CN101649225A - 一种热壁式气化炉烘炉控制系统 - Google Patents

一种热壁式气化炉烘炉控制系统 Download PDF

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Abstract

一种热壁式气化炉烘炉控制系统，蒸汽管线上设有蒸汽调节阀，尾气管线上设有尾气切断阀，在燃料气管线上设置有燃料气流量自控阀，燃料气管线上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号送至中央控制器，中央控制器控制燃料气流量自控阀的状态；在蒸汽管线上设置有蒸汽流量自控阀，蒸汽管线上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号传送至中央控制器，中央控制器控制蒸汽流量自控阀的状态。本系统在燃料气管线、蒸汽管线各加装了自控阀门，对流通气量做到了精准、及时调节，本系统在烘炉尾气管道处加装了氧气含量在线分析仪，根据据尾气中的氧含量判断增加的燃料气与吸入空气的配比是否合适，从而增强了烘炉的稳定性。

Description

一种热壁式气化炉烘炉控制系统
技术领域
本发明专利涉及一种用于热壁式气化炉烘炉控制系统。
背景技术
煤炭气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键技术。气流床煤气化技术代表着煤气化技术的发展趋势，是现在最高效、清洁的煤利用技术之一，目前已投产运行的大型煤气化装置中，热壁式水煤浆及干煤粉气化的装置被广泛采用。
热壁型气化炉开车前需严格按照耐火砖供应商提供的升温曲线进行烘炉，随着炉温上升及时调节气化炉负压、燃料气/液)量。烘炉质量的好坏直接影响着气化炉内耐火材料的使用寿命，继而影响气化炉的运行周期。现行的控制方法为人工手动调节。其控制流程为：
1.操作人员先打开蒸汽阀，将蒸汽引入文丘里管。观察现场负压表手动调节蒸汽量，使气化炉内产生负压。
2.接燃料气(液)炉外点燃预热烧嘴。将预热烧嘴插入气化炉炉头，根据火焰情况调节蒸汽、燃料气(液)量。此过程如调节不当容易造成预热烧嘴熄火。
3.控制室人员，根据炉温情况，结合升温曲线通知现场操作人员调节蒸汽、燃料气(液)量，控制炉温。
4.气化炉调温原则：升温——先加大燃料气(液)量，后加气抽引量；降温——先减小燃料气(液)量，再减抽引气量。此过程如调节不当容易造成预热烧嘴“熄火”或气化炉“回火”。
现有的控制系统的弊端为：
1.调节精度不够。往往因为人为手动调节出现燃料气(液)不稳或炉内负压不稳，造成炉头“回火”，增加了不安全因素。
2.调节不及时。从发现问题到现场人员进行处理调节之间时差过长，特别是在烘炉前期容易出现“熄火”现象，延长了烘炉期限，造成开车延期。
3.结构不合理。现有水煤浆气化系统负压点取在近文丘里管处，负压指示不能够及时准确反应气化炉内真实情况。
4.炉温控制调节参数单一。烘炉系统调节依据仅为气化炉温度指示，无其他参数可供借鉴。对调节之后的结果也只能通过炉温来判断对错，滞后严重。
技术内容
本发明专利的目的在于克服上述缺陷，实现烘炉过程的温控及时、准确。
一种热壁式气化炉烘炉控制系统，它包括炉体顶部的与预热烧嘴相连的燃料气管线，燃料气管线上设计有流量阀，炉体壁上设计有温度检测仪，温度检测仪测温探头位于炉腔燃烧室内；在气化炉壁上安装有负压检测仪；燃烧室下部连接有合成气管线，合成气管线上连接有尾气管线，尾气管线与蒸汽管线上的文丘里管相连，蒸汽管线上设有蒸汽调节阀，尾气管线上设有尾气切断阀，其特征在于：在燃料气管线上设置有燃料气流量自控阀，燃料气管线上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号送至中央控制器，中央控制器控制燃料气流量自控阀的状态；在蒸汽管线上设置有蒸汽流量自控阀，蒸汽管线上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号传送至中央控制器，中央控制器控制蒸汽流量自控阀的状态。
上述的一种热壁式气化炉烘炉控制系统，其特征在于：负压检测仪穿过炉壁，其探测位置与烘炉上的预热火焰燃烧位置相对应。
上述的一种热壁式气化炉烘炉控制系统，其特征在于：负压检测仪从炉壁上的工艺烧嘴口位置探入炉内，负压检测仪与中央控制器电连接，并将负压检测信号送至中央控制器。
上述的一种热壁式气化炉烘炉控制系统，其特征在于：在尾气管线上设置有氧气含量在线分析仪，氧气含量在线分析仪处于文丘里管的前方，它包括氧含量检测单元、氧含量信号变送单元，氧含量信号变送单元与中央控制器电连接，并将尾气中的氧含量信号送至中央控制器。
在本系统中，中央控制器负责接收燃料气管线上的流量变送单元、炉体壁上的温度检测仪、负压检测仪压力变送单元、蒸汽管线上的流量变送单元、尾气管线上氧气含量在线分析仪的氧含量变送单元的信号，并可发出指令调节燃料气流量自控阀、蒸汽流量自控阀的开闭程度，从而通过调节燃料气流量、炉内负压来实现烘炉火焰的最佳燃烧状态。
采用上述方案后，具有如下优点：
1.本系统在燃料气管线、蒸汽管线各加装了自控阀门，对流通气量做到了精准、及时调节，避免了由于调节不当引发的事故。
2.本系统将气化炉负压取压点设在了气化炉炉膛段，取压更为合理，排出了干扰因素。为操控人员及时、准确调整烘炉负压工况提供了真实、准确的数据。避免了因负压过小或过大可能引起的烘炉“回火”或“熄火”。
3.本系统在烘炉尾气管道处加装了氧气含量在线分析仪。其目的是，为烘炉操控人员提供除炉温外，炉内燃烧反应程度的判断依据。特别是气化炉提温时，将会依据尾气中的氧含量判断增加的燃料气与吸入空气的配比是否合适，从而增强了烘炉的稳定性。
在四喷嘴对置式新型水煤浆气化炉烘炉过程中，采用本方法摆脱了手动调节的弊端，实现了整个烘炉过程的远程调控。
附图说明
图1为本发明一种热壁式气化炉烘炉控制系统系示意图。
图中，1-燃料气管线，2-燃料气流量自控阀，3-预热烧嘴，4-气化炉炉头，5-耐火砖，6-工艺烧嘴口，7-负压检测仪，8-温度检测仪，9-蒸汽管线，10-蒸汽流量自控阀，11-文丘里管，12-氧气含量在线分析仪，13-尾气切断阀，14-合成气管线，15-尾气管线。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种热壁式气化炉烘炉控制系统，它包括炉体顶部的与预热烧嘴3相连的燃料气管线1，燃料气管线1上设计有流量阀，炉体壁上设计有温度检测仪8，温度检测仪8测温探头位于炉腔燃烧室内；在气化炉壁上安装有负压检测仪7，负压检测仪7穿过炉壁，其探测位置与烘炉上的预热火焰燃烧位置相对应，负压检测仪7从炉壁上的工艺烧嘴口6位置探入炉内，负压检测仪7与中央控制器电连接，并将负压检测信号送至中央控制器。燃烧室下部连接有合成气管线14，合成气管线14上连接有尾气管线15，尾气管线15与蒸汽管线9上的文丘里管11相连，蒸汽管线9上设有蒸汽调节阀，尾气管线上设有尾气切断阀13，在燃料气管线1上设置有燃料气流量自控阀2，燃料气管线1上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号送至中央控制器，中央控制器控制燃料气流量自控阀2的状态；在蒸汽管线9上设置有蒸汽流量自控阀10，蒸汽管线9上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号传送至中央控制器，中央控制器控制蒸汽流量自控阀的状态。在尾气管线上设置有氧气含量在线分析仪12，氧气含量在线分析仪处于文丘里管11的前方，它包括氧含量检测单元、氧含量信号变送单元，氧含量信号变送单元与中央控制器电连接，并将尾气中的氧含量信号送至中央控制器。

Claims (4)

1、一种热壁式气化炉烘炉控制系统，它包括炉体顶部的与预热烧嘴(3)相连的燃料气管线(1)，燃料气管线(1)上设计有流量阀，炉体壁上设计有温度检测仪(8)，温度检测仪(8)测温探头位于炉腔燃烧室内；在气化炉壁上安装有负压检测仪(7)；燃烧室下部连接有合成气管线(14)，合成气管线(14)上连接有尾气管线(15)，尾气管线(15)与蒸汽管线(9)上的文丘里管(11)相连，蒸汽管线(9)上设有蒸汽调节阀，尾气管线上设有尾气切断阀(13)，其特征在于：在燃料气管线(1)上设置有燃料气流量自控阀(2)，燃料气管线(1)上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号送至中央控制器，中央控制器控制燃料气流量自控阀(2)的状态；在蒸汽管线(9)上设置有蒸汽流量自控阀(10)，蒸汽管线(9)上设计有流量变送单元，流量变送单元将流量数据信号传送至中央控制器，中央控制器控制蒸汽流量自控阀的状态。
2、根据权利要求1所述的一种热壁式气化炉烘炉控制系统，其特征在于：负压检测仪(7)穿过炉壁，其探测位置与烘炉上的预热火焰燃烧位置相对应。
3、根据权利要求2所述的一种热壁式气化炉烘炉控制系统，其特征在于：负压检测仪(7)从炉壁上的工艺烧嘴口(6)位置探入炉内，负压检测仪(7)与中央控制器电连接，并将负压检测信号送至中央控制器。
4、根据权利要求1、2、3所述的一种热壁式气化炉烘炉控制系统，其特征在于：在尾气管线上设置有氧气含量在线分析仪(12)，氧气含量在线分析仪处于文丘里管(11)的前方，它包括氧含量检测单元、氧含量信号变送单元，氧含量信号变送单元与中央控制器电连接，并将尾气中的氧含量信号送至中央控制器。
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