應用背景
我公司所用三套多噴嘴對置式新型水煤漿氣化技術屬于國家“十五”期間“863”課題，由兗礦集團和華東理工大學聯合開發的，具有我國自主知識產權、第一套千噸級氣化裝置。該氣化爐的比氧耗、比煤耗、合成氣有效氣體成分、碳轉化率、灰渣可燃物含量均優于國外引進的先進技術。可以說該氣化爐技術是世界上最先進的氣流床煤氣化技術之一。
該項目自動控制部分由Honeywell公司的Experion PKS 系統和GE智能平臺的GMR緊急停車系統共同完成，其中GMR系統主要負責氣化爐的開停車邏輯管理。
從空分工段來的氧氣和氣化高壓煤漿泵送來的濃度63.5％的煤漿在一定的安全聯鎖條件下（由程序自動控制），通過特制的燒嘴混合后噴入氣化爐內，進行迅速的氧化和部分氧化反應。正常生產條件下，爐溫1300～1450℃、壓力
2.7ＭＰａ，生成的水煤氣經洗滌塔洗滌后送往后續變換工段，制取合成氣。
氣化主要反應機理如下：
氣流床反應器中物料停留時間較短（僅數秒鐘），且氧氣直接參與氧化和部分氧化反應。氧煤比是氣流床氣化反應中極重要的工藝條件之一，如果控制不好氧煤比就可能發生爆炸等事故，造成巨大損失，具有化工行業中高溫，高壓，易燃，易爆，有毒等危害。這里就要求根據工藝條件如煤漿流量低通過ESD系統緊急停車以保證安全。
解決方案
1 系統構架
ESD(氣化爐緊急停車保護)系統使用的是GE 智能平臺公司的90TM－70PLC，本系統采用了三重優化方案，大大提高了系統的可靠性。系統由四大部分組成：上位機、總線、PLC控制器、輸入/輸出模塊。
主要性能：
結構緊湊單槽的CPU模塊，在CPU模塊中有兩個處理器。分別處理模擬量和高速的開關量。
CPU具有處理浮點運算的能力。
系統機架采用標準的VME總線結構，可安裝第三方的VME標準模塊。
系統90－70PLC I/O容量最大為開關量12288點，模擬量8192點。
CPU的內存從512K字節到6M字節。
具有系統和模塊自診斷功能，極易排除故障。
系列90－70PLC可構成ESD的三重優化GMR系統配置。
系列90－70PLC具有功能很強的編程及組態軟件。
2 硬件組成
在硬件方面，模擬量和開關量輸入都采用三選二表決輸出到CPU中，即一個信號分別進入到三個模塊中。對于開關量輸出，采用的是H型輸出模式，輸出信號在DO模塊里進行表決。即每一個現場輸出模塊是兩個Genius源輸出模塊和兩個Geniusl漏輸出模塊來表決輸出。
GMR三重優化冗余系統最重要的特點是其具有消除任何故障的特有能力。基于三個獨立的PLC和廣泛的診斷系統，GMR三重化冗余系統通過3選2的表決來提供高可靠性和無誤差的操作，以此來保證聯鎖的實現。
圖二 采用IO類型以及結構
圖三 實時監控卡件狀態以及輸出結果
3 系統的HMI界面
圖四 系統監控畫面
實施結果
通過GE 智能平臺在多噴嘴對置式新型水煤漿氣化緊急停車系統上成功應用，使我公司三套系統安全順利開車，實現了生產安全穩定的運行，同時使生產可視可控達到管控一體化。希望GE智能平臺通過其先進的技術為更多控制行業提供更安全更強大的成功案例，不斷促進中國過程控制水平的提高。
