选用关键路径的分析法对其所施行的项目进行有效管理。因而，该体系能够对项目在生计周期内实施有用管理，并对该项意图绩效实施归纳评价，以不断地进步企业内部有关项目的管理水平。

3、员工管理系统

该体系主要是对公司在职工的招聘和训练方面进行有效的办理，然后为每一位职工建立有关的生长档案，并拟定相应的规划与目标。同时，在该体系中，包含了招聘训练模块及职工的生长模块，两者有机联系，为煤炭公司内部职工的发展拟定有效的生长计划，然后从全体上提高全部公司职工的综合本质和工作效率。

结束语

科学技术作为现阶段最强大的生产力，要想促进煤矿企业的安全、快速发展，提高煤矿机械设备自动化应用水平是必由之路，只有更好地理解机械自动化的含义才能更好地提高生产效率，才能推动煤矿企业与科学技术齐头并进，互相促进发展，大力发展我国的煤矿事业。

参考文献

[1]李飞.煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用[J].能源与节能,2014,04:51-53.

[2]王建军.论煤矿机械设备自动化技术应用[J].机械管理开发,2014,04:80-81+112.

煤气化技术篇3

关键词电力工业；煤气化；能源

中图分类号：TM611文献标识码：A文章编号：1671-7597（2014）13-0106-01

我国是以煤炭为主要一次能源的国家，发展煤基燃料的联合循环是一个重要的方向。此项技术在循环热效率、调峰性能、容量、交加、节约水资源上得以完好的改善，其使用高硫煤并且成为资源化或生产单体硫等特点上具有明显作用。在未来以环保的燃煤发电技术中可以发展成为世界最洁净的燃煤发电技术。

1实践中整体煤气化联合循环的方式方法及分析

在目前适用范围最广、效果最为明显的整体煤气联合循环系统中，煤和来自空气分离装置的富氧化剂送入气话装置中生成的煤气成为发电机做功发电的燃料，而压气机输出的压缩空气的一部分送入燃气轮机燃烧室，作为燃烧所需空气，另一部分供空气分离装置所用。在实现燃气―蒸汽联合循环的过程中间接或直接的使用了固体燃料煤的目标。

（IGCC）即合成气制备与净化部分和燃气―蒸汽联合循环发电部分，其系统的设计是以煤气化设备为主导的。图1为一种典型的（IGCC）系统简图。

2（IGCC）的特点

1）燃料的适应性广。可利用高硫分、高灰分、低热值的低品位煤。

2）具有进一步提高效率的前景。先进的煤气化技术可达到99%的碳转化率，气化炉的总效率可达94%。

3）整体煤气化联合循环克服了单独煤气化的缺点。在单独煤气化的过程中，煤的化学能中15%多的热量损失于冷却水中，利用这一部分热量加热余热锅炉的给水，从而体现整体化的

优势。

4）优良的环保性能。整体煤气化联合循环发电系统在将固体燃料比较经济地转化成燃气轮机能燃用的洁气体燃料的基础上，很好地解决了燃煤污染严重且不易治理的问题，具有大气污染物排放量少，废物处理量小等突出优点，足以满足对未来燃煤发电系统日益严格的环保指标要求。

3整体煤气化联合循环系统的主要构成部分及其特点

1）IGCC主要系统中煤炭气化系统的组成与优势的组成与优势固定床气化也被称为移动床气化。其有独特的形成原理，煤由气化炉顶加入，气化剂则由炉底加入，在流动气体不会改变固体颗粒的相对位置时，即称固定状态。依据固定床气化简单、可靠的特性，在发电技术中占据主流地位。

以小颗粒煤为气化原料，自上而下的气化剂的作用下，保持不中断和无序的沸腾、悬浮的状态运动中进行着混合热交替，致使整个床层温度均衡被称为流化床气化即沸腾床气化。流化床气化的特性是生产强度较固定、煤种适应性强。

气流床气化技术室一种并流式气化。其操作主要是在气化炉内煤炭细粉颗粒经过特殊喷嘴进入反应室，瞬间发生燃火反应，即使在不充分的氧化条件下，能够保持同时发生热解、燃烧以及吸热的气化的反应，由此得出其较大兼容性的特效。

2）IGCC主要系统中煤气净化系统的组成与优势。因为从气化炉产生的原煤气里含有大量对人体有害杂质，所以为了达到燃气轮机安全、可靠运行和环保法规的要求，预先净化处理，以除去粗煤气中的硫化物、粉尘、氯化物记忆碱金属与卤化物等有害物质。

3）空气分离系统。整体煤气化联合循环的煤气化反应均采用富氧气体作为气化剂，空气分离制氧通常采用常规的低温液化绝热分离方法，在制氧过程中，要求向空气分离系统提供至少0.6MPa压力的压缩空气，因此，制氧的绝大部分功耗为空气的压缩。空气分离制氧系统分离出来的氮气压力也较高，可全部或部分地直接回注到燃气轮机做功，空分后获得的氮气也可以作为副产品出售。

4）燃气轮机与余热锅炉。燃气轮机主要是考虑为了适应不同热值的煤气以及煤气中残存的微小颗粒所存在的磨蚀和腐蚀而设计。为了经济、有效地控制燃气轮机排气中的NOx的含量，采取在燃烧室内喷水，或在煤气送入燃气轮机之前，与无盐水接触，增大煤气的湿度，借以降低燃气轮机燃烧室内的火焰温度，使燃气轮机排气的NOx的含量得到控制。

余热锅炉是整个联合循环系统中一个重要的有机组成部分，余热锅炉的功能和结构与联合循环方案及其给水系统预热方案密切相关，为系统整体优化和各主要子系统匹配的一个关键所在，起承上启下的作用。

4结论

整体煤气化联合循环技术在发电工业的成功应用将依赖于成本的降低和可靠性及可操作性的增强，关键领域在于更好地了解燃料气化性能，提高IGCC主要设备部件的可靠性并降低基建成本，可对整个IGCC工艺进行最优化设计。

参考文献

[1]能源与矿业工程学部咨询组.发展燃气机充分利用我国燃气能源的研究[R].北京：能源与矿业工程学部咨询组，2004.

[2]赵洁，赵敏，谢秋野.国内外整体煤气化联合循环电厂发展概况及我国建设条件分析[J].中国电力，2006（4）：42-46.

煤气化技术篇4

一、采掘机械设备的电气自动化

目前，国内外工矿企业在生产过程中应用的采掘机械设备已经慢慢实现了电牵引，其装机容量也要明显大于传统牵引方式，特别是横向布置式多电机驱动开始投入使用，为煤矿生产创造了很大的便利。从煤矿行业来看，采煤机总装机功率基本都达到了1000KW，部分甚至达到了1500kw，同时牵引电机功率在2*50kw左右，牵引速度最高可达到30m/min。其中，交流电牵引式采煤机的采煤效率较高，其抗污能力好，后期维护比较方便，因此备受煤矿企业青睐。采掘机械的控制技术是建立在计算机技术基础上的综合运用多种互感器来进行工况监测和故障诊断的自动化系统，体现了现代高效率、大功率采煤机械的特征。

同国外自动化控制技术相比，我国煤矿企业中应用的采掘机械设备的自动化技术水平仍然较低，采煤机的牵引方式、调速方式多为液压牵引，采煤机械的最大装机功率液压牵引为800kw，电牵引为830kw。国内电牵引的应用较晚，目前，MG3344-PWD是唯一投入应用的国产电牵引式采煤机，交流电牵引式采煤机的核心电控部分仍需从国外引进。在国内，上海及西安等城市相继研制出了电牵引采煤机，部分机械已经投产。刮板运输机的运输效率仍然比较低下，连接强度不高，输煤量少。综采设备的电气自动化控制程度不高，在控制和检测方面有很多不足，缺少必要的故障诊断功能。同时微机控制还未达到推广水平，微型计算机自动控制掘进机处在初步应用阶段，仍落后于采煤先进国家。

二、运输提升机械的电气自动化

自上个世纪80年代起，我国煤矿生产规模不断扩大，产量也急剧增加，胶带运输设备开始在大中型煤矿企业的日常生产中投入使用，在此期间，胶带运输控制系统开始研发，取得了较快发展。计算机及PLC技术的发展，使得DCS结构可以有效地连接安全生产控制系统，充分满足了地面监控的需要。除此以外，部分高等院校研发的胶带机数字化直流调速系统也开始在煤矿生产中投入使用，其应用效果十分显著。而且大量的应用实践表明，计算机结合工业电视胶带监控系统的推出和使用，也能够大幅度提高煤矿运输效率。但是胶带自动化依然存在部分保护未过关的问题。我国目前应用的运输提升机以交流提升为主，主要通过转子串电阻方法进行调速，除了极少数大型矿井应用PLC控制以外，很多矿井仍然沿用继电器与接触器进行控制。

改革开放后，国内引进SCR-D型号的直流数字化控制提升机约30台，国产SCR-D提升机主要按照其模拟线路进行控制。在此期间，微机与PLC联合监测与采集数据的SCR-D提升机大量投入使用。最近几年，建立在计算机技术基础上的提升机电气保护装置有了飞速发展，在很大程度上提高了提升机的运行安全性。同时随着电力电子器件行业的迅猛发展，一些高效率、高频率斩波器相继投入使用，极大地提高了运输提升机械设备的自动化控制精度。现阶段，在很多采煤国家中，以PLC作为控制核心的提升机电气自动化技术日臻成熟，通过PLC技术能够实现安全回路全面监测、提升工艺控制以及同路行程控制等多个功能，实现了提升机产品标准化，与此同时，一些煤矿企业将双线回路推广应用于全部安全部件中，在安全监控回路中引入冗余技术，基本达到了全微机监控的效果，有利于维持提升机安全、高效运行，其中，故障诊断装置中采用微机这一核心技术，进一步提高了自动化程度。

三、胶带运输机控制系统

在集中控制系统中，PLC是控制核心，用户界面主要包括控制软件和工业监测，由此主控制站具备了如下联锁功能。首先，在地面生产系统与主皮带机之间设置了连锁功能，能够保证在出现事故时不紧急停车。其次，同时具备了单机、手动、集控及检修等多种工作模式；再次，上位机监测能够显示电流、胶带速度、过煤量等数据，也能够反映堆煤、打滑、跑偏以及烟雾等故障现象，通过故障警示及自动语音报警形式提示。最后，电控装置与CST、变频器、电软启动装置等相互配合，能够对胶带输送机的传输速度进行控制，可实现软停车和皮带机软启动，在很大程度上满足了重载启动及平稳加速启动要求。

四、安全监控控制系统

煤气化技术篇5

关键词：煤气化技术发展及应用

煤化工产业作为化学工业的极为重要的组成部分，是以煤为主要原料生产化工产品的产业，包括煤热解、煤气化、煤焦油加氢、煤气化制合成氨、煤气化制甲醇、煤气化制乙二醇、煤制油、煤制烯烃、煤气化制SNG液化生产LNG等行业，其产品涵盖合成氨、甲醇、尿素、油品、乙二醇、乙烯、丙烯、液化天然气等。而煤气化是煤化工产业的龙头技术。在目前的社会条件下，根据其是否可以作为大型工业化运行的技术，可以将煤气化技术分为固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。

1、固定床气化技术的发展及应用

1.1常压固定床煤气化技术

在常压下，将空气、蒸汽等作为气化剂，将煤转化为煤气的过程就是常压固定床煤气化。这个技术较为成熟可靠，具有简单的操作流程、较少的投资和较短的建设周期，因此在被广泛应用于国内冶金、机械等行业的燃气制取工作中；同时在中小型合成氨厂、甲醇厂的合成气制取中都有极其广泛的应用[1]。但是，这种煤气化技术对原料煤有比较高的要求，而且单炉具有较小的生产能力、较高的渣中残碳和在气化为常压煤气时较高的的压缩功耗。随着社会经济和技术的飞速发展，煤气化技术也得到了较大的发展。又由于国家提高了对煤化工准入生产规模的要求，因此，这种技术已经很少在新建的大型煤化工装置中使用了。

1.2加压固定床煤气化技术

加压固定床气化技术的典型代表是鲁奇加压气化技术。该气化技术的原料具有较广的适应范围，除了具有较强黏结性的烟煤不能气化之外，可以气化包括具有较高的可气化灰分的劣质煤在内的从褐煤到无烟煤的所有煤。鲁奇气化炉中的煤和气化剂运动方向是相反的，具有较低的炉温，采用固态排渣。鲁奇加压气化技术较为成熟可靠，具有较高的气化效率、碳转化率等，同时，在各类气化工艺中，它消耗的氧气量较低，而且具有极其简单的原料制备和排渣处理工艺，在城市煤气生产中得到了极其广泛的应用。其缺点是废水量大，水处理系统庞大。目前Lurgi公司推出的MarkⅣ和Mark+有了较大改进；另外采用熔融液态排渣的BGL炉，气化能力大大提高，氧耗、蒸汽耗大幅度降低，废水量显著减少，经处理可实现污水零排放。在我国一些大型的褐煤气化制天然气项目多采用鲁奇炉，BGL炉正在推广应用阶段，前景看好。

2、流化床气化技术的发展及应用

流化床气化是以碎煤为原料、以氧气及水蒸气等为气化剂的一项技术，又可以称为沸腾床气化。其气化过程为以一个既定的流速从气化炉底部鼓入气化剂，致使炉内的粉煤沸腾起来，在粉煤和气化剂均匀地混合在一起后，物料就具有较快的传热和传质速率了。目前，流化床技术已经发展成为了一种较为成熟的工业技术。该技术采用较简单的备煤工艺和较均匀的炉内气化温度，工作人员可以比较容易地控制其过程，因此我国的中小型化工企业会广泛采用这种气化技术。其典型的炉型为德国的高温温克勒（HTW）和Lurgi公司开发的循环流化床气化炉（CFBG）。

2.1温克勒流化床气化技术

温克勒气化是流化床气化技术的代表。温克勒常压流化床气化技术操作的状态是常压，需要900～950度的气化温度，具有简单的工艺和操作流程，但狭窄的煤种使用范围和较大的耗氧量严重阻碍了其发展。同时，该技术气化时的温度较低，因此在炉的出口处会有较多的气体带出物，从而导致较低的碳转化率和生产能力。针对上述缺点，一项新的气化技术，高温温克勒（HTW）加压气化技术，被温克勒公司开发出来。该项技术将气化的温度提高到了950～1100度。为了不造成各项污染，该技术将高温旋风分离器设置在了气化炉的后面，使带出物得到了分离，然后又重新返回炉内，从而污染排放减少了，碳的转化率和生产能力也得到了提升[2]。

2.2循环流化粉煤气化技术

上世纪七十年代，Lurgi公司开发出了循环流化粉煤气化技术（CFB），性能非常接近与恩德炉的工艺，但对于旋风分离器的设计却十分独特。这种旋风分离器分离出来的粉尘可以在气化炉的顶部直接进行外循环，同时内循环也可以在喇叭状的炉床内形成，从而促进多重循环的形成，这些循环反复气化物料，极大地提高了碳的转化率。与此同时，较低的固体流速与较高的气体流速之间的差异又延长了物料和气化剂之间的接触时间，从而使他们得到更加充分的混合，使炉底排灰和飞灰之中有少于3%的碳含量，极大提高了气化效率。

3、气流床气化技术的发展及应用

在对流化床气化炉进行进一步改造的基础上，制造出了气流床气化炉。该技术使用

3.1两段式干煤粉加压气化技术

我国自主研发了两段式干煤粉加压气化技术，该项技术是由西安热工研究院开发的，是一项我国拥有自主知识产权的煤气化技术。该项技术采用大量的冷煤气循环，从而起到有效的急冷降温效果，克服了传统煤气化技术中的各项技术缺陷。

3.2GSP的气化技术

德国的德意志燃料研究所（DBI）开发研究出了GSP的气化技术。该项技术以利用高灰分褐煤来生产民用煤气为最初的目的，但后来在弗莱堡（Freibrug）[3]，该技术的基础研究和基础工艺验证工作得到了圆满的完成。所有这一切试验的完成都是以一套3MW的中试装置为基础的。

3.3壳牌（shell）气化技术

壳牌国际石油公司开发出了Shell气化工艺，它是一种干法粉煤加压气流床气化技术。利用该技术，荷兰Buggenum在1993年建成了日投煤两千吨的大型商业化装置，在联合循环发电方面得到广泛的运用。目前，该装置仍具有良好的运行能力，发电效率达到了43%，尽管近年来人们对环保的要求相当苛刻，但该技术下的排放物已经完全满足了现时的环保要求。Shell煤气化对废锅流程进行了合理的应用，可以将更多地蒸汽生产出来，在联合循环发电中被广泛应用。但是，由于废锅流程用于生产化工产品时还需要将蒸汽变换加上，因此它在化工行业并没有明显的优势。目前，我国有十多台已经建成或正在建设的Shell炉，从洞氮、双环、枝江、安庆着四家单位的运行情况中我们可以看出，虽然连续运行时间正在慢慢增加，但仍然有一些问题存在，要想使其长时间连续运行，我们还需要将其进一步完善。

3.4德士古（Texaco）气化技术

美国德士古公司开发出了德士古气化技术。该技术将煤磨成水煤浆，然后将添加剂、助溶剂等加入形成8Pa·S～1.OPa·S黏度的、煤浆质量分数在60%以上的浆状物，将这些浆状物加压后喷入炉内，使其在纯氧中燃烧，发生部分氧化反应后，在1300～1400℃的高温中气化，从而促进合成原料其的生产。目前，在全世界范围内，该技术已经被广泛应用于几十套工业化装置的运行，我国有二十多套，包括安徽淮南化肥厂、上海焦化厂三联供装置、山东鲁南化肥厂等。安徽淮南化肥厂每年可以产出30万吨的合成氨和52万吨的尿素，气化压力是.5MPa。将激冷流程进行合理的应用，有3台气化炉，目前仍然保持良好的运行状态；上海焦化厂三联供装置的气化压力是4.OMPa，有4台气化炉，将激冷流程进行合理的应用，从而促进甲醇的生产。山东鲁南化肥厂将该项技术用于生产合成氨的原料气，同样将激冷流程进行合理的应用，操作压力是3.OMPa。由于该技术具有较高的专利费，而国内已经成功开发出了拥有自主知识产权的水煤浆气化技术，因此，预计未来国内技术在水煤浆气化装置的新建中会得到广泛的应用。

4、结语

随着社会的发展，人们越来越关注煤气化技术。我国拥有多种多样的煤炭种类和千差万别的煤化工规模，煤气化技术发展不平衡。因此，各个煤化工企业在对煤气化技术进行选择的时候，应该严格根据本厂自身的实际，因地制宜，全面地综合分析所投资的项目，同时全面地了解项目的原料、技术、环保等多方面的问题，然后处理时多加综合优化。只有这样做才能把企业的投资风险降低到最低限度，从而提高企业的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]汪家铭.Shell煤气化技术在我国的应用概况及前景展望[J].化工管理，2009，（03）.

煤气化技术篇6

【关键词】电气自动化技术煤矿生产应用

煤矿生产在当前的发展中对先进技术的应用愈来愈重要，通过自动化的技术应用能将生产效率得到有效提升，在生产的规模上也能得到有效扩大，煤矿生产中通过电气自动化技术的应用，就能达到这样的效果，加强对电气自动化技术在煤矿生产中的理论研究就有着实质性意义。

1电气自动化技术的内涵以及发展分析

1.1电气自动化技术的内涵分析

电气自动化技术是当前工业化生产中的重要应用技术，是信息技术时展下电气信息领域中的一个分支。在煤炭资源的需求加大情况下，加强技术的优化使其能够将生产效率充分发挥就有着积极作用。电气自动化这一技术的诞生时间不是很长，但是在短短的时间中就有着很大程度的发展，在当前的应用涉及到的领域已经非常广泛。电气自动化技术在高新技术的产业发展中也占据着重要的地位。在具体的应用过程中主要是通过对仪器仪表的应用和计算机信息技术的应用等，进而来对工业生产实施的监测和改善控制。从电气自动化的技术内容层面来看，就主要有自动化的软件以及系统和硬件几个重要部分。

1.2电气自动化技术的发展分析

电气自动化这一技术的发展也是经历了几个重要时期，在实际的应用过程中就对生产效率有了很大程度的提升。故此电气自动化技术在应用中也有了相应的发展，在操控的精密性以及智能化的程度上已经愈来愈高，而在自动化技术的发展趋势层面，也开始呈现出集成化以及知识密集化等趋势。

电气自动化的技术核心是对计算机技术以及传感器技术等技术的应用，计算机技术和电气自动化技术的结合度也比较大，特别是在当前的信息技术高速发展时代。计算机技术自身有着灵活性，所以就能够在多个方面得到应用，而在电气自动化的技术发展同时，工业生产当中的一些机器设备等管理中，对计算机技术的应用就能提升企业的经济效益。

2煤矿生产中的采煤工艺和电气自动化技术的应用

2.1煤矿生产中的采煤工艺分析

煤矿的生产过程中的采煤工艺的发展也在随之而发生着变化，煤矿企业采煤中对各个环节的运行都是通过机械化技术的应用来提升生产效率的。特别是在采煤中的产量提升上有着显著的效果，对大量的劳动力有了相应减少。我国的煤矿在当前还有一些是处在强度开采的发展中，一些比较优质的煤层开始随着不合理的开采而逐渐的枯竭，对综合性的采煤工艺加以应用能在安全性上得到保障，以及在采煤的能力上有效提升。在这一过程中主要是对短壁综合机械化的应用，这是对一些比较厚的煤层开采过程中进行应用的，最为突出的特点就是实现综合上下端头快速的工作，并能够在巷道当中实施机械化快速的挖掘。

除此之外，还有对长壁综合机械化的应用，这是对工作面有着一定长度进行实施割煤的时候进行应用的。再有就是对断肠壁综合开采机械化的应用，也能够将煤矿的开采效率以及幅度得到有效提升。

2.2煤矿生产中电气自动化技术的应用

将电气自动化技术在煤矿生产中加以应用是在多个层面进行应用的，将电气自动化技术在煤矿机械中进行应用。考虑到机械运行的效率，就要进行辅助设计优化改良的方案，从而来促进机械运行的效率能够得到有效保持。例如在液压设备以及采煤机等方面可以在电气自动化的控制技术优化下在实际工作中加以应用，这对采煤的自动化发展就能得到有效提升。

例如在对煤矿生产的液压系统方面，通过电气自动化的控制技术就能对其控制状态得以稳定的保持。而在液压系统在煤矿生产中工作的时候，系统就能够结合实际对煤矿的生产状态来提供合理化的控制，对液压系统的良好运行的状态就能得到有效保持，电气自动化的技术应用的逐渐成熟，也能对其技术优势得到充分的发挥。

电气自动化技术在采煤的过程中进行应用的时候，就有着层次性的要求，主要是从厚向着薄处进行开采的。对于薄处的开采就相对比较复杂化，而含炭量又比较高，所以这就需要对电气自动化控制技术加以应用。在对薄处的煤矿开采过程中能够采用远程控制的方式，对煤矿开采的全过程进行有效控制，并能进行指令的发送，这就促进了采煤的全程自动化的控制，实现了人性化的发展目标。

将电气自动化技术在煤矿的运输过程中进行应用，也能起到积极促进作用。在之前的煤矿的井下运输设备都是通过胶带进行运输，能够将大量的煤炭从井下直接输送到地面，胶带运输设备在运输监控系统方面也能积极发挥，对运输的安全性以及效率提升有着保证。在之后的计算机技术以及DOS结构系统的应用下，对煤矿的监控技术有了大幅度的提升，新型的变频技术以及交频同步拖动调速系统的进一步发展也对煤矿生产技术的发展有着促进作用。电气自动化技术在煤矿生产中的应用推广，对整个生产的效率提升起到了积极作用，在今后的发展中，随着技术的进步也会有更新的进展。

3结语

总而言之，电气自动化技术的应用在煤矿生产中作用的发挥比较重要，建设高效的矿井煤炭生产发展系统，就要将新的技术在实际生产中得到应用，满足煤炭生产现代化的发展要求。此次主要从电气自动化技术及其发展进行了分析，然后结合实际对其具体的应用进行了探究，希望能够通过此次的理论研究，有助于实际煤矿开采的效率提升。

参考文献

[1]张亮.煤矿电气自动化控制系统优化设计分析[J].内蒙古煤炭经济，2015（12）.

[2]吴E.电气自动化在煤矿生产中的应用[J].科技展望，2014（09）.

[3]车振辉.电气自动化技术在煤矿生产中的价值和应用[J].科技风，2015（22）.

[4]王晓东.探讨电气自动化在我国煤矿的发展现状及未来展望[J].科技与企业，2013（04）.

作者简介

吕鹏飞（1993-），内蒙古自治区丰镇人。现为中国人民石家庄机械化步兵学院学员。研究方向为电气工程。