PLC集中控制技术在煤层气发电项目中可行性分析 .pdfVIP

PLC集中控制技术在煤层气发电项目中可行性分析--第1页

PLC集中控制技术在煤层气发电项目中的可行性分析

摘要：煤层气是煤炭生产过程中的一种伴生资源，具有清洁、

环保、经济的特点，煤层气发电可以最大限度有效利用资源。在整

个发电过程中，自动控制系统起到了举足轻重的作用。

本文以煤层气发电厂为主要研究对象，结合所辖三个电站实际运

行情况，分析现有控制系统的主要功能、构成以及关键参数，提出

了将三站运行监控系统进行整合，从而实现集中监控。并且从必要

性、技术基础、需求分析三个方面进行了论述，结果表明实现三站

生产运行数据的集中调度监控是可行的。

关键词：plc；煤层气发电；集中控制；调度；监控

一、研究背景

阳煤集团所辖区域的煤层气（俗称瓦斯）含量极为丰富，在煤炭

生产过程中有大量煤层气涌出，瓦斯抽放是确保矿井安全生产必不

可少的生产环节。煤层气中的主要成份甲烷（ch4）属温室气体，

它对地球产生的温室效应约为二氧化碳（co2）的24.5倍，直接排

入大气，会对环境造成严重影响。因此，加大煤层气合理利用，是

保护环境的必然选择。在此背景下，阳煤集团于2006年开始建设

煤层气发电项目。2007年7月项目进入试运行，总装机容量28.9mw，

分别由神堂嘴、贵石沟、虎尾沟三个电站构成。

二、煤层气发电系统组成及工作原理

整个煤层气发电系统主要由气体预处理系统、发电机组、电气系

统三大部分组成。

PLC集中控制技术在煤层气发电项目中可行性分析--第1页

PLC集中控制技术在煤层气发电项目中可行性分析--第2页

从外界输送过来的煤层气，其中含有大量的水份和灰尘，首先要

进入气体预处理系统，通过两级脱水、两级除尘、升压，成为符合

机组要求的气源。从气体预处理过滤后的煤层气在进入机组气缸

前，首先要通过压力调整、温度调整、空气配比几道工序，达到合

格气体要求，随后开始吸气、压缩、做功、排气四个冲程后推动发

动机的曲轴进行旋转，曲轴带动发电机转子转动，形成电流输出。

三、现有控制系统模式分析

目前煤层气发电厂所辖的三个电站分布在距离较远的不同区域，

属于独立运行模式，控制系统包括气体预处理控制系统、发电机组

控制系统、中控系统，虽然可以满足电站自身的日常监视、调整、

控制等要求，但无法将三个电站的实时数据进行集中监控，无法有

效把控三站的日常运行、故障情况，存在不直观、不准确、不及时

的诸多不利因素。

四、集中监控模式可行性分析

（一）必要性分析

（1）煤层气发电厂由三个电站组成，应当对三站进行集中的监

控和调度，有利于整体控制生产组织、故障处理，同时能够及时发

现现场所存在的问题和隐患。

（2）煤层气发电由于其发电介质的特殊性，在现场生产过程中

存在瓦斯泄漏燃烧爆炸、润滑油冷却液高温、强噪音、高压触电、

转动机械伤害等危险因素，通过集中监控可以减少工作人员到达现

场的次数，降低安全风险。

PLC集中控制技术在煤层气发电项目中可行性分析--第2页

PLC集中控制技术在煤层气发电项目中可行性分析--第3页

（3）实现集中调度控制可以节约大量成本，主要体现在人员和

车辆交通方面的成本节约。

（4）可以提高日常运行数据的及时性、有效性，便于三站运行

数据的横向对比，合理工作计划。

（二）现有的技术基础

1.硬件基础

三站采用西门子的s7-300为控制运算中心，通过西门子工业交

换机完成数据的传输，采集模块分为数字和模拟两种类型。使用单