[发明专利]一种用于煤矿乏风氧化发电机组的分散控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电控制领域，更具体地说，涉及一种用于煤矿乏风氧化发电机组的分散控制系统。

背景技术

瓦斯是煤炭开采过程中伴生的一种可燃气体，主要是空气与CH₄的混合物，具有爆炸的危险。煤矿风排瓦斯中CH₄含量极低，CH₄体积分数一般为0.10%－0.75%，通常将其称为“乏风”。虽然风排瓦斯中CH₄含量极低，但是总量巨大，我国煤矿排放的甲烷有80%是通过乏风排出的。由于乏风的甲烷含量低于0.75%，如果进行分离提纯，耗能要远远超过所提取的甲烷能量，这种浓度的甲烷也不能直接燃烧，所以长期以来只能空排。

我国每年通过乏风排入大气的甲烷在200亿立方米，若将其中的30%加以利用，相当于每年可增加约730万吨标煤。此外，甲烷对温室效应的“贡献”是二氧化碳的21.5倍，利用的甲烷相当于每年可减少8000万吨二氧化碳排放。因此，对煤矿乏风资源的有效利用是能源节约和资源综合利用的重要途径，也是应对气候变化和温室气体减排的重要手段。

如果将乏风中的CH₄进行分离提纯，耗能要远远超过所提取的CH₄能量，很不经济。这种浓度的瓦斯也不能直接燃烧，所以长期以来只能向空气中排放。据统计，我国每年通过乏风排入大气中的CH₄相当于1500－2000万吨原油或2000－3000多万吨煤炭。“乏风”的利用曾是世界性难题。由于浓度低，利用技术难度大，这些甲烷长期以来只能被全部排到大气中，造成巨大的温室气体污染。

近年来，随着国际社会应对气候变化步伐的加快，以及我国节能减排力度的不断加大，乏风的利用处理技术正在得到越来越广泛的应用。低浓度瓦斯发电技术的推广，不仅能提高经济效益，也有助于增加煤炭生产过程中的安全系数。

高温空气燃烧技术是20世纪90年代发展起来的一种新型燃烧技术，其采用高效蜂窝蓄热体最大限度地回收高温烟气中的热量，并将燃烧空气加热到1000度以上，使之进入燃烧室与燃料掺混后形成高温燃烧。其中，乏风氧化装置应用高温条件下低浓度甲烷氧化技术原理，利用煤矿瓦斯中的甲烷进行氧化释放的热能，制取过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电，蒸汽余热则可供煤矿职工洗澡、矿区冬季采暖、北方煤矿进风口空气预热、矿井采掘面制冷等，实现热、电、冷联产。此外，该装置也可处理垃圾填埋场排出的甲烷废气以及其它挥发性有机化合物。

自从1975年honeywell推出分散控制系统T分散控制系统-1000以来，分散控制系统被逐渐应用到电力工业中，在过程控制方面提高了系统的可靠性和可控性，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机控制系统，综合了计算机、通讯、显示和控制等技术，分散控制系统可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。

分散控制系统具有高可靠性，由于分散控制系统将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

分散控制系统采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。

按照传统的思路，较为分散的控制室不易于管理，有些控制室运行人员工作量太少，总体人员偏多，在各个控制系统中采用不同的硬件和软件，给备品备件管理、人员培训以及维护等造成了一定的难度，因此，需要一种采用集中控制的方式，在控制策略上精心研究，使得复杂工艺简单化，才能提高自动化程度。

在用于煤矿乏风氧化发电机组的分散控制系统中，对于锅炉、汽轮发电机组和乏风氧化装置共同设立一个控制室，采用以微处理器为基础的分散控制系统，采用了集中控制的方式，提高了生产效率。

发明内容

为了解决分散的控制室不易于管理，维护成本过高的问题，本发明提供一种用于煤矿乏风氧化发电机组的分散控制系统，分散控制系统包括数据采集装置、自动调节装置、辅机程控装置和锅炉安全监视装置，其中：

分散控制系统对锅炉、汽轮发电机组、乏风氧化装置进行集中控制，分散控制系统设立在一个控制室内；