CN107121173A - 料位测量装置及料位测量方法 - Google Patents
料位测量装置及料位测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107121173A CN107121173A CN201710384434.XA CN201710384434A CN107121173A CN 107121173 A CN107121173 A CN 107121173A CN 201710384434 A CN201710384434 A CN 201710384434A CN 107121173 A CN107121173 A CN 107121173A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gasification furnace
- annular space
- measuring device
- connecting plate
- annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 226
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 167
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 68
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 23
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 54
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
本发明提供了一种料位测量装置及料位测量方法，该装置包括：环形的连接板和压差测量装置；连接板的第一端用于与气化炉的内壁相连接且置于气化炉的煤气出口的下方，连接板的第二端悬置于气化炉内且与气化炉的底部具有预设距离，连接板与气化炉的内壁之间的间隙形成环形空间；连接板沿高度方向开设有至少一层溢流口；气化炉底部的侧壁开设有进气口，进气口用于向环形空间内输入流化气；压差测量装置的第一测试端连接于气化炉对应于环形空间顶部的内壁，第二测试端连接于气化炉对应于环形空间底部的内壁。本发明中，增大了环形空间内顶部与底部之间的压差，能够使得压差测量地更准确，进而确保计算出的气化炉内物料料位更准确，提高了测量准确度。
Description
技术领域
本发明涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种料位测量装置及料位测量方法。
背景技术
煤气化工艺是粉煤与高温高压气化剂发生气化反应，生成粗煤气，以及高温高压固态物料的工艺过程。反应产生的高温高压固态物料堆积在气化炉的底部，若物料堆积的料位过高，就会影响煤气化反应；若物料堆积的料位过低，就会引起串气导致物料排放管道超温，因此，需要对物料的料位进行测量监控。
目前，物料料位的测量方法主要为射线测量法和差压测量法。射线测量法是一种非接触式的料位检测方法，它利用容器空料与满料时射线吸收程度的明显差别，通过探头对射线强度变化的检测，从而在容器的外部即可得知容器内的料位。但是，煤气化工艺中的气化炉为高温高压设备，气化炉的外壳和内衬层均非常厚，射线很难穿过气化炉测量料位，使得料位测量不准确，并且存在安全隐患。差压测量法是利用压差计测量物料料位对应的差压，相对射线测量法比较安全，但是，由于煤气化反应产生的物料在气化炉的底部是自然堆积，所以物料自然堆积产生的压差也很小，利用压差计很难准确测量。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种料位测量装置，旨在解决现有技术中的料位测量方法无法准确测量气化炉内物料料位的问题。本发明还提出一种料位测量方法。
一个方面，本发明提出了一种料位测量装置，该装置包括：环形的连接板和压差测量装置；其中，连接板的第一端用于与气化炉的内壁相连接，且置于气化炉的煤气出口的下方，连接板的第二端悬置于气化炉内且与气化炉的底部具有预设距离，连接板与气化炉的内壁之间的间隙形成环形空间；连接板沿高度方向开设有至少一层溢流口；气化炉底部的侧壁开设有进气口，进气口用于向环形空间内输入流化气；压差测量装置的第一测试端连接于气化炉对应于环形空间顶部的内壁，第二测试端连接于气化炉对应于环形空间底部的内壁。
进一步地，上述料位测量装置中，每层溢流口为至少两个，每层的各溢流口均沿连接板的周向均匀设置。
进一步地，上述料位测量装置还包括：多个连接管；其中，各连接管与各溢流口一一对应连接，各连接管均置于环形空间外，并且，每个连接管与连接板之间均具有预设夹角。
进一步地，上述料位测量装置中，预设夹角为30°～60°。
进一步地，上述料位测量装置中，每个连接管的管口的端面均呈水平设置。
进一步地，上述料位测量装置中，每个连接管的第一端均与对应的溢流口相连接，每个连接管的第二端均向气化炉的底部折弯以形成折弯部，折弯部与气化炉的内壁相平行。
进一步地，上述料位测量装置还包括：环形的挡板；其中，挡板的第一端与连接板的第二端相连接，挡板的第二端为自由端，并且，挡板向气化炉的内壁倾斜设置。
进一步地，上述料位测量装置中，连接板包括：环形的顶板和环形板；其中，顶板的第一端与气化炉的内壁相连接且置于气化炉的煤气出口的下方，顶板的第二端与环形板的第一端相连接，环形板的第二端悬置于气化炉内且与气化炉的底壁之间具有预设距离，顶板、环形板与气化炉的内壁之间的间隙形成环形空间；环形板沿高度方向开设有至少一层溢流口。
进一步地，上述料位测量装置中，顶板的第二端向气化炉的底部倾斜设置。
本发明中，通过连接板与气化炉的内壁形成环形空间，并由环形空间的底部向环形空间内输送流化气，以使气化炉内的物料以流化状态输送至环形空间内，增大了环形空间内顶部与底部之间的压差，通过压差测量装置测量该压差，能够使得压差测量地更准确，进而确保计算出的气化炉内物料的料位更准确，有效地提高了测量的准确度，解决了现有技术中的料位测量方法无法准确测量气化炉内物料料位的问题，并且，结构简单。
另一方面，本发明还提出了一种利用上述的料位测量装置进行料位测量的方法，该方法包括如下步骤：流化步骤，从环形空间的底部输入流化气，以使气化炉底部的反应物料以流化状态输送至环形空间内；压差计算步骤，当流化状态的反应物料在环形空间内堆积至处于敞开状态的溢流口的下方且保持稳定状态时，压差测量装置测量环形空间内顶部与底部之间的压差；料位计算步骤，根据测量出的压差计算气化炉内反应物料的料位。
进一步地，上述料位测量方法中，流化步骤中，流化气的风量为流化气使得反应物料超过临界流化状态的风量。
进一步地，上述料位测量方法中，压差计算步骤中，当溢流口为一层时，并且，当流化状态的反应物料在环形空间内堆积至溢流口的下方且保持稳定状态时，压差测量装置测量环形空间内顶部与底部之间的压差；当溢流口为至少两层时，并且，当气化炉内的反应物料封堵任一层溢流口，环形空间内流化状态的反应物料堆积至封堵的溢流口与相邻的上层溢流口之间且保持稳定状态时，压差测量装置测量环形空间内顶部与底部之间的压差。
本发明中，通过向环形空间输送流化气，使得气化炉底部的反应物料以流化状态输送至环形空间内，增大了环形空间内顶部与底部之间的压差，再计算环形空间内顶部与底部之间的压差，能够使得压差测量更准确，进而确保得出气化炉内物料的料位更准确，有效地提高了测量的准确度，并且，测量方法简单方便。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的料位测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的料位测量装置中，连接管的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的料位测量方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
装置实施例：
参见图1，图1为本发明实施例提供的料位测量装置的结构示意图。该料位测量装置可以设置于气化炉6，对气化炉6内产生的反应物料的料位进行测量。当然，该料位测量装置也可以设置于其他的装置，本实施例对于料位测量装置的应用范围不做任何限制。本实施例是以设置于气化炉为例进行介绍的。
如图所示，该料位测量装置可以包括：连接板1和压差测量装置2。其中，连接板1为环形的。连接板1的第一端(图1所示的上端)用于与气化炉6的内壁相连接，并且，连接板1的第一端置于气化炉6的煤气出口61的下方。连接板1的第二端(图1所示的下端)悬置于气化炉6内，并且，连接板1的第二端与气化炉6的底部之间具有预设距离，连接板1与气化炉6的内壁之间的间隙形成环形空间3。具体地，连接板1的第二端为自由端，连接板1的第二端悬置于气化炉6的底部，即连接板1的第二端与气化炉6的内壁之间具有间隙，则连接板1与气化炉6的内壁之间也具有间隙，该间隙形成了环形空间3。连接板1的第二端与气化炉6的底部之间具有预设距离，使得环形空间3的顶部为封闭的，环形空间3的底部为敞口的，环形空间3的底部与气化炉的底部相连通。具体实施时，该预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。
连接板1沿连接板1的高度方向开设有至少一层溢流口11。当溢流口11为至少两层时，各层溢流口11在连接板1上由下至上(相对于图1而言)依次开设。相邻两层溢流口11之间的距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。优选的，每层溢流口11为至少两个，每层的各溢流口11均沿连接板1的周向均匀设置。具体地，以其中一层的溢流口为例进行介绍，该层的溢流口11为至少两个，该层的各溢流口11处于连接板1的同一高度，并且，该层的各溢流口11沿连接板1的圆周方向均匀布置。
本领域技术人员应该理解，气化炉6的顶部开设有粉煤入口63和气化剂入口64，粉煤和气化剂在气化炉6内进行气化反应，产生粗煤气和半焦等反应产物。气化炉6的侧壁开设有煤气出口61，煤气出口61将粗煤气排出。气化炉6的底部开设有物料出口65，物料出口65将半焦等的固体物料排出。其中，气化剂可以为高温氢气。粉煤与高温氢气可以进行加氢裂解、加氢气化等反应。
气化炉6底部的侧壁开设有进气口62，该进气口62用于从环形空间3的底部向环形空间3内输入流化气，以使气化炉6底部的物料以流化状态输送至环形空间3内。具体地，气化炉6底部为锥形，进气口62开设于气化炉6的锥形底部的侧壁，并且，进气口62与环形空间3的底部相对应。进气口62可以为多个，各进气口62可以沿气化炉6底部的侧壁呈圆周方向均匀开设，并且，各进气口62均与环形空间3的底部相对应。具体实施时，流化气可以为惰性气体。
流化气的风量为流化气使得物料超过临界流化状态的风量。具体地，随着流化气的风量增加，气化炉6的底部对应于环形空间3处的物料逐渐流化，当物料达到临界流化状态时，流化的物料较为稳定，则将此时的流化气的风量记为临界风量。当流化气的风量超过临界风量时，则物料会超过临界流化状态，这时物料的流化状态更稳定，并且，处于流化状态的物料的压降不随流化风量而变化。此时，处于流化状态的物料具有类似于静止状态的液体性质，环形空间3内的任一高度的静压近似等于在此高度上环形空间3单位横向截面内物料的重量，环形空间3内处于流化状态的物料可以像液体一样由溢流口11流回至气化炉6内。
压差测量装置2的第一测试端21连接于气化炉6对应于环形空间3顶部(图1所示的上部)的内壁，第二测试端22连接于气化炉6对应于环形空间3底部(图1所示的下部)的内壁。具体地，第一测试端21连接于气化炉6的内壁且对应于环形空间3的顶部，第一测试端21用于测试环形空间3顶部的压力，即测量环形空间3内处于流化状态的物料顶部的压力。第二测试端22连接于气化炉6的内壁且对应于环形空间3的底部，第二测试端22用于测试环形空间3底部的压力，由于环形空间3的底部为敞口设置，所以，第二测试端22测试环形空间3的底部且处于流化状态的反应物料的压力。压差测量装置2根据第一测试端21和第二测试端22测得出的压力进行相应计算得出压差。压差测量装置2可以为压差计，当然，也可以为其他的压差测量装置，本实施例对此不做任何限制。
当连接板1上开设的溢流口11为一层时，测量时，粉煤和气化剂由气化炉6的顶部输送至气化炉6内，并在气化炉6内进行气化反应，产生粗煤气和半焦等反应产物。粗煤气由煤气出口61将排出。半焦等固体反应物料逐渐堆积在气化炉6的底部，当物料堆积至一定高度时，由进气口62输送流化气，流化气使得堆积在气化炉6底部且对应于环形空间3处的物料呈流化状态，并且，带动呈流化状态的物料从环形空间3的底部输送至环形空间3内。随着气化反应的进行，气化炉6内的物料不断堆积，环形空间3内处于流化状态的物料也会在环形空间3内堆积。当环形空间3内处于流化状态的物料的高度置于连接板1的溢流口11的下方，并且，处于流化状态的物料能够保持稳定状态时，压差测量装置2的第一测试端21测试环形空间3内处于流化状态的物料顶部的压力，第二测试端22测试环形空间3内底部的压力，并计算两者的压差。再根据该压差与气化炉6内物料的料位之间对应关系，计算出此时气化炉6内物料的料位。
当连接板1上开设的溢流口11为至少两层时，随着气化反应的进行，气化炉6内的物料不断堆积，环形空间3内处于流化状态的物料也会在环形空间3内堆积。当环形空间3内处于流化状态的物料到达连接板1最靠近气化炉6底部(图1所示的最下方)的溢流口11时，处于流化状态的物料由该层的溢流口11流回至气化炉6内。随着气化炉6内物料的不断堆积，气化炉6内的物料会将最下层的溢流口11封堵，阻止环形空间3内处于流化状态的物料的流出，则处于流化状态的物料在环形空间3内的高度继续升高。当处于流化状态的物料的高度置于最下层溢流口11与相邻的上层溢流口11之间，并且，处于流化状态的物料在环形空间3内保持稳定状态时，压差测量装置2测试环形空间3内顶部与底部之间的压差。再根据该压差与气化炉6内物料的料位之间对应关系，计算出此时气化炉6内物料的料位。重复上述过程，即可计算出气化炉6内物料的不同料位。根据物料料位的要求，打开气化炉6的物料出口65，将气化炉6内的物料排出。随着物料的排出，气化炉6内物料的高度逐渐下降，当低于封堵的溢流口11时，使得封堵的溢流口11裸露，环形空间3内处于流化状态的物料由裸露的溢流口11处流回气化炉6内。
具体实施时，当溢流口11为一层时，并且，当流化状态的反应物料在环形空间内堆积至该层溢流口的下方且保持稳定状态时，压差测量装置2测量所述环形空间3内顶部与底部之间的压差。当溢流口11为至少两层时，环形空间3内处于流化状态的物料的高度置于相邻的两层溢流口之间，并且，环形空间3内处于流化状态的物料能够保持稳定状态时，压差较为稳定，压差测量装置2测量此时环形空间3内顶部与底部之间的压差，能够准确地反应气化炉6内物料的料位。也就是说，环形空间3外的气化炉6内的物料封堵其中一层溢流口11，环形空间3内处于流化状态的物料的高度会慢慢上升，当环形空间3内处于流化状态的物料的高度置于封堵的溢流口11与相邻的上层溢流口11之间且该处于流化状态的物料保持稳定状态时，此时的压差稳定。优选的，当环形空间3内处于流化状态的物料的高度置于封堵的溢流口11与相邻的上层溢流口11之间，并且靠近相邻的上层溢流口11处时，此时的压差最为稳定。
具体实施时，环形空间3内顶部与底部之间的压差与气化炉6内物料料位之间的对应关系可以利用冷态物料进行流化试验获得，当然，也可以采用其他方式获得，本实施例对此不做任何限制。
可以看出，本实施例中，通过连接板1与气化炉6的内壁形成环形空间3，并由环形空间3的底部向环形空间3内输送流化气，以使气化炉6内的物料以流化状态输送至环形空间3内，增大了环形空间3内顶部与底部之间的压差，通过压差测量装置2测量该压差，能够使得压差测量地更准确，进而确保计算出的气化炉6内物料的料位更准确，有效地提高了测量的准确度，解决了现有技术中的料位测量方法无法准确测量气化炉内物料料位的问题，并且，结构简单。
继续参见图1，上述实施例中，该料位测量装置还可以包括：多个连接管4。其中，各连接管4与各溢流口11一一对应连接，各连接管4均置于环形空间3外，并且，每个连接管4与连接板1之间均具有预设夹角α。具体地，连接管4的数量是与所有溢流口11的数量相同，每个溢流口11处均连接一个连接管4。每个连接管4的第一端(图1所示的上端)与连接板1相连接且置于对应的溢流口11处，每个连接管4的第二端(图1所示的下端)为自由端，每个连接管4均用于将环形空间3内处于流化状态的物料输送至气化炉6内。每个连接管4与连接板1之间的预设夹角α均为锐角，即每个连接管4均向气化炉6的底部倾斜设置。优选的，预设夹角α为30°～60°。
可以看出，本实施例中，通过设置多个连接管4，并且，每个连接管4与连接板1之间具有预设夹角，便于环形空间3内处于流化状态的物料流回至气化炉6内，并且，便于气化炉6内上部物料下落，还避免了气化炉6内物料由溢流口11处直接进入环形空间3内。
继续参见图1，本实施例示出了连接管的一种实施方式。每个连接管4的管口的端面均呈水平设置，即每个连接管4第二端的管口的端面均呈水平设置。这样，不仅利于环形空间3内处于流化状态的物料的流出，而且便于气化炉6上部物料的下落，还能够使得气化炉6内的物料到达连接管4的管口时更易封堵连接管4，进而更好地阻止处于流化状态的物料的流出。具体实施时，每个连接管4第二端的管口的端面可以切削呈水平状态。
参见图2，本实施例示出了连接管的另一种实施方式。每个连接管4的第一端均与对应的溢流口11相连接，每个连接管4的第二端向气化炉6的底部折弯以形成折弯部41，折弯部41与气化炉6的内壁相平行。具体地，每个连接管4的第一端(图2所示的上端)与连接板1相连接且置于对应的溢流口11处，每个连接管4的第二端(图2所示的下端)为自由端，并且，每个连接管4的第二端均向气化炉6的底部折弯，即每个连接管4的第二端均向下折弯，则每个连接管4的第二端形成了折弯部41，该折弯部41与气化炉6相平行，以使每个连接管4的第二端的管口呈水平设置。这样，不仅利于环形空间3内处于流化状态的物料的流出，而且便于气化炉6上部物料的下落，还能够使得气化炉6内的物料到达连接管4的管口时更易封堵连接管4，进而更好地阻止处于流化状态的物料的流出。
继续参见图1，上述各实施例中，该料位测量装置还可以包括：环形的挡板5。其中，挡板5的第一端(图1所示的上端)与连接板1的第二端相连接，挡板5的第二端(图1所示的下端)为自由端，并且，挡板5的第二端与气化炉6的底部之间具有预设距离，则环形空间3的底部为敞口设置。挡板5向气化炉6的内壁倾斜设置，使得环形空间3的底部形成缩口。进气口62对应于环形空间3底部的缩口处，由环形空间3底部的缩口处向环形空间3内输送流化气。具体实施时，该挡板5的第二端与气化炉6的底部之间的预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。
可以看出，本实施例中，通过设置挡板，使得环形空间3的底部形成缩口，不仅便于支撑环形空间3内处于流化状态的物料，并且，有利于流化气的均匀分布，能够使得物料充分流化，避免沟流现象。此外，进气口62由环形空间3底部的缩口处向环形空间3内输送流化气，在流化气的引导下，更有利于气化炉6底部的物料流入环形空间3内，进而能够使得环形空间3内处于流化状态的物料更准确地反映气化炉6内物料的料位。
继续参见图1，上述各实施例中，连接板1可以包括：环形的顶板12和环形板13。其中，顶板12的第一端(图1所示的左端)与气化炉6的内壁相连接，并且，顶板12的第一端置于气化炉6的煤气出口61的下方。顶板12的第二端(图1所示的右端)与环形板13的第一端(图1所示的上端)相连接，环形板13的第二端(图1所示的下端)为自由端，环形板13的第二端悬置于气化炉6内，并且，环形板13的第二端与气化炉6的底壁之间具有预设距离，顶板12、环形板13与气化炉6的内壁之间的间隙形成环形空间3。具体地，环形板13的第二端与气化炉6的内壁之间具有间隙，则环形板13与气化炉6的内壁之间也具有间隙，从而使得顶板12、环形板13与气化炉6的内壁之间的空间形成了环形空间3。环形板13的第二端与气化炉6的底壁之间具有预设距离，则环形空间3的顶部为封闭的，环形空间3的底部为敞口的。具体实施时，该预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。
环形板13沿高度方向开设有至少一层溢流口11，具体地，当溢流口11为至少两层时，各层溢流口11在环形板13上由下至上(相对于图1而言)依次开设。
可以看出，本实施例中，连接板1的结构简单，易于实施。
继续参见图1，上述实施例中，顶板12的第二端向气化炉6的底部倾斜设置，则顶板12呈倾斜状态，并且，顶板12向气化炉6的底部倾斜。这样，便于气化反应产生的物料更好地掉落至气化炉6的底部，避免物料在顶板12上堆积。
综上所述，本实施例使得气化炉6内的物料以流化状态输送至环形空间3内，增大了环形空间3内顶部与底部之间的压差，通过压差测量装置2测量该压差，能够使得压差测量地更准确，进而确保计算出的气化炉6内物料的料位更准确，有效地提高了测量的准确度，并且，结构简单。
方法实施例：
本实施例还提出了一种利用上述实施例中的料位测量装置进行料位测量的方法，由于该料位测量方法是利用上述实施例中料位测量装置进行的，所以，该方法中关于料位测量装置的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。
参见图3，图3为本发明实施例提供的料位测量方法的流程图。该料位测量方法包括如下步骤：
流化步骤S1，从环形空间的底部输入流化气，以使气化炉底部的反应物料以流化状态输送至环形空间内。
具体地，参见图1，将环形的连接板1的第一端(图1所示的上端)与气化炉6的内壁相连接，连接板1的第二端(图1所示的下端)为自由端，连接板1的第二端悬置于气化炉6内，即连接板1的第二端与气化炉6的内壁之间具有间隙，则连接板1与气化炉6的内壁之间也具有间隙，该间隙形成了环形空间3。并且，连接板1的第二端与气化炉6的底壁之间具有预设距离，则环形空间3的顶部为封闭的，环形空间3的底部为敞口的。具体实施时，该预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。
本领域技术人员应该理解，粉煤和气化剂在气化炉6内进行气化反应，产生粗煤气和半焦等反应产物，粗煤气由气化炉6的煤气出口61排出，半焦等的固体物料气化炉6底壁的物料出口65排出。
气化炉6底部为锥形，气化炉6的锥形底部的侧壁开设有进气口62，进气口62与环形空间3的底部相对应，该进气口62用于从环形空间3的底部向环形空间3内输入流化气，流化气使得气化炉6底部的物料以流化状态输送至环形空间3内。进气口62可以为多个，各进气口62可以沿气化炉6底部的侧壁呈圆周方向均匀开设，并且，各进气口62均与环形空间3的底部相对应。随着气化反应的不断进行，气化炉6内的物料不断堆积，环形空间3内处于流化状态的物料也会在环形空间3内逐渐堆积。具体实施时，流化气可以为惰性气体。
压差计算步骤S2，当流化状态的反应物料在环形空间内堆积至处于敞开状态的溢流口的下方且保持稳定状态时，压差测量装置测量环形空间内顶部与底部之间的压差。
具体地，参见图1，连接板1沿连接板1的高度方向开设有至少一层溢流口11。优选的，每层溢流口11为至少两个，每层的各溢流口11均沿连接板1的周向均匀设置。压差测量装置2的第一测试端21连接于气化炉6的内壁且对应于环形空间3的顶部，第一测试端21用于测量环形空间3顶部的压力，即测量环形空间3内处于流化状态的物料的顶部的压力。压差测量装置2的第二测试端22连接于气化炉6的内壁且对应于环形空间3的底部，第二测试端22用于测试环形空间3底部的压力，即测量环形空间3的底部且处于流化状态处的物料的压力。压差测量装置2根据第一测试端21和第二测试端22测得出的压力进行相应计算得出压差。压差测量装置2可以为压差计。
当溢流口为一层时，并且，当流化状态的反应物料在环形空间内堆积至溢流口的下方且保持稳定状态时，压差测量装置测量环形空间内顶部与底部之间的压差。具体地，当环形空间3内处于流化状态的反应物料的高度置于连接板1的该层溢流口11的下方，并且，处于流化状态的物料能够保持稳定状态时，压差测量装置2的第一测试端21测试环形空间3内处于流化状态的物料顶部的压力，第二测试端22测试环形空间3内底部的压力，并计算两者的压差。
当溢流口为至少两层时，并且，当气化炉内的反应物料封堵任一层溢流口，环形空间内流化状态的反应物料堆积至封堵的溢流口与相邻的上层溢流口之间且保持稳定状态时，压差测量装置测量环形空间内顶部与底部之间的压差。具体地，随着气化反应的不断进行，环形空间3外的气化炉内的反应物料封堵其中任意一层溢流口，环形空间3内处于流化状态的反应物料的高度置于封堵的溢流口与相邻的上层溢流口之间，并且，该处于流化状态的反应物料保持稳定状态时，此时的压差稳定，能够准确地反应气化炉6内反应物料的料位。优选的，当环形空间3内处于流化状态的物料的高度置于封堵的溢流口与相邻的上层溢流口之间，并且靠近相邻的上层溢流口处时，此时的压差最为稳定。
具体实施时，参见图1，当环形空间3内处于流化状态的反应物料到达连接板1最下层(相对于图1而言)的溢流口11时，处于流化状态的反应物料由该层的溢流口11流回至气化炉6内。随着气化炉6内反应物料的堆积会将最下层的溢流口11封堵，阻止环形空间3内处于流化状态的反应物料的流出，则环形空间3内处于流化状态的反应物料的高度继续升高。当处于流化状态的反应物料高度置于最下层溢流口与相邻的上层溢流口之间，并且，该处于流化状态的反应物料保持稳定状态时，压差测量装置2测量环形空间3内处于流化状态的反应物料顶部与环形空间3底部之间的压差。重复上述过程，即可计算出气化炉内反应物料处于不同料位时所对应的压差。
料位计算步骤S3，根据测量出的压差计算气化炉内反应物料的料位。
具体地，根据压差测量装置2测量出的压差按照压差与气化炉6内反应物料的料位之间的对应关系即可计算出气化炉6内反应物料的料位。具体实施时，压差与气化炉6内反应物料的料位之间对应关系可以利用冷态物料进行流化试验获得，当然，也可以采用其他方式获得，本实施例对此不做任何限制。
根据气化炉内反应物料料位的要求，打开气化炉6的物料出口65，将气化炉6内的反应物料排出，则气化炉6内反应物料的高度逐渐下降，当低于封堵的溢流口时，使得封堵的溢流口裸露，环形空间3内处于流化状态的反应物料由裸露的溢流口处流回气化炉6内。
可以看出，本实施例中，通过向环形空间输送流化气，使得气化炉底部的反应物料以流化状态输送至环形空间内，增大了环形空间内顶部与底部之间的压差，再计算环形空间内顶部与底部之间的压差，能够使得压差测量更准确，进而确保得出气化炉内物料的料位更准确，有效地提高了测量的准确度，并且，测量方法简单方便。
上述实施例中，流化步骤S1中，流化气的风量为流化气使得反应物料超过临界流化状态的风量。具体地，由进气口62输入流化气后，随着流化气的风量增加，气化炉6的底部对应于环形空间3底部处的反应物料逐渐流化，当反应物料达到临界流化状态时，流化的反应物料较为稳定，则将此时的流化气的风量记为临界风量。当流化气的风量超过临界风量时，则物料会超过临界流化状态，这时物料的流化状态更稳定，处于流化状态的反应物料的压降不随流化风量而变化。此时，处于流化状态的反应物料具有类似于静止状态的液体性质，环形空间3内的任一高度的静压近似等于在此高度上环形空间3单位横向截面内反应物料的重量，环形空间3内处于流化状态反应物料可以像液体一样由溢流口11流回至气化炉6内。
可以看出，本实施例中，通过限定流化气的风量，能够使得环形空间3内反应物料的流化状态更稳定，进而确保了测量出环形空间3内的压差更准确，从而提高了气化炉6内物料料位测量的准确度。
需要说明的是，本发明中的料位测量装置及料位测量方法原理相同，相关之处可以相互参照。
综上所述，本实施例中，通过向环形空间输送流化气，使得气化炉底部的反应物料以流化状态输送至环形空间内，增大了环形空间内顶部与底部之间的压差，再计算环形空间内顶部与底部之间的压差，能够使得压差测量更准确，进而确保得出气化炉内物料的料位更准确，有效地提高了测量的准确度，并且，测量方法简单方便。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种料位测量装置，其特征在于，包括：环形的连接板(1)和压差测量装置(2)；其中，
所述连接板(1)的第一端用于与气化炉(6)的内壁相连接，且置于所述气化炉(6)的煤气出口(61)的下方，所述连接板(1)的第二端悬置于所述气化炉(6)内且与所述气化炉(6)的底部具有预设距离，所述连接板(1)与所述气化炉(6)的内壁之间的间隙形成环形空间(3)；所述连接板(1)沿高度方向开设有至少一层溢流口(11)；
所述气化炉(6)底部的侧壁开设有进气口(62)，所述进气口(62)用于向所述环形空间(3)内输入流化气；
所述压差测量装置(2)的第一测试端(21)连接于所述气化炉(6)对应于所述环形空间(3)顶部的内壁，第二测试端(22)连接于所述气化炉(6)对应于所述环形空间(3)底部的内壁。
2.根据权利要求1所述的料位测量装置，其特征在于，每层所述溢流口(11)为至少两个，每层的各所述溢流口(11)均沿所述连接板(1)的周向均匀设置。
3.根据权利要求1或2所述的料位测量装置，其特征在于，还包括：多个连接管(4)；其中，
各所述连接管(4)与各所述溢流口(11)一一对应连接，各所述连接管(4)均置于所述环形空间(3)外，并且，每个所述连接管(4)与所述连接板(1)之间均具有预设夹角。
4.根据权利要求3所述的料位测量装置，其特征在于，所述预设夹角为30°～60°。
5.根据权利要求3所述的料位测量装置，其特征在于，每个所述连接管(4)的管口的端面均呈水平设置。
6.根据权利要求3所述的料位测量装置，其特征在于，每个所述连接管(4)的第一端均与对应的所述溢流口(11)相连接，每个所述连接管(4)的第二端均向所述气化炉(6)的底部折弯以形成折弯部(41)，所述折弯部(41)与所述气化炉(6)的内壁相平行。
7.根据权利要求1所述的料位测量装置，其特征在于，还包括：环形的挡板(5)；其中，
所述挡板(5)的第一端与所述连接板(1)的第二端相连接，所述挡板(5)的第二端为自由端，并且，所述挡板(5)向所述气化炉(6)的内壁倾斜设置。
8.根据权利要求1所述的料位测量装置，其特征在于，所述连接板(1)包括：环形的顶板(12)和环形板(13)；其中，
所述顶板(12)的第一端与所述气化炉(6)的内壁相连接且置于所述气化炉(6)的煤气出口(61)的下方，所述顶板(12)的第二端与所述环形板(13)的第一端相连接，所述环形板(13)的第二端悬置于所述气化炉(6)内且与所述气化炉(6)的底壁之间具有预设距离，所述顶板(12)、所述环形板(13)与所述气化炉(6)的内壁之间的间隙形成所述环形空间(3)；
所述环形板(13)沿高度方向开设有至少一层所述溢流口(11)。
9.根据权利要求8所述的料位测量装置，其特征在于，所述顶板(12)的第二端向所述气化炉(6)的底部倾斜设置。
10.一种利用如权利要求1至9中任一权利要求所述的料位测量装置进行料位测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
流化步骤，从环形空间的底部输入流化气，以使气化炉底部的反应物料以流化状态输送至所述环形空间内；
压差计算步骤，当流化状态的反应物料在所述环形空间内堆积至处于敞开状态的溢流口的下方且保持稳定状态时，压差测量装置测量所述环形空间内顶部与底部之间的压差；
料位计算步骤，根据测量出的所述压差计算所述气化炉内反应物料的料位。
11.根据权利要求10所述的料位测量方法，其特征在于，所述流化步骤中，
所述流化气的风量为所述流化气使得反应物料超过临界流化状态的风量。
12.根据权利要求10所述的料位测量方法，其特征在于，所述压差计算步骤中，
当所述溢流口为一层时，并且，当流化状态的反应物料在所述环形空间内堆积至所述溢流口的下方且保持稳定状态时，压差测量装置测量所述环形空间内顶部与底部之间的压差；
当所述溢流口为至少两层时，并且，当所述气化炉内的反应物料封堵任一层溢流口，所述环形空间内流化状态的反应物料堆积至所述封堵的溢流口与相邻的上层溢流口之间且保持稳定状态时，压差测量装置测量所述环形空间内顶部与底部之间的压差。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710384434.XA CN107121173B (zh) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | 料位测量装置及料位测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710384434.XA CN107121173B (zh) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | 料位测量装置及料位测量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107121173A true CN107121173A (zh) | 2017-09-01 |
| CN107121173B CN107121173B (zh) | 2019-09-17 |
Family
ID=59728957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710384434.XA Active CN107121173B (zh) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | 料位测量装置及料位测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107121173B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111482243A (zh) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 三菱日立电力系统株式会社 | 固体燃料粉碎装置、具备其的发电设备、以及其控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3219338A1 (de) * | 1982-05-22 | 1983-11-24 | Rheinische Braunkohlenwerke AG, 5000 Köln | Vorrichtung zum messen des fuellstandes von schuettguetern in einem behaelter |
| JPH06271873A (ja) * | 1993-03-23 | 1994-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 噴流床石炭ガス化炉 |
| CN1268215A (zh) * | 1997-09-18 | 2000-09-27 | 西门子公司 | 用在固定的燃气轮机设备中的适配器配件 |
| CN105482852A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 新奥科技发展有限公司 | 一种气化炉及煤加氢气化方法 |
| CN205506164U (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-24 | 新奥科技发展有限公司 | 一种料位测量装置 |
| CN206872748U (zh) * | 2017-05-26 | 2018-01-12 | 新奥科技发展有限公司 | 料位测量装置 |
-
2017
- 2017-05-26 CN CN201710384434.XA patent/CN107121173B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3219338A1 (de) * | 1982-05-22 | 1983-11-24 | Rheinische Braunkohlenwerke AG, 5000 Köln | Vorrichtung zum messen des fuellstandes von schuettguetern in einem behaelter |
| JPH06271873A (ja) * | 1993-03-23 | 1994-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 噴流床石炭ガス化炉 |
| CN1268215A (zh) * | 1997-09-18 | 2000-09-27 | 西门子公司 | 用在固定的燃气轮机设备中的适配器配件 |
| CN105482852A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 新奥科技发展有限公司 | 一种气化炉及煤加氢气化方法 |
| CN205506164U (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-24 | 新奥科技发展有限公司 | 一种料位测量装置 |
| CN206872748U (zh) * | 2017-05-26 | 2018-01-12 | 新奥科技发展有限公司 | 料位测量装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 范晓旭: "循环流化床多联供系统试验研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技II辑》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111482243A (zh) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 三菱日立电力系统株式会社 | 固体燃料粉碎装置、具备其的发电设备、以及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107121173B (zh) | 2019-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206872748U (zh) | 料位测量装置 | |
| Al-Juwaya et al. | Investigation of cross-sectional gas-solid distributions in spouted beds using advanced non-invasive gamma-ray computed tomography (CT) | |
| CN107121173B (zh) | 料位测量装置及料位测量方法 | |
| US20100138168A1 (en) | Apparatus and a method of measuring the flow of a fluid | |
| JPH04230809A (ja) | ２つの密度測定手段を組み合わせて使用して、気力搬送固体の密度を迅速かつ正確に測定する方法および装置 | |
| Zhong et al. | Jet penetration depth in a two-dimensional spout–fluid bed | |
| Barletta et al. | Solid flow rate prediction in silo discharge of aerated cohesive powders | |
| Cannavacciuolo et al. | Arch-Free flow in aerated silo discharge of cohesive powders | |
| Chen et al. | Static pressure distribution characteristics of powders stored in silos | |
| JP2006337035A (ja) | 粉体計量供給装置 | |
| Sielamowicz et al. | Empirical description of granular flow inside a model silo with vertical walls | |
| Berruti et al. | Novel intermittent solid slug feeder for fast pyrolysis reactors: Fundamentals and modeling | |
| Song et al. | Hydrodynamics of the reactor section in fluid cokers | |
| Cai et al. | Influence of carbonaceous powders on flow characteristics of dense-phase pneumatic conveying at high pressure | |
| Ding et al. | Measurements of pressure and frictional tractions along walls of a large-scale conical shallow hopper and comparison with Eurocode 1991-4: 2006 | |
| Whitemarsh et al. | Probe effects on the local gas holdup conditions in a fluidized bed | |
| Guiney et al. | Scale-up technology in low-velocity slug-flow pneumatic conveying | |
| McDougall et al. | A theoretical equation for the flow of granular solids from a hopper | |
| CN210735644U (zh) | 一种物料输送计量器 | |
| Yuan et al. | Study on solid-liquid transition behaviors of cohesive powders and predict the critical arch-breaking gas flow rate | |
| Li et al. | Measurement of two phase flow concentration with a novel pressure difference method. I: Principle | |
| Ding et al. | Experimental analysis on flow characteristics of particulate materials conveyed by airslides | |
| JP2016017197A (ja) | 高炉の炉頂バンカーからの原料の排出挙動推定方法および排出挙動推定システム | |
| Huang et al. | Study of fluidization transition from Geldart B to A induced by high temperature using electrical capacitance tomography | |
| Wright | Silos: Model and Field Studies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |