CN101807069A - 一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制系统。该控制系统包括氧气/料浆比值及进料量控制系统、气化反应器温度控制系统、气化反应器激冷室液位控制系统、气化反应器压力控制系统、混合雾化器冷却保护系统、排渣控制系统、水洗塔液位控制系统、灰水处理部分的液位控制系统、灰水处理部分的压力控制系统以及安全保护系统。这种控制系统能够对气化反应过程进行准确的测量和有效的控制，并且本发明还设置了安全保护系统，一旦任意所保护子系统出现异常，达到安全保护系统设定条件时则立即启动安全保护系统，触发气化反应器停车。

Description

一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制系统

【技术领域】

本发明涉及煤气化技术领域，更具体地，本发明涉及一种湿法气流床煤气化技术的控制系统。

【背景技术】

煤的气化技术是未来煤洁净利用的基础，被认为是最清洁的煤转化利用方式。在煤的多种气化途径中，气流床气化因其技术先进、气化指标好、节能高效、环境友好等诸多优势，为煤气化项目首选技术。

气流床湿法气化技术是氧气和料浆同时进入高温高压的气化反应器内进行燃烧。特点是：①操作压力高。料浆加压气化压力一般约为0.1～20MPa(G)。②反应激烈迅速，气体在气化反应器内停留时间仅数秒。③氧气参加反应。因此，对于气化反应器内的所有反应条件都必须严格控制，所有与气化反应器相关的设备、仪表、阀门、电机都必须良好运行，要按设计的要求反映气化反应器内外介质的温度、压力、流量、液位、成分，各控制阀门灵活、可靠准确到位，运转设备稳定运行，否则，就可能会引起工艺状况的紊乱，运行设备产生事故，甚至会出现着火、爆炸，使机毁人亡，造成无法挽回的损失。而避免事故发生仅靠操作人员的努力是远远不够的，还要有一套完整的控制系统。因为，快速的化学反应是始终在进行，人的反应总是滞后的，尤其对大型的现代化煤化工装置，自动控制和仪表的重要性就更加突出。

目前，很多气化工厂的控制系统或者不够全面，不能全面的控制气化生产的主要工艺过程，或者控制方法不够先进，这些都增加了气化生产的危险性和降低了生产效率。针对湿法料浆加压气化的特点，投料及整个生产操作过程应该是自动的。因此，为了保证气化生产安全性高和反应速度快以及连续性强的特性，本发明人在经过长时间的研究和多套试验装置的磨合后，终于做出了本发明，设计出了一套湿法气流床煤气化反应的完整的控制系统。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的在于提供了一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制系统，以保证气化生产装置连续、稳定、安全的运行。

[技术方案]

本发明提供了一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制系统。

所述湿法气流床煤气化工艺过程是专利CN101407313中所描述的气化工艺过程。

所述控制系统能够全面的控制湿法气流床煤气化工艺的主要生产过程，该控制系统包括氧气/料浆比值及进料量控制系统、气化反应器温度控制系统、气化反应器激冷室液位控制系统、气化反应器压力控制系统、混合雾化器冷却保护系统；排渣控制系统、水洗塔液位控制系统、灰水处理部分的液位控制系统、灰水处理部分的压力控制系统以及气化反应器安全保护系统，这些系统在本说明书中也称之子系统。

本发明湿法气流床煤气化工艺过程控制系统的子系统都输出信号给分散控制系统(DCS)，由分散控制系统进行检测和控制。

所述安全保护系统及其子系统通过所述分散控制系统进行通信连接，所述安全保护系统是一个独立的系统，具有优先表决权，一旦任意安全保护子系统满足安全保护系统启动条件，则立即启动安全保护系统，使整个气化装置处于安全状态；

所述安全保护系统包括氧气供给系统、料浆供给系统、气化反应器温度系统、气化反应器激冷室液位系统、混合雾化器冷却保护系统、排渣控制系统，当任意安全保护子系统满足安全保护系统设定条件时，都会触发气化反应器停车，并且所述安全保护系统还设置有手动紧急停车按钮，发生意外情况时，也可手动使气化反应器停车。

根据本发明的一种优选实施方式，进入气化反应器的氧气和料浆的流量控制采用的是所述氧气/料浆比值及进料量控制系统；所述氧气/料浆比值及进料量控制系统包括负荷给定单元，料浆流量调节单元和氧气流量调节单元；

在所述氧气流量调节单元中氧气流量(101)是由下述补偿公式计算后得到的：

$F_b=\frac{273.15}{T_i}\×\frac{P_i}{0.1013}\×\frac{1}{0.99409-0.01437\×\frac{P_i}{5.0366}}\×F_i$

式中：

F_b是经过温度、压力补偿后的氧气流量，

F_i为实际测量的氧气流量，

T_i，P_i分别为实际测量温度和实际测量压力，

所述氧气流量是采用孔板流量计测量的；

所述负荷给定单位给定所述气流床的负荷并限制其负荷变动速度，若负荷提高，首先通过料浆流量调节单元提高料浆流量，然后提高氧气流量，若负荷降低，首先降低氧气流量，然后降低料浆流量，将所述气流床的负荷变动幅度限制在1％-5％；

所述氧气/料浆比值是根据最佳反应温度进行设定的，氧气/料浆的标准体积比值是430-610。

根据本发明的另一种优选实施方式，气化反应器的温度是通过气化反应器温度控制系统来完成测量和调节的，所述气化反应器温度测量系统包括气化反应器内温度测量子系统(201)、气化反应器壁温度测量子系统(202)、激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统(203)和气化反应器排出粗合成气的温度测量子系统(204)；气化反应器温度调节是通过调节氧气/料浆比值及进料量来完成的，如果气化反应的温度低于最佳反应温度，则增大氧气/料浆比设定值，如果气化反应的温度高于最佳反应温度，则减小氧气/料浆比值的设定值；或气化反应器温度调节由手动来完成；

所述气化反应器内温度测量子系统(201)采用了直接测温、间接测温以及甲烷含量测温相结合的方法；

所述气化反应器壁温度测量子系统(202)由能够测量一条连续路线上存在最高温度的“寻热”热电偶组成的，所述“寻热”热电偶沿着气化反应器拱顶至其圆柱段围绕固定在气化反应器壳体上；

所述激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统(203)由安装在激冷室耐火砖支撑板上的2-4支测温热电偶组成；

所述气化反应器排出粗合成气的温度测量子系统(204)由安装在出气化反应器粗合成气管线上的1支测温热电偶组成。

根据本发明的另一种优选实施方式，测量和调节气化反应器激冷室液位采用的是所述气化反应器激冷室液位控制系统；所述激冷室液位控制系统是由液位变送器(301)、(302)、(303)，信号选择器(304)、液位控制器(305)、流量控制器(306)、调节阀(307)和(308)组成的；

首先由1-3台液位变送器(301)、(302)、(303)将测量所得液位值输入到信号选择器(304)中，经信号选择器(304)选择、计算准确液位值后输入到液位控制器(305)，液位控制器(305)将计算后的准确液位值与液位设定值比较，经比例积分微分算法后输出到流量控制器(306)中作为设定值，最后由流量控制器(306)控制调节阀(307)、(308)的开度大小从而达到调节液位高低的目的；

所述液位变送器(301)、(302)、(303)采用的是双法兰式液位变送器，双法兰式液位变送器的正负压室采用密封水吹扫的方法；

所述调节阀设置为两台(307)、(308)。

根据本发明的另一种优选实施方式，测量和调节气化反应器压力采用的是所述气化反应器压力控制系统；

所述气化反应器压力测量采用在气化反应器顶上安装压力变送器(401)来完成，气化反应器压力调节系统由压力变送器(402)、压力调节器(403)、压力调节阀(404)组成。压力变送器(402)安装在粗合成气送往下游工段的管道上，压力调节阀(404)安装在粗合成气送往火炬的放空管道上；

首先由压力变送器(401)检测出气化反应器压力，压力变送器(402)检测出水洗塔(405)顶粗合成气出口压力，压力变送器(402)的输出信号送给压力调节器(403)，压力调节器(403)经过计算后得到输出信号再送给压力调节阀(404)，压力调节阀(404)根据接受信号控制其开度大小，从而调节气化反应器的压力。

根据本发明的另一种优选实施方式，对混合雾化器采用了所述混合雾化器冷却保护系统，所述混合雾化器冷却保护系统设置了四重安全保护，首先冷却水总管的压力(501)低于压力设定值时，打开冷却水备用泵(502/503)，当打开冷却水备用泵(502/503)也不能使冷却水总管压力(501)达到设定值时，则开启事故冷却水阀(504)，当打开冷却水备用泵(502/503)和开启事故冷却水阀(504)后，仍不能达到冷却水总管压力设定值，开启脱盐水截止阀(506)，当上述措施均不能正常供应冷却水时，开启原水截止阀(505)。

根据本发明的另一种优选实施方式，气化反应器中的灰渣收集及排放采用的是所述排渣控制系统，所述排渣控制系统是一种顺序控制系统，即利用时间函数进行控制的系统；

所述排渣控制系统包括集灰器(601)、循环泵(607)、灰沉淀池(602)，所述集灰器(601)的顶部依次设有集灰阀门(603)、(604)，其底部设有灰水排放阀门(605)，所述集灰器(601)与循环泵(607)通过灰水循环控制阀门(606)连接，集灰器(601)与气化反应器(205)激冷室通过灰水循环控制阀门(614)与灰水循环控制阀门(609)连接，循环泵(607)与气化反应器(205)激冷室通过灰水循环控制阀门(609)连接，集灰器(601)设有其带有卸压阀门(611)的卸压管线(610)和其带有冲水阀门(613)的供水管线(612)，灰水循环控制阀门(606)与(614)之间设有闭路循环阀门(608)；

所述集灰阀门设置为两台(603)、(604)，所述上侧集灰阀门(603)处于常开状态，只有当激冷室液位低于安全保护系统设定值引起气化反应器停车时集灰阀门(603)才关闭；

所述上侧集灰阀门(603)参与安全保护系统控制，下侧集灰阀门(604)参与排渣程序控制，所述集灰阀门(603)和集灰阀门(604)互为备用。

根据本发明的另一种优选实施方式，水洗塔(405)的液位测量和调节采用的是所述水洗塔液位控制系统；

所述水洗塔(405)液位控制系统由液位变送器(701)、液位调节器(702)与调节阀(703)组成；首先由液位变送器(701)将测量所得液位信号输出给液位调节器(702)，液位调节器(702)通过计算输出信号给调节阀(703)，由调节阀(703)来完成对水洗塔(405)液位的调节。

根据本发明的另一种优选实施方式，灰水处理部分的液位控制采用了所述灰水处理部分的液位控制系统，灰水处理部分的液位控制系统包括热水器液位控制子系统、分离器液位控制子系统和脱气水槽液位控制子系统，所述液位控制子系统均由液位变送器、液位调节器和液位调节阀组成。

根据本发明的另一种优选实施方式，灰水处理部分的压力控制采用了所述灰水处理部分的压力控制系统，所述灰水处理部分的压力控制系统包括气化黑水压力控制子系统、洗涤黑水压力控制子系统、热水器压力控制子系统和脱气水槽压力控制子系统，所述压力控制子系统均由压力变送器、压力调节器和压力调节阀组成；

在保证脱气水槽液位满足设定条件的情况下，通过调节进入脱气水槽的低压蒸汽量来达到所述脱气水槽压力的设定值；

通过调节进入脱气水槽的低压蒸汽量还可以达到脱气水槽温度的设定值。

下面分别描述这些系统：

(1)氧气/料浆比值及进料量控制系统

所述氧气/料浆比值及进料量控制系统包括负荷给定单元、氧气流量调节单元和料浆流量调节单元。所述氧气流量101是通过下述补偿公式计算后得到的：

$F_b=\frac{273.15}{T_i}\×\frac{P_i}{0.1013}\×\frac{1}{0.99409-0.01437\×\frac{P_i}{5.0366}}\×F_i$

式中：

F_b是经过温度、压力补偿后的氧气流量，

F_i为实际测量的氧气流量，

T_i，P_i分别为实际测量温度和实际测量压力，

所述氧气流量是采用孔板流量计测量的；

所述负荷给定单元给定所述气流床的负荷并限制其负荷变动速度，若负荷提高，首先通过料浆流量调节单元提高料浆流量，然后提高氧气流量，若负荷降低，首先降低氧气流量，然后降低料浆流量；将所述气流床的负荷变动幅度限制在1％-5％；

所述氧气/料浆比值是根据最佳反应温度进行设定的，氧气/料浆标准体积比值是430-610；

在本发明中采用的氧气/料浆比值及进料量控制系统是在发明专利申请CN101538485中所描述的氧气/料浆比值及进料量控制系统。

(2)气化反应器温度控制系统

所述气化反应器温度控制系统包括气化反应器温度测量和温度调节。所述温度测量包括气化反应器内温度测量子系统201、气化反应器壁温度测量子系统202、激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统203和气化反应器排出粗合成气的温度测量子系统204；

所述气化反应器内温度测量子系统201采用了直接测温、间接测温以及甲烷含量测温相结合的方法。

所述气化反应器壁温度测量子系统202由能够测量一条连续路线上存在最高温度的“寻热”热电偶组成的，所述“寻热”热电偶沿着气化反应器拱顶至其圆柱段围绕固定在气化反应器壳体上；

在本发明中涉及的气化反应器内温度测量子系统201和气化反应器壁温度测量子系统202所采用的测温方法是发明专利申请CN101354293中所描述的温度测量方法。

所述激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统203的测温元件采用热电偶，热电偶的数量一般为2～4只。

所述气化反应器排出粗合成气的温度测量子系统204的测温元件采用热电偶，热电偶的数量为1只，热电偶安装在粗合成气送出气化反应器的管线上。

所述气化反应器温度调节是通过调节氧气/料浆比值及进料量来完成的，如果气化反应的温度低于最佳反应温度，则增大氧气/料浆比设定值，如果气化反应的温度高于最佳反应温度，则减小氧气/料浆比值的设定值；或气化反应器温度调节由手动来完成，

(3)气化反应器激冷室液位控制系统

所述气化反应器激冷室液位控制系统包括液位测量和液位调节。所述气化反应器激冷室液位控制系统是由液位变送器301、302、303，信号选择器304、液位控制器305、流量控制器306、调节阀307和308组成的。首先由1-3台液位变送器301、302、303将测量所得液位值输入到信号选择器304中，经信号选择器304选择、计算准确液位值后输入到液位控制器305，液位控制器305将计算后的准确液位值与液位设定值比较，经比例积分微分算法后输出到流量控制器306中作为设定值，最后由流量控制器306控制调节阀307、308的开度大小从而达到调节液位高低的目的。

所述液位变送器301、302、303采用的是双法兰式液位变送器，双法兰式液位变送器的正负压室采用密封水进行吹扫；

所述调节阀设置为两台307、308。

(4)气化反应器压力控制系统

所述气化反应器压力控制系统包括压力测量和压力调节。所述气化反应器压力测量采用在气化反应器顶上安装压力变送器401来完成，气化反应器压力调节系统由压力变送器402、压力调节器403、压力调节阀404组成。压力变送器402安装在粗合成气送往变换工段的管道上，压力调节阀404安装在粗合成气送往火炬的放空管道上。

首先由压力变送器401检测出气化反应器压力，压力变送器402检测出水洗塔405顶粗合成气出口压力，压力变送器402的输出信号送给压力调节器403，压力调节器403经过计算后得到输出信号再送给压力调节阀404，压力调节阀404根据接受信号控制其开度大小，从而调节气化反应器的压力；

(5)混合雾化器冷却保护系统

所述混合雾化器冷却保护系统，所述混合雾化器冷却保护系统设置了四重安全保护，首先冷却水总管的压力501低于压力设定值时，打开冷却水备用泵502/503，当打开冷却水备用泵502/503也不能使冷却水总管压力501达到设定值时，则开启事故冷却水阀504，当打开冷却水备用泵502/503和开启事故冷却水阀504后，仍不能达到冷却水总管压力设定值，开启脱盐水截止阀506，当上述措施均不能正常供应冷却水时，开启原水截止阀505；

本发明中采用的混合雾化器冷却保护系统是发明专利申请200910259974.0“一种气流床反应器的混合雾化器冷却保护系统”中所描述的混合雾化器冷却保护系统。

(6)排渣控制系统

所述排渣控制系统是一种顺序控制系统，即利用时间函数进行控制的系统；

所述排渣控制系统包括集灰器601、循环泵607、灰沉淀池602，所述集灰器601的顶部依次设有集灰阀门603、604，其底部设有灰水排放阀门605，所述集灰器601与循环泵607通过灰水循环控制阀门606连接，集灰器601与气化反应器205激冷室之间通过灰水循环控制阀门614与灰水循环控制阀门609连接，循环泵607与气化反应器205激冷室通过灰水循环控制阀门609连接，集灰器601设有其带有卸压阀门611的卸压管线610和其带有冲水阀门613的供水管线612，灰水循环控制阀门606与614之间设有闭路循环阀门608。

所述集灰阀门设置为两台603、604，所述上侧集灰阀门603处于常开状态，只有当激冷室液位低于安全保护系统设定值引起气化反应器停车时集灰阀门603才关闭；

所述上侧集灰阀门603参与安全保护系统控制，下侧集灰阀门604参与排渣程序控制，所述集灰阀门603和集灰阀门604互为备用。

在本发明中采用的排渣控制系统是指专利CN2670362Y中所描述的排渣装置。

(7)水洗塔液位控制系统

所述水洗塔液位控制系统包括水洗塔液位测量和液位控制。所述水洗塔405液位测量采用的是液位变送器701，所述水洗塔405液位调节由液位调节器702、调节阀703组成；首先由液位变送器701将测量所得液位信号输出给液位调节器702，液位调节器702通过计算后输出信号并将其信号输送给调节阀703，调节阀703根据接受的信号进行水洗塔405液位的调节；

(8)灰水处理部分的液位控制系统

灰水处理部分的液位控制系统包括热水器液位控制子系统、分离器液位控制子系统和脱气水槽液位控制子系统，其中热水器液位控制子系统由液位变送器8111、液位调节器8112和液位调节阀8113组成，分离器液位控制子系统由液位变送器8121、液位调节器8122和液位调节阀8123组成，脱气水槽液位控制子系统由液位变送器8131、液位调节器8132和液位调节阀8133组成。

可根据工艺要求设置一级或多级热水器。从第一级热水器到最后一级热水器的液位控制子系统的组成相同。

(9)灰水处理部分的压力控制系统

灰水处理部分的压力控制系统包括气化黑水压力控制子系统、洗涤黑水压力控制子系统、热水器压力控制子系统和脱气水槽压力控制子系统，其中气化黑水压力控制子系统由压力变送器8021、压力调节器8022和压力调节阀8023组成，洗涤黑水压力控制子系统由压力变送器8031、压力调节器8032和压力调节阀8033组成，热水器压力控制子系统由压力变送器8041、压力调节器8042和压力调节阀8043组成，脱气水槽压力控制子系统由压力变送器8051、压力调节器8052和压力调节阀8053组成。

在保证脱气水槽液位满足设定条件的情况下，所述脱气水槽压力是通过控制进入脱气水槽的低压蒸汽量来实现的；

通过调节进入脱气水槽的低压蒸汽量还可以达到对脱气水槽温度的调节；

可根据工艺要求设置一级或多级热水器。从第一级热水器到最后一级热水器的压力控制子系统的组成相同。

(10)气化反应器安全保护系统

所述气化反应器安全保护系统包括氧气供给系统、料浆供给系统、气化反应器温度系统、气化反应器激冷室液位系统、混合雾化器冷却保护系统、排渣控制系统，当上述任意子系统满足安全保护控制系统设定条件时，都会触发气化反应器停车，并且所述安全保护系统还设置有手动紧急停车按钮，发生意外情况时，也可手动使气化反应器停车；

所述安全保护系统采用的是可编程逻辑控制器。

所述安全保护系统中的子系统都是独立的，所有检测装置和执行装置都采用了独立设置。

下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。

本发明涉及一种湿法气流床煤气化技术的控制系统，该控制系统包含了气流床煤气化工艺过程的主要控制系统。

所述湿法气流床煤气化工艺过程是发明专利CN101407313中所描述的气化工艺过程。

图1为分散控制系统方框图。

如附图1所示，连接到分散控制系统上的有一或多个工作人员CRT站，通过工作人员CRT站显示气化系统的实时工作状态，监视运行中的气化系统的工作情况。

连接到分散控制系统上的还有一个工作站，工作站上设有报警提醒指示等。

本发明湿法气流床煤气化技术控制系统的每个子系统均设置为独立控制模块，并且都输出信号给分散控制系统(DCS)，由分散控制系统进行检测和控制；

所述安全保护系统是一个独立的系统，具有优先表决权，一旦它的任意一个子系统满足安全保护系统启动条件，则立即启动安全保护系统，使整个气化装置处于安全状态。所述安全保护系统及其子系统通过分散控制系统进行通信连接。

所述分散控制系统是本技术领域中通常使用的分散控制系统，例如横河电机(中国)有限公司的CENTEM-CS3000分散控制系统等。

附图2为本发明气流床煤气化技术气化系统示意图，包括氧气和料浆进料以及气化、洗涤系统控制流程图。

附图3为本发明气流床煤气化技术灰水系统示意图。附图3给出来灰水处理部分的主要控制点流程图。

一、氧气/料浆比值及进料量控制系统

所述氧气/料浆比值及进料量控制系统用以控制进入气化反应器的氧气和料浆的流量，并且通过调节所述氧气/料浆比值及进料量控制系统还可以达到对气化反应温度的控制。

通过控制氧气/料浆比值恒定，能够保持气化反应器温度的稳定，保持气化反应器的稳定运行，保证合成气的质量，有利于安全操作和延长设备(如耐火材料、热电偶等)的使用寿命。

所述氧气/料浆比值及进料量控制系统包括负荷给定单元、氧气流量调节单元和料浆流量调节单元。所述氧气流量101是通过下述补偿公式计算后得到的：

$F_b=\frac{273.15}{T_i}\×\frac{P_i}{0.1013}\×\frac{1}{0.99409-0.01437\×\frac{P_i}{5.0366}}\×F_i$

式中：

F_b是经过温度、压力补偿后的氧气流量，

F_i为实际测量的氧气流量，

T_i，P_i分别为实际测量温度和实际测量压力，

所述氧气流量是采用孔板流量计测量的；

所述孔板流量计所用的差压变送器是本技术领域中通常使用的差压变送器，例如上海龙瑞斯电子科技有限公司生产的1151系列差压变送器。

所述负荷给定单元给定所述气流床的负荷并限制其负荷变动速度，若负荷提高，首先通过料浆流量单元提高料浆流量，然后提高氧气流量，若负荷降低，首先降低氧气流量，然后降低料浆流量，将所述气流床的负荷变动幅度限制在1％-5％；

所述氧气/料浆比值是根据最佳反应温度进行设定，氧气/料浆标准体积比值是430-610。

在本发明中采用的氧气/料浆比值及进料量控制系统是发明专利申请CN101538485中所描述的氧气/料浆比值及进料量控制系统。

二、气化反应器温度控制系统

所述气化反应器温度控制系统用于准确、全面的测量气化反应和气化反应器不同部位的温度，并且对气化反应温度进行调节。

所述气化反应器温度测量系统包括气化反应器内温度测量子系统201、气化反应器壁温度测量子系统202、激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统203和气化反应器排出粗合成气的温度测量子系统204；

所述气化反应器内温度测量子系统201采用了直接测温、间接测温以及甲烷含量测温相结合的方法。

在本发明中涉及的气化反应器内温度测量201和气化反应器壁温度测量202方法是发明专利申请CN101354293中所描述的温度测量方法。

测量激冷室耐火砖支撑板温度203和气化反应器排出粗合成气的温度204的目的在于监测耐火砖磨蚀情况和气化反应器排出粗合成气激冷效果，从而防止气化反应器内部结构的损坏。

所述激冷室耐火砖支撑板温度测量203采用的是在激冷室耐火砖支撑板上安装2-4只测温热电偶来完成。

所述气化反应器排出粗合成气的温度测量204是指在气化反应器排出粗合成气的管线上安装有1只测温热电偶。

所述测温热电偶是本技术领域中通常使用的热电偶，例如重庆仪表材料研究所生产的工业用热电偶丝。

所述气化反应器温度调节是通过调节氧气/料浆比值及进料量来完成的，如果气化反应的温度低于最佳反应温度，则增大氧气/料浆比设定值，如果气化反应的温度高于最佳反应温度，则减小氧气/料浆比值的设定值；或气化反应器温度调节由手动来完成，

三、气化反应器激冷室液位控制系统

所述气化反应器激冷室液位控制系统用于准确测量和调节气化反应器激冷室的液位。

气化反应中激冷室液位是非常重要的，运行中激冷室液位过高，造成粗合成气大量带水，激冷室液位过低则粗合成气激冷不充分导致粗合成气超温或者带灰，粗合成气超温将会损坏下游管道设备，粗合成气带灰则会堵塞文丘里管，增加水洗塔的负担，严重时会导致出气化界区气体中尘含量高，增加变换阻力，运行能耗增加，甚至损坏变化触媒，所以激冷室液位的测量和调节尤为重要。

所述气化反应器激冷室液位测量采用了1-3台液位变送器301、302、303，从而确保测量的准确性。激冷室液位调节是由信号选择器304、液位控制器305、流量控制器306、调节阀307和308组成的。首先由1-3台液位变送器301、302、303将测量所得液位值输入到信号选择器304中，经信号选择器304选择、计算准确液位值后输入到液位控制器305，液位控制器将计算后的准确液位值与液位设定值比较，经比例积分微分算法后输出到流量控制器306中作为设定值，最后由流量控制器306控制调节阀307、308的开度大小从而达到调节液位高低的目的。

所述液位变送器301、302、303采用的是双法兰式液位变送器，双法兰式液位变送器的正负压室采用密封水吹扫的方法；

所述调节阀设置为两台307、308。

所述液位变送器301、302、303是本技术领域中通常使用的液位变送器，例如鞍山莱科仪器仪表有限公司生产的SSKD303型双法兰差压变送器。

所述信号选择器304是本技术领域中通常使用的信号选择器，例如上海自动化仪表调节器厂生产的信号选择器。

所述液位控制器305是本技术领域中通常使用的液位控制器，例如上海仪表(集团)公司销售的液位控制器。

所述流量控制器306是本技术领域中通常使用的流量控制器，例如宜昌博达自动化设备有限公司生产的流量控制器。

所述调节阀307、308是本技术领域中通常使用的调节阀，例如上海美卓自动化仪表公司销售的黑水调节阀。

四、气化反应器压力控制系统

所述气化反应器压力控制系统是用于测量和调节气化反应器的压力。

所述气化反应器压力测量采用在气化反应器205顶上安装压力变送器401的方法，气化反应器压力调节是通过调节水洗塔405排出粗合成气的压力调节阀404来完成，所述压力调节由压力控制器403、调节阀404组成。

首先由压力变送器401检测出气化反应器压力，压力变送器402检测出水洗塔405顶粗合成气出口压力，压力变送器402的输出信号送给压力调节器403，压力调节器403经过计算后得到输出信号并送给压力调节阀404，压力调节阀404根据接受信号控制其开度大小，从而调节气化反应器的压力；

所述压力变送器401是本技术领域中通常使用的压力变送器，例如江苏巨科仪表有限公司生产的压力变送器。

所述压力调节器403是本技术领域中通常使用的压力调节器，例如上海良磊仪器仪表有限公司生产的压力控制器。

所述粗合成气压力调节阀404是本技术领域中通常使用的压力调节阀，例如上海美卓自动化仪表公司生产的气体调节阀。

五、混合雾化器冷却保护系统

所述混合雾化器冷却保护系统用以保护工作在高温状态下的混合雾化器，通过冷却水的不断循环达到对混合雾化器的保护作用。

所述混合雾化器冷却保护系统，所述混合雾化器冷却保护系统设置了四重安全保护，首先冷却水总管的压力501低于压力设定值时，打开冷却水备用泵502/503，当打开冷却水备用泵502/503也不能使冷却水总管压力501达到设定值时，则开启事故冷却水阀504，当打开冷却水备用泵502/503和开启事故冷却水阀504后，仍不能达到冷却水总管压力设定值，开启脱盐水截止阀506，当上述措施均不能正常供应冷却水时，开启原水截止阀505；

本发明中采用的混合雾化器冷却保护系统是发明专利申请200910259974.0“一种气流床反应器的混合雾化器冷却保护系统”中所描述的混合雾化器冷却保护系统。

六、排渣控制系统

所述排渣控制系统用于收集和排放气化反应器中的灰渣，所述排渣系统是一种顺序控制系统，即利用时间函数进行控制的系统；

本发明中采用的排渣控制系统是指专利CN2670362Y中所描述的排渣装置。所述排渣控制系统包括集灰器601、循环泵607、灰沉淀池602，所述集灰器601的顶部依次设有集灰阀门603、604，其底部设有灰水排放阀门605，所述集灰器601与循环泵607之间通过灰水循环控制阀门606与灰水循环控制阀门614连接，集灰器601与气化反应器205激冷室之间通过灰水循环控制阀门614连接，循环泵607与气化反应器205激冷室之间通过灰水循环控制阀门609连接，集灰器设有其带有卸压阀门611的卸压管线610和其带有冲水阀门613的供水管线612，灰水循环控制阀门606与614之间设有闭路循环阀门608。

所述集灰阀门设置为两台603、604，所述上侧集灰阀门603处于常开状态，只有当激冷室液位低于安全保护系统设定值引起气化反应器停车时集灰阀门603才关闭；

所述上侧集灰阀门603参与安全保护系统控制，下侧集灰阀门604参与排渣程序控制，所述集灰阀门603和集灰阀门604互为备用。

七、水洗塔液位控制系统

所述水洗塔液位控制由液位变送器701、液位调节器702与调节阀703组成；首先液位变送器701将测量所得液位信号输出给液位调节器702，液位调节器702通过计算后输出信号并将其信号输送给液位阀703，调节阀703根据接受的信号进行水洗塔405液位的调节。

所述液位变送器701本技术领域中通常使用的液位变送器，例如鞍山莱科仪器仪表有限公司生产的SSKD303型双法兰差压变送器。所述液位控制器702是本技术领域中通常使用的液位控制器，例如上海仪表(集团)公司销售的液位控制器。

所述液位调节阀703是本技术领域中通常使用的调节阀，例如上海美卓自动化仪表公司生产的调节阀。

八、灰水处理部分的液位控制系统

为了达到最佳的黑水处理效果，在热水器上设置了液位控制系统。灰水处理部分的液位控制系统包括热水器液位控制子系统、分离器液位控制子系统和脱气水槽液位控制子系统，这套液位控制系统由液位变送器、液位调节器和液位调节阀组成的单回路控制系统.在液位控制系统中，液位变送器把液位转换成标准电信号并送入液位调节器，液位调节器按比例积分控制算法控制液位调节阀的开度，由液位调节阀把液位控制在所需的液位。

所述液位变送器本技术领域中通常使用的液位变送器，例如鞍山莱科仪器仪表有限公司生产的液位变送器。

所述液位调节器是本技术领域中通常使用的液位控制器，例如上海仪表(集团)公司销售的液位控制器。

所述液位调节阀是本技术领域中通常使用的调节阀，例如上海美卓自动化仪表公司生产的调节阀。

九、灰水处理部分的压力控制系统

因气化黑水和洗涤黑水的压力远大于第一级热水器的操作压力，所以在气化黑水和洗涤黑水进入第一级热水器的管道上分别设置了气化黑水压力控制系统和洗涤黑水压力控制系统，用这两套压力控制系统把气化黑水和洗涤黑水的压力降到第一级热水器所需的压力。

为了把热水器的压力控制在灰水加热的最佳压力，在热水器的蒸气出口管道上设置了一套热水器压力控制系统。

各种进水在脱气水槽中进行脱除不凝气，防止不凝气进入系统对设备腐蚀。

在本发明中，在保证脱气水槽液位满足设定条件的情况下，通过调节进入脱气水槽的低压蒸汽量来达到所述脱气水槽压力的设定值；

通过调节进入脱气水槽的低压蒸汽量还可以达到脱气水槽温度的设定值。

气化黑水压力控制系统、洗涤黑水压力控制系统、热水器压力控制系统和脱氧水槽压力控制系统都是由压力变送器、压力调节器和压力调节阀组成的单回路控制系统。在这四套压力控制系统中，压力变送器把所检测的压力转换成标准电信号并送入压力调节器，压力调节器按比例积分控制算法控制压力调节阀的开度，由压力调节阀把所要控制的压力控制在工艺所需的压力。

所述压力变送器是本技术领域中通常使用的压力变送器，例如江苏巨科仪表有限公司生产的压力变送器。

所述压力调节器是本技术领域中通常使用的压力调节器，例如上海良磊仪器仪表有限公司生产的压力控制器。

所述压力调节阀是本技术领域中通常使用的压力调节阀，例如上海美卓自动化仪表公司生产的调节阀。

十、气化反应器安全保护系统

所述气化反应器安全保护系统用于保证气化反应器的运行得到安全和可靠的控制。所述气化反应器安全保护系统包括氧气供给系统、料浆供给系统、气化反应器温度系统、气化反应器激冷室液位系统、混合雾化器冷却保护系统、排渣控制系统，当任意子系统满足气化反应器安全保护系统跳车条件时，都会触发气化反应器停车，并且所述安全保护系统还设置有手动紧急停车按钮，发生意外情况时，也可手动使气化反应器停车；

所述安全保护系统采用的可编程逻辑控制器。

所述安全保护系统中的子系统都是独立的，所有检测装置和执行装置都采用了独立设置。

本发明中采用的可编程逻辑控制器是本技术领域中通常使用的可编程逻辑控制器，例如西门子(siemens)公司以商品名编程控制器销售的S7系列可编程逻辑控制器。

附图4为本发明控制方法的计算机控制系统示意图。计算机通过接口可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时监测及处理。输入、输出通道是计算机和被控对象之间设置的信息传送和转换的连接通道。外部设备是计算机与外界交换信息的设备，操作台是操作人员与计算机控制系统进行“对话”的。

本发明中每个控制子系统均为一个或多个被控对象，由一个或多个计算控制系统来完成。

[有益效果]

本发明具有下面的有益效果：

1、本发明提供了一种湿法气流床煤气化技术的控制系统，所述控制系统是一种先进的、全面的气流床煤气化工艺过程的控制系统，该控制系统包括了气化流程中的主要环节，包括进入气化反应器中的氧气和料浆的流量调节系统、气化反应器温度控制系统、气化反应器激冷室液位控制系统、气化反应器压力控制系统、混合雾化器冷却保护系统、排渣控制系统、水洗塔液位控制系统、灰水处理部分的液位控制系统、灰水处理部分的压力控制系统以及气化反应器安全保护系统；

2、本发明不仅提供了主要工艺流程的控制系统，并且还提供了一种安全保护系统，在气化反应进行中能够保证操作是安全的，当某一子系统出现异常，严重偏离正常操作条件时，立即启动安全保护控制系统，触发气化反应器停车，保证气化反应器和气化装置处于安全状态。

3、本发明所提供的湿法气流床煤气化技术的控制系统具有控制方法先进、运行周期长以及技术可靠的特点。本发明提供的控制系统由于测量和控制手段都是先进的，从而延长了运行周期，减少了气化反应停车次数，减轻了由于测量和控制方法落后对气化装置的磨损，采用本发明提供的控制系统可以将气化装置运行周期从原来的30-40天提高到60天以上。

【附图说明】

图1为分散控制系统方框图。

图2为本发明气流床煤气化技术气化系统示意图。

图3为本发明气流床煤气化技术灰水系统示意图。

图4为本发明控制方法的计算机控制系统示意图。

其中，101氧气流量；102氧气切断阀；103氧气切断阀；104氧气放空阀；105料浆流量；106料浆切断阀；107料浆循环阀；201反应器内温度测量子系统；202气化反应器壁温度测量子系统；203激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统；204出气化反应器粗合成气温度测量子系统；205气流床反应器；301液位变送器；302液位变送器；303液位变送器；304信号选择器；305液位控制器；306流量控制器；307调节阀；308调节阀；401压力变送器；402压力变送器；403压力控制器；404气体调节阀；405出水洗塔；502冷却水备用泵；503冷却水备用泵；504事故冷却水阀；505原水截止阀；506脱盐水截止阀；601集灰器；602灰沉淀池；603集灰阀门；604集灰阀门；605灰水排放阀门；606灰水循环控制阀门；607循环泵；608闭路循环阀门；609灰水循环控制阀门；610卸压管线；611卸压阀门；612供水管线；613冲水阀门；614灰水循环控制阀门；701液位变送器；702液位控制器；703液位调节阀；8011液位变送器；8012液位控制器；8013液位调节阀；8021压力变送器；8022压力调节器；8023压力调节阀；8031压力变送器、8032压力调节器；8033压力调节阀；8041压力变送器；8042压力调节器；8043压力调节阀；8051压力变送器；8052压力调节器；8053压力调节阀；8111液位变送器；8112液位控制器；8113液位调节阀；8121液位变送器；8122液位调节器；8123液位调节阀；8131液位变送器；8132液位调节器；8133液位调节阀。

【具体实施方式】

实施例1

某年产60万吨甲醇装置，气化压力6.5MPa，气化温度1360℃，采用某煤为原料实施本发明。出水洗塔有效气CO+H₂含量为80.60％，料浆浓度为63.6％，气化装置运行周期为60天以上。

下表1为某煤主要煤质数据分析结果。

表1

该煤气化反应利用本发明中提供的氧气/料浆比值及进料量控制系统提供的由上海龙瑞斯电子科技有限公司生产的差压变送器测量所得氧气流量为514m³/h，经过温度压力补偿后氧气流量为37721Nm³/h，由开封仪表有限公司提供的电磁流量计测量所得料浆流量为78m³/h，通过计算后得到氧气/料浆比值为484Nm³/m³，

所述温度压力补偿计算公式为

$F_b=\frac{273.15}{T_i}\×\frac{P_i}{0.1013}\×\frac{1}{0.99409-0.01437\×\frac{P_i}{5.0366}}\×F_i$

在本实施例中，氧气温度为313.15K，氧气压力为8.3MPa。

在本实施例中采用的氧气/料浆比值及进料量控制系统是发明专利申请CN101538485中所描述的氧气/料浆比值及进料量控制系统。

利用本发明中提供的气化反应器温度控制系统测量和调节气化反应温度。本实施例中的气化反应器内201和气化反应器壁202温度测量采用发明专利申请CN101354293中所描述的温度测量方法。测量和调节气化反应温度为1320-1380℃，气化反应器壁温度在250-375℃，激冷室耐火砖支撑板温度测量203和出气化反应器粗合成气温度测量204采用重庆仪表材料研究所生产的工业用热电偶丝，测量所得温度分别为255℃、252℃。

利用本发明中提供的气化反应器激冷室液位控制系统测量和调节气化反应过程中的激冷室液位在4100-4300mm。首先由鞍山莱科仪器仪表有限公司生产的三台双法兰差压变送器301、302、303测量气化反应器激冷室液位，液位变送器301、302、303将测量所得液位值输入到上海自动化仪表调节器厂生产的信号选择器304中，经信号选择器304选择、计算准确液位值后输入到上海仪表(集团)公司销售的液位控制器305，液位控制器305将计算后的准确液位值与液位设定值比较，经比例积分微分算法后输出到宜昌博达自动化设备有限公司生产的流量控制器306中作为设定值，最后由流量控制器306控制上海美卓自动化仪表公司销售的调节阀307、308的开度大小从而达到调节液位高低的目的。

所述双法兰式液位变送器的正负压室采用密封水吹扫的方法吹扫掉灰尘并且达到降温的效果。

所述调节阀设置为两台307、308。

利用本发明中提供的气化反应器压力控制系统测量和调节气化反应压力为6.3-6.8MPa。用江苏巨科仪表有限公司生产的压力变送器401测量和变送气化反应压力，压力变送器402将测量所得压力输入到上海良磊仪器仪表有限公司生产的压力控制器403中，压力控制器403输出信号给上海美卓自动化仪表公司生产的气体调节阀404调节气化反应压力。

利用本发明中提供的混合雾化器冷却保护系统保护混合雾化器。

本发明中采用的混合雾化器冷却保护系统是发明专利申请200910259974.0“一种气流床反应器的混合雾化器冷却保护系统”中所描述的混合雾化器冷却保护系统。

利用本发明中提供的排渣控制系统收集和排放气化反应的灰渣。所述排渣系统采用发明专利CN2670362Y中所描述的排渣装置。

利用本发明中提供的水洗塔液位控制系统测量和调节水洗塔液位在3800-4100mm。首先利用由鞍山莱科仪器仪表有限公司生产的液位变送器701测量水洗塔液位，液位变送器701将测量所得液位值输入到上海仪表(集团)公司销售的液位控制器702，由液位控制器702控制上海美卓自动化仪表公司销售的调节阀703的开度大小从而达到调节液位高低的目的。

利用本发明中提供的灰水部分液位控制系统控制热水器液位、分离器液位和脱气水槽液位分别在2900-3100mm、550-650mm、2900-3100mm。

利用本发明中提供的灰水处理部分压力控制系统控制气化黑水压力、洗涤黑水压力、热水器压力和脱气水槽压力分别在4.25-4.35MPa、4.1-4.3MPa、0.9MPa、0.05MPa。

利用本发明中提供的安全保护系统对气化反应进行安全保护。当出现以下任一情况时，则立即启动安全保护系统，触发气化反应器停车：

氧气供给系统中氧气流量信号提供的氧气流量101小于15088Nm³/h，氧气切断阀102、103关闭，氧气放空阀104打开；

料浆供给系统中料浆流量信号提供的料浆流量105小于35m³/h，料浆切断阀106关闭，料浆循环阀107打开；

气化反应器温度测量系统中出气化反应器粗合成气温度204大于265℃；

气化反应器激冷室液位测量和调节系统中激冷室液位301、302、303中有两个低于3100mm；

混合雾化器冷却保护系统故障，即混合雾化器冷却保护系统中下列条件任一条件成立：

混合雾化器冷却水出水温度高于68℃，冷却水总管压力低于1.1MPa，冷却水入口流量低于11200kg/h，冷却水出口流量低于11200kg/h，冷却水进出口流量差绝对值大于7000kg/h，气液分离器出口气体的一氧化碳含量高于50ppm，

就将手动紧急停车按钮按下使其气化反应器停车。

实施例2

某年产24万吨甲醇装置，气化压力4.0MPa，气化温度1390℃，采用某煤为原料实施本发明。出水洗塔有效气CO+H₂含量为79％，料浆浓度为58％，气化装置运行周期为60天以上。

下表2为某煤主要煤质数据分析结果。

表2

该煤气化反应利用本发明中提供的氧气/料浆比值及进料量控制系统提供的由上海龙瑞斯电子科技有限公司生产的差压变送器测量所得氧气流量为294m³/h，经过温度压力补偿后氧气流量为15954Nm³/h，由开封仪表有限公司提供的电磁流量计测量所得料浆流量为33m³/h，通过计算后得到氧气/料浆比值为483.77Nm³/m³，

所述温度压力补偿计算公式为

$F_b=\frac{273.15}{T_i}\×\frac{P_i}{0.1013}\×\frac{1}{0.99409-0.01437\×\frac{P_i}{5.0366}}\×F_i$

在本实施例中，氧气温度为303.15K，氧气压力为6.0MPa。

在本实施例中采用的氧气/料浆比值及进料量控制系统是专利CN101538485中所描述的氧气/料浆比值及进料量控制系统。

利用本发明中提供的气化反应器温度控制系统测量和调节气化反应温度。本实施例中的气化反应器内201和气化反应器壁202温度测量采用发明专利申请CN101354293中所描述的温度测量方法。测量和调节气化反应温度为1320-1410℃，气化反应器壁温度在230-375℃，激冷室耐火砖支撑板温度测量203和气化反应器排出粗合成气的温度测量204采用重庆仪表材料研究所生产的工业用热电偶丝，测量所得温度分别为228℃、226℃。

利用本发明中提供的气化反应器激冷室液位控制系统测量和调节气化反应过程中的激冷室液位在3500-3900mm。首先由鞍山莱科仪器仪表有限公司生产的三台双法兰差压变送器301、302、303测量气化反应器激冷室液位，液位变送器301、302、303将测量所得液位值输入到上海自动化仪表调节器厂生产的信号选择器304中，经信号选择器304选择、计算准确液位值后输入到上海仪表(集团)公司销售的液位控制器305，液位控制器将计算后的准确液位值与液位设定值比较，经比例积分微分算法后输出到宜昌博达自动化设备有限公司生产的流量控制器306中作为设定值，最后由流量控制器306控制上海美卓自动化仪表公司销售的调节阀307、308的开度大小从而达到调节液位高低的目的。

所述双法兰式液位变送器的正负压室采用密封水吹扫的方法吹扫掉灰尘并且达到降温的效果。

所述调节阀设置为两台307、308。

利用本发明中提供的气化反应器压力控制系统测量和调节气化反应压力为3.5-4.3MPa。用江苏巨科仪表有限公司生产的压力变送器401测量和变送气化反应压力，压力变送器402将测量所得压力输入到上海良磊仪器仪表有限公司生产的压力控制器403中，压力控制器403输出信号给上海美卓自动化仪表公司生产的气体调节阀404调节气化反应压力。

利用本发明中提供的混合雾化器冷却保护系统保护混合雾化器。

本发明中采用的混合雾化器冷却保护系统是发明专利申请200910259974.0“一种气流床反应器的混合雾化器冷却保护系统”中所描述的混合雾化器冷却保护系统。

利用本发明中提供的排渣控制系统收集和排放气化反应的灰渣。所述排渣系统采用发明专利CN2670362Y中所描述的排渣装置。

利用本发明中提供的水洗塔液位控制系统测量和调节水洗塔液位在3150-3700mm。首先利用由鞍山莱科仪器仪表有限公司生产的液位变送器701测量水洗塔液位，液位变送器701将测量所得液位值输入到上海仪表(集团)公司销售的液位控制器702，由液位控制器702控制上海美卓自动化仪表公司销售的调节阀703的开度大小从而达到调节液位高低的目的。

利用本发明中提供的灰水部分液位控制系统控制热水器液位、分离器液位和脱气水槽液位分别在2900-3100mm、680-900mm、2500-2700mm。

利用本发明中提供的灰水处理部分压力控制系统控制气化黑水压力、洗涤黑水压力、热水器压力和脱气水槽压力分别在2.35-2.65MPa、2.35-2.65MPa、0.49MPa、0.05MPa。

利用本发明中提供的安全保护系统对气化反应进行安全保护。当出现以下任一情况时，则立即启动安全保护系统，触发气化反应器停车：

氧气供给系统中氧气流量信号提供的氧气流量101小于6382Nm³/h，氧气切断阀102、103关闭，氧气放空阀104打开；

料浆供给系统中料浆流量信号提供的料浆流量105小于15m³/h，料浆切断阀106关闭，料浆循环阀107打开；

气化反应器温度测量系统中气化反应器排出粗合成气的温度204大于245℃；

气化反应器激冷室液位测量和调节系统中激冷室液位301、302、303中有两个低于2000mm；

混合雾化器冷却保护系统故障，即混合雾化器冷却保护系统中下列条件任一条件成立：

混合雾化器冷却水出水温度高于68℃，冷却水总管压力低于1.1MPa，冷却水入口流量低于7600kg/h，冷却水出口流量低于7600kg/h，冷却水进出口流量差绝对值大于7000kg/h，气液分离器出口气一氧化碳含量高于50ppm，

就将手动紧急停车按钮按下使其气化反应器停车。

Claims (10)

1.一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制系统，其特征在于该控制系统包括氧气/料浆比值及进料量控制系统、气化反应器温度控制系统、气化反应器激冷室液位控制系统、气化反应器压力控制系统、混合雾化器冷却保护系统；排渣控制系统、水洗塔液位控制系统、灰水处理部分的液位控制系统、灰水处理部分的压力控制系统以及气化反应器安全保护系统；

上述每个子系统均设置为独立控制模块，并且都输出信号给分散控制系统(DCS)，由该分散控制系统进行检测和控制；

所述安全保护系统及其子系统通过所述分散控制系统进行通信连接，所述安全保护系统是一个独立的系统，具有优先表决权，一旦任意一个安全保护子系统满足安全保护系统启动条件，则立即启动安全保护系统，使整个气化装置处于安全状态；

所述安全保护系统包括氧气供给系统、料浆供给系统、气化反应器温度系统、气化反应器激冷室液位系统、混合雾化器冷却保护系统、排渣控制系统，当任意安全保护子系统满足安全保护系统设定条件时，都会触发气化反应器停车，并且所述安全保护系统还设置有手动紧急停车按钮，发生意外情况时，也可手动使气化反应器停车。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述氧气/料浆比值及进料量控制系统包括负荷给定单元、料浆流量调节单元和氧气流量调节单元；

在所述氧气流量调节单元中氧气流量(101)是由下述补偿公式计算后得到的：

$F_b=\frac{273.15}{T_i}\×\frac{P_i}{0.1013}\·\frac{1}{0.99409-0.01437\×\frac{P_i}{5.0366}}\×F_i$

式中：

F_b是经过温度、压力补偿后的氧气流量，

F_i为实际测量的氧气流量，

T_i，P_i分别为实际测量温度和实际测量压力，

所述氧气流量是采用孔板流量计测量的；

所述负荷给定单元给定所述气流床的负荷并限制其负荷变化速度，若负荷提高，首先通过料浆流量调节单元提高料浆流量，然后提高氧气流量，若负荷降低，首先降低氧气流量，然后降低料浆流量，将所述气流床的负荷变动幅度限制在1％-5％；

所述氧气/料浆比值是根据最佳反应温度进行设定的，氧气/料浆的标准体积比值是430-610。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述气化反应器温度控制系统包括气化反应器温度测量和气化反应器温度调节，气化反应器温度测量包括气化反应器内温度测量子系统(201)、气化反应器壁温度测量子系统(202)、激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统(203)和气化反应器排出粗合成气的温度测量子系统(204)；气化反应器温度调节是通过调节氧气/料浆比值及进料量来完成的，如果气化反应的温度低于最佳反应温度，则增大氧气/料浆比设定值，如果气化反应的温度高于最佳反应温度，则减小氧气/料浆比值设定值；或气化反应器温度调节由手动来完成；

所述气化反应器内温度测量子系统(201)采用直接测温、间接测温以及甲烷含量测温相结合的方法；

所述气化反应器壁温度测量子系统(202)由能够测量一条连续路线上存在最高温度的“寻热”热电偶组成的，所述“寻热”热电偶沿着气化反应器拱顶至其圆柱段围绕固定在气化反应器壳体上；

所述激冷室耐火砖支撑板温度测量子系统(203)由安装在激冷室耐火砖支撑板上的2-4支测温热电偶组成；

所述气化反应器排出粗合成气的温度测量子系统(204)由安装在出气化反应器粗合成气管线上的1支测温热电偶组成。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述气化反应器激冷室液位控制系统是由液位变送器(301)、(302)、(303)、信号选择器(304)、液位控制器(305)、流量控制器(306)、调节阀(307)和(308)组成的；

首先由1-3台液位变送器(301)、(302)、(303)将测量所得液位值输入到信号选择器(304)中，经信号选择器(304)选择、计算准确液位值后输入到液位控制器(305)，液位控制器(305)将计算后的准确液位值与液位设定值比较，经比例积分微分算法后输出到流量控制器(306)中作为设定值，最后由流量控制器(306)控制调节阀(307)、(308)的开度大小从而达到调节液位高低的目的；

所述液位变送器(301)、(302)、(303)采用的是双法兰式液位变送器，双法兰式液位变送器的正负压室采用密封水吹扫的方法；

所述调节阀设置为两台(307)、(308)。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述气化反应器压力控制系统由压力变送器(401)、压力变送器(402)、压力调节器(403)、压力调节阀(404)组成；压力变送器(401)安装在气化反应器顶上；压力变送器(402)安装在粗合成气送往下游工段的管道上；压力调节阀(404)安装在粗合成气送往火炬的放空管道上；

首先由压力变送器(401)检测出气化反应器压力，压力变送器(402)检测出水洗塔(405)顶粗合成气出口压力，压力变送器(402)的输出信号送给压力调节器(403)，压力调节器(403)经过计算后得到输出信号再送给压力调节阀(404)，压力调节阀(404)根据接受信号控制其开度大小，从而调节气化反应器的压力。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述混合雾化器冷却保护系统设置了四重安全保护，首先冷却水总管的压力(501)低于压力设定值时，打开冷却水备用泵(502/503)，当打开冷却水备用泵(502/503)也不能使冷却水总管压力(501)达到设定值时，则开启事故冷却水阀(504)，当打开冷却水备用泵(502/503)和开启事故冷却水阀(504)后，仍不能达到冷却水总管压力设定值，开启脱盐水截止阀(506)，当上述措施均不能正常供应冷却水时，开启原水截止阀(505)。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述排渣控制系统包括集灰器(601)、循环泵(607)、灰沉淀池(602)，所述集灰器(601)的顶部依次设有集灰阀门(603)、(604)，其底部设有灰水排放阀门(605)，所述集灰器(601)与循环泵(607)通过灰水循环控制阀门(606)连接，集灰器(601)与气化反应器(205)的激冷室通过灰水循环控制阀门(614)与灰水循环控制阀门(609)连接，循环泵(607)与气化反应器(205)的激冷室通过灰水循环控制阀门(609)连接，集灰器(601)设有其带有卸压阀门(611)的卸压管线(610)和其带有冲水阀门(613)的供水管线(612)，灰水循环控制阀门(606)与(614)之间设有闭路循环阀门(608)；

所述集灰阀门设置为两台(603)、(604)，所述上侧集灰阀门(603)处于常开状态，只有当激冷室液位低于安全保护系统设定值引起气化反应器停车时集灰阀门(603)才关闭；

所述上侧集灰阀门(603)参与安全保护系统控制，下侧集灰阀门(604)参与排渣程序控制，所述集灰阀门(603)和集灰阀门(604)互为备用。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述水洗塔(405)液位控制系统由液位变送器(701)、液位调节器(702)与调节阀(703)组成；首先由液位变送器(701)将测量所得液位信号输出给液位调节器(702)，液位调节器(702)通过计算后输出信号并将其信号输送给调节阀(703)，调节阀(703)根据接受的信号进行水洗塔(405)液位的调节。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于灰水处理部分的液位控制系统包括热水器液位控制子系统、分离器液位控制子系统和脱气水槽液位控制子系统，所述液位控制子系统均由液位变送器、液位调节器和液位调节阀组成。

10.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述灰水处理部分的压力控制系统包括气化黑水压力控制子系统、洗涤黑水压力控制子系统、热水器压力控制子系统和脱气水槽压力控制子系统，所述压力控制子系统均由压力变送器、压力调节器和压力调节阀组成；

在保证脱气水槽液位满足设定条件的情况下，通过调节进入脱气水槽的低压蒸汽量来达到所述脱气水槽压力的设定值；

通过调节进入脱气水槽的低压蒸汽量还可以达到脱气水槽温度的设定值。

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