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一、 项目简介
经过重组整合而成立的神华乌海能源有限责任公司是一个集焦煤生产、洗选、焦化、煤化工及矸石发电为一体的多元化新型能源企业，也是目前内蒙古最大的焦煤生产基地。
目前乌海能源公司的主导产品为：精煤、混煤、焦炭、甲醇等；主要业务板块有：煤炭板块、洗选板块、焦化板块、电力板块、煤化工及其他项目。
西来峰2×96万吨焦化项目，从备煤输送到焦炉以及地面除尘这是一个整体部分，为了充分实现其功能，减少操作工人劳动强度很大，加强企业的自动化普及率，提高公司的效率，因此选购了由浙江正泰中自控制工程有限公司系统。
二、 工艺简介
焦炉主要分为备煤，炼焦、熄焦、以及地面除尘站。
备煤工艺流程简述：炼焦用精煤由汽车运入场内，人工卸料。上煤采用不同煤种轮番上煤；上煤时，推土机或装载机将原料煤推入相应的受煤坑内,受煤坑下的往复式给料机将煤给入备1带式输送机， 经备2、3带式输送机送到配煤仓将煤卸入各自的配煤仓内储存。
配煤仓下的电子自动配料秤将各种煤按相应的配合比例进行配合，经除铁器除铁后煤进入粉碎厂房内的可逆反击锤式破碎机进行粉碎，煤被细碎至<3mm占90%以上，其中<1mm占50%以上，然后经备4、备5和备6带式输送机及可逆配仓带式输送机送入煤塔内供焦炉炼焦使用。
备煤车间来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，装煤车行至煤塔下方, 由摇动给料机均匀逐层给料, 用21锤微移动捣固机分层捣实, 然后将捣好的煤饼从机侧装入炭化室。煤饼在950～1050℃的温度下高温干馏, 经过～24小时后, 成熟的焦炭被推焦车经拦焦车导焦栅推出落入熄焦车内，焦炭送至熄焦塔用水喷洒熄焦，熄焦后的焦炭由熄焦车送至凉焦台，经补充熄焦、凉焦后，由刮板放焦机放至皮带送筛焦楼。
内设有两台熄焦泵，一开一备。快速启闭电磁阀的开启由红外遥控探头自动控制，当装有红焦的熄焦车运行至熄焦塔下时，开始喷洒熄焦，整个喷洒过程由时间继电器控制在90～120秒，保证红焦熄灭。
湿法熄焦工艺包括熄焦泵房、熄焦塔、熄焦水喷洒管、除尘用捕集装置、粉焦沉淀池、清水池、粉焦脱水台和电动单轨抓斗起重机、焦台、刮板放焦机等。
装煤除尘：烟气由烟尘收集车收集并燃烧后，再汇入除尘干管，然后通过除尘地面站除尘管道进入灭火冷却器降温后，再经阻火型脉冲除尘器净化，烟尘由除尘风机抽引，最后达标气体通过烟囱排入大气。
与装煤车信号联锁，当装煤车给出装煤信号时，冷风阀关闭，除尘风机在液力偶合器的作用下高速运转。装煤停止后，在液力偶合器的作用下风机低速运转，同时冷风阀打开，冷风将灭火冷却器蓄存的热量带走，待再次接到装煤信号后，关闭冷风阀，风机高速运转，如此循环，含尘气流经除尘器净化后由烟囱排入大气。
三、 控制系统的构成
由于到整个系统比较复杂，结构层次较多，所以考虑到让现场经验丰富的正泰中自来完成该项目。
以“客户满意度100%”为原则，我们决定该系统采用中自TDCS9200+ET200为整体构架配置，上位软件采用正泰中自SunyTech8.0。从而既能充分体现了中自软件的强大的功能又能保证系统的牢靠的稳定性。
利用TDCS9200管理网络总调度室可以理解整个工段的实际情况，从而做出最优的调配。
站点
DI
DO
4-20mA
4-20mADC
Pt100
热电偶
AO：4-20mA
1，2号焦炉
0
0
6
39
16
4
10
3，4号焦炉
0
0
6
39
16
4
10
1，2号焦炉除尘
190
221
15
10
1
3，4号焦炉除尘
190
221
15
10
1
备煤主站
197
87
40
1#远程站
112
50
8
2#远程站
10
44
8
3#远程站
210
105
8
筛焦主站
170
46
10
1#远程站
170
44
8
2#远程站
59
20
33
1#10KV配电所
66
16
3
关于各工段我们分为备煤、焦炉、地面除尘三大部分。
备煤工段，由于西来峰地势原因，整条生产线跨度比较大，从而导致主站CPU下需进行多个从站的配置，并且有些站点分布还比较远，不能直接使用总线通讯电缆。这就对整个网络系统的稳定性提出了挑战。因此我们决定使用冗余CPU，对整个网络进行冗余配置，对距离比较远的从站采用ET200，同时使用OLM进行通讯，该模块将DP转换为光纤进行通讯。这样就保证了各站点的网络畅通。
备煤工程师站和操作站，我们对每台工控机都配备了2块CP5611来进行OPC通讯。这样就更好的网络容错能力，更好的为客户服务。
焦炉工段，由于其重要行，我们决定使用中自的TDCS9200 DCS系统。该系统具有：硬件冗余（包括电源冗余、主控模版冗余、网络冗余等保证生产的稳定和安全性），系统开放（便于第三方设备接入）、构成灵活（模块化装配方便）、界面友好（中文界面、易于操作）、功能强大、维护简便等特点。
地面除尘部分，考虑其重要性，决定使用S7300系统。
这样整个系统通过中自的SunyTech 8.0来联结，充分体现了该系统的强大优越性。
四、 工艺要求的实现及完成
备煤：要求对个皮带的状态进行监视和想对应的控制，防止皮带的跑偏、撕裂、打滑以及皮带异常停止等等，相关的信号经过PLC处理后从而进行各正确的操作。这里包括与堆取料机的联锁信号。皮带控制中涉及到皮带的自动启动控制、自动停止控制以及意外情况各皮带停止。皮带启动是自下往上顺序启动，皮带停止是自上往下停止，意外情况皮带停止时该皮带往上立即停止。这就要求各皮带的状态信号必须真实的反应到PLC，只有这样才能保证皮带的稳定运行。
焦炉：分为3大块，分为炼焦、熄焦和地面除尘，其中炼焦和熄焦使用TDCS9200 DCS系统，地面除尘系统为西门子S7300PLC系统。
（1）炼焦工艺
干馏过程中产生的荒煤气经炭化室顶部、上升管、桥管汇入集气管。在桥管和集气管处用压力为～0.3MPa，温度为～78℃的循环氨水喷洒冷却，使～700℃的荒煤气冷却至84℃左右，再经吸气弯管和吸气管抽吸至冷鼓工段。在集气管内冷凝下来的焦油和氨水经焦油盒、吸气主管一起至冷鼓工段。焦炉加热用回炉煤气由外管送至焦炉，经煤气总管、煤气预热器、主管、煤气支管进入各燃烧室，在燃烧室内与经过蓄热室预热的空气混合燃烧，混合后的煤气、空气在燃烧室由于部分废气循环, 使火焰加长, 使高向加热更加均匀合理,燃烧烟气温度可达～1200℃, 燃烧后的废气经跨越孔、立火道、斜道，在蓄热室与格子砖换热后经分烟道、总烟道，最后从烟囱排出。
上升气流的煤气和空气与下降气流的废气由液压交换机带动，液压交换传动装置定时进行换向。装煤过程中产生的含尘烟气经烟尘收集车燃烧后进入由接口翻板阀组成的除尘干管，并经由连接管道进入地面除尘站进行净化处理。除尘器收集的粉尘由链式输送机运至贮灰仓，为防止粉尘二次飞扬，污染环境，对输灰系统进行封闭，并在各产尘点设集气罩，接入地面站除尘系统，贮灰仓中的粉尘先经加湿处理后汽车外运。
（2）熄焦工艺
湿法熄焦工艺包括熄焦泵房、熄焦塔、熄焦水喷洒管、除尘用捕集装置、粉焦沉淀池、清水池、粉焦脱水台和电动单轨抓斗起重机、焦台、刮板放焦机等。
为了保证熄焦塔捕集焦尘的效率，在泵房设有清水冲洗泵，定期对捕集装置进行冲洗。
熄焦塔高36米，熄焦塔下部设有熄焦水喷洒管，顶部设有一层折流式木结构的捕集装置，可捕集熄焦时产生的焦粉和水滴，增加其除尘效率，有效的改善了周围环境。粉焦沉淀池的长度、宽度和深度使含焦粉的循环水有充分的沉淀时间和沉淀速度。可保证熄焦水循环使用。为了定时清理粉焦沉淀池内的粉焦，设计选用了容积为0.75m3的电动抓斗，定时将沉淀池底的粉焦抓到粉焦脱水台上，经脱水后外运。
3）地面除尘工艺
在风机低速运转期间，由预喷涂装置将收集来的焦粉喷入装煤除尘器的布袋上，以防止布袋糊死。出焦除尘：出焦过程中，拦焦车上的焦尘罩与除尘干管连通。焦侧炉门框顶部逸散的烟尘、推焦过程中焦饼向熄焦车塌落时以及熄焦车内红焦与周围环境中空气燃烧后产生的大量烟尘、导焦栅顶部逸出的烟尘，在热浮力和除尘风机的作用下，经混风进入集尘罩，然后进入固定干管，再由除尘风管引入地面站。烟气先经过灭火式冷却器，除去大颗粒或着火的焦粉，烟气降至120℃以下，然后进入阻火型低压脉冲式布袋除尘器，除尘后烟气排放浓度<50mg/m3。净化后的气体经除尘风机、消音器、烟囱排入大气。为装煤和出焦除尘器配套有输灰系统，输灰系统为机械输灰，布袋除尘器及灭火冷却器收集的粉尘经双层卸灰阀、刮板输送机、贮灰仓、加湿搅拌机，并由汽车外运。除尘地面站系统与拦焦车信号联锁，当拦焦车给出推焦信号时, 关闭非常阀，除尘风机高速运转,进行除尘工作。推焦停止后, 除尘风机低速运转，达到节能目的。开启气动非常阀，灭火式冷却器降温，为下一循环作准备。
五、 项目运行
该项目已在乌海神华西来峰正式投入运行，现运行正常。对整个工段的稳定控制，提高了该厂的经济效益，提高产品的竞争力，扩大的中自品牌的影响力。岗位工人的工作量明显减轻；同时避免了由于人为疏忽导致生产事故，影响正常工作生产的情况。
六、 应用体会
本装置采用浙江正泰中自控制工程有限公司研发的TDCS9200集散控制系统及SunyTech 8.0软件，此软件本身强大包容力在这次系统上得到了充分运用。整个系统反馈信息完全正常。
七、 参考文献
[1] SunyTech工业控制应用软件平台控制组态手册V2.0-8ZTZ.819.050.2
[2] SunyTech工业控制应用软件平台实时监控手册V2.0-8ZTZ.819.049-2.
[3] TDCS9200集散控制系统工程维护手册V2.0-8ZTZ.819.048-2
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