CN107937039B - 一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，包括启炉流程和停炉工况，所述启炉流程包括气化炉点火启动、投料、工况调整切换等过程，停炉工况包括三种MFT工况。本发明在启炉过程中烟气/燃气不切换至燃烧火炬放空，而直接通过锅炉烟气处理装置后排放，启炉过程中无不达标气体排放，实现清洁、安全启炉；停炉工况MFT1停炉时烟气/燃气通过锅炉烟气处理装置后排放，停炉过程无不达标气体排放，实现清洁、安全停炉；MFT2和MFT3停炉时燃气通过燃烧火炬燃烧后放空，实现清洁、安全停炉。

Description

一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺
技术领域
本发明属于生物质气化耦合技术领域，具体地，涉及一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺。
背景技术
我国是农业大国，每年产生的各种农林废弃物等生物质原料约8亿吨。目前，部分生物质原料用来造纸、用作饲料、农村生活能源(作为燃料使用)，部分用来还田造肥，大部分被废弃或焚烧，造成严重的水体污染及大气污染；秸秆还田也造成了土壤板结、病虫害频发等一系列问题。
近年来，生物质气化耦合燃煤机组发电技术由于其发电效率高、清洁环保、投资回收快等特点愈来愈受到国家及生物质利用行业的重视。目前，国家已逐步开展生物质气化耦合燃煤机组发电项目的推广及建设，由于生物质气化是把生物质原料转化为可燃气体，可燃气体的主要成分是氢气、一氧化碳、甲烷等易燃易爆、有毒有害气体，故需要结合燃煤锅炉系统条件探索出适合生物质气化耦合燃煤机组发电项目的安全、清洁启停炉工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种生物质气化耦合启停炉运行工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，包括如下步骤：
(1)启炉过程
A、点火启动
A1、投运燃气去锅炉系统管线，启动引风装置和鼓风装置；
A2、启动返料鼓风装置，调整流化介质和返料介质的流量至返料装置内床料稳定流动；
A3、投运燃气换热装置；
A3、启动点火燃烧机，观察点火燃烧机燃烧情况，监视氧量变化情况，保持燃烧完全稳定；
A4、保持燃烧机稳定燃烧，调整燃烧机油量和空气量，监测密相区温升。
B、投料
B1、当密相区温度达到400-600℃，开始投料，以给料装置最小加料量运行，检测密相区温升；
B2、开启并运行除灰系统，逐渐提高加料量；
B3、当密相区温度达到500-800℃，停止点火燃烧机；
B4、当气化炉燃气出口温度达到600-900℃，通过调整加料量保持气化炉运行温度不变，保持系统稳定燃烧；
C、工况调整切换：
C1、当气化炉运行温度达到600-900℃，调节燃气换热装置，控制引风装置入口温度在270-500℃时，从燃烧状态向气化状态切换，调整气化炉给料量及气化剂流量；
C2、切换过程中温度上升过快时，可通过引入主床控温蒸气控制密相区温度不高于650-950℃；
C3、调整气化炉各控制参数，结合燃气分析结果优化气化炉操作，保持系统稳定运行。
(2)停炉工况
A、MFT1：
A1、气化炉停止给料；
A2、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在600-900℃；
A3、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
A4、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备。
B、MFT2
B1、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
B2、投运燃气去火炬系统管线，停用燃气去锅炉管线；
B3、气化炉停止给料；
B4、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在600-900℃；
B5、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
B6、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备。
C、MFT3
C1、关闭鼓风装置或引风装置，气化炉停止给料；
C2、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
C3、投运燃气去火炬系统管线，关闭燃气去锅炉管线阀门；
C4、开启置换氮气系统，系统开始置换；
C5、置换完成后关闭燃气去火炬系统管线阀门，气化炉其他附属设备。
所述启炉过程中，加料口压力保持在-500至500Pa。
所述启炉过程中，气化剂为空气、富氧空气、氧气和水蒸气的混合气。
所述启炉过程中，炉内密相区温升速率控制在3-15℃/min。
所述步骤C1中，给料量：气化剂流量为0.7-1.5kg/Nm3。
所述启炉过程中，在气化炉切换至气化工况及日常运行时，引风装置入口温度控制在270-500℃。
所述停炉工况中，MFT1包括密相区温度超标、返料器温度超标、风室压力超标、返料系统故障或断料；MFT2包括锅炉系统故障或者气化炉后系统不具备接气条件；MFT3包括鼓风机故障、引风机故障、燃气中氧含量超标。
所述启炉过程和停炉工况中，燃气分析结果来自燃气检测装置；主床控温蒸汽来自汽轮机发电装置。
本发明的有益效果：
(1)本发明在启炉过程中烟气/燃气不切换至燃烧火炬放空，而直接通过锅炉烟气处理装置后排放，启炉过程中无不达标气体排放，实现清洁、安全启炉。
(2)本发明在MFT1停炉时烟气/燃气通过锅炉烟气处理装置后排放，停炉过程无不达标气体排放，实现清洁、安全停炉；MFT2和MFT3停炉时燃气通过燃烧火炬燃烧后放空，实现清洁、安全停炉。
(3)本发明在气化炉由燃烧状态向气化状态切换时，为防止设备超温及生物质灰熔融引入了主床控温蒸汽来确保气化炉温度维持在合理区间。
(4)本发明在气化炉MFT1和MFT2停炉时引入主床控温蒸汽，在确保将气化炉内原料完全反应的同时防止了生物质灰的熔融及设备超温。
(5)本发明在气化炉MFT3停炉时引入置换氮气，可以确保安全停炉。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种耦合燃煤机组的生物质气化炉的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
以稻壳原料为例，一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，包括如下步骤：
(1)启炉流程
A、点火启动
A1、投运燃气去锅炉系统管线，启动引风装置和鼓风装置，调节加料口压力保持在-200-0Pa左右，并在启炉过程中维持该压力不变；
A2、启动返料装置，调整流化介质和返料介质的流量至返料装置内床料稳定流动；
A3、启动点火燃烧机，观察点火燃烧机燃烧情况，监视氧量变化情况，保持燃烧完全稳定；
A4、保持燃烧机稳定燃烧，调整燃烧机油量和空气量，监测密相区温升，控制温升在3-15℃/min。
B、投料
B1、当密相区温度达到450℃，开始投料，以给料装置最小加料量运行，检测密相区温升，看，控制温升在3-15℃/min；
B2、开启并运行除灰系统，逐渐提高加料量；
B3、当密相区温度达到600℃，停止点火燃烧机；
B4、当气化炉燃气出口温度达到720℃，通过调整加料量保持气化炉运行温度不变，保持系统稳定燃烧；
C、工况调整切换：
C1、当气化炉运行温度达到720℃，引风机前温度达到350℃时，从燃烧状态向气化状态切换，调整气化炉给料量及气化剂流量；
C2、切换过程中温度上升过快时，可通过引入主床控温蒸气控制密相区温度不高于800℃；
C3、调整气化炉各控制参数，结合燃气分析结果优化气化炉操作，保持系统稳定运行。
(2)停炉工况
A、MFT1：
A1、气化炉停止给料；
A2、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在650-750℃；
A3、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
A4、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备。
B、MFT2
B1、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
B2、投运燃气去火炬系统管线，停用燃气去锅炉管线；
B3、气化炉停止给料；
B4、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在650-750℃；
B5、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
B6、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备。
C、MFT3
C1、关闭鼓风装置或引风装置，气化炉停止给料；
C2、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
C3、投运燃气去火炬系统管线，关闭燃气去锅炉管线阀门；
C4、开启置换氮气系统，系统开始置换；
C5、置换完成后关闭燃气去火炬系统管线阀门，气化炉其他附属设备。
实施例2
以小麦秸秆成型燃料原料为例，一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，包括如下步骤：
(1)启炉流程
A、点火启动
A1、投运燃气去锅炉系统管线，启动引风装置和鼓风装置，调节加料口压力保持在-100至50Pa左右，并在启炉过程中维持该压力不变机；
A2、启动返料装置，调整流化介质和返料介质的风流量至返料器装置内床料稳定流动；
A3、启动点火燃烧机，观察点火燃烧机燃烧情况，监视氧量变化情况，保持燃烧完全稳定；
A4、保持燃烧机稳定燃烧，调整燃烧机油量和空气量，监测密相区温升，控制温升在3-15℃/min。
B、投料
B1、当密相区温度达到420℃，开始投料，以给料绞龙装置最小加料量运行，检测密相区温升，观察，控制温升在3-15℃/min；
B2、开启并运行除灰系统，逐渐提高加料量；
B3、当密相区温度达到550℃，停止点火燃烧机；
B4、当气化炉燃气出口温度达到660℃，通过调整加料量保持气化炉运行温度不变，保持系统稳定燃烧；
C、工况调整切换：
C1、当气化炉运行温度达到660℃，引风机前温度达到300℃时，从燃烧状态向气化状态切换，调整气化炉给料量及气化剂流量；
C2、切换过程中温度上升过快时，通过引入主床控温备用水蒸气控制密相区温度不高于750℃；
C3、调整气化炉各控制参数，结合燃气分析结果优化气化炉操作，保持系统稳定运行。
(2)停炉工况
A、MFT1：
A1、气化炉停止给料；
A2、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在650-750℃；跳闸所
A3、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
A4、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备。
B、MFT2
B1、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
B2、投运燃气去火炬系统管线，停用燃气去锅炉管线；
B3、气化炉停止给料；
B4、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在650-750℃；
B5、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
B6、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备。
C、MFT3：
C1、关闭鼓风装置或引风装置，气化炉停止给料；
C2、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
C3、投运燃气去火炬系统管线，关闭燃气去锅炉管线阀门；
C4、开启置换氮气系统，系统开始置换；
C5、置换完成后关闭燃气去火炬系统管线阀门，气化炉其他附属设备。
图1为本发明一种耦合燃煤机组的生物质气化炉的结构示意图，图中的附图标志为：1、给料装置；2、气化炉；3、返料装置；4、除灰系统；5、燃气换热装置；6、引风装置；7、燃烧火炬系统；8、锅炉系统；9、汽轮机发电系统；10、点火燃烧机；11、鼓风装置；12、返料鼓风装置；13、燃气检测装置；14、氮气系统；15、燃气燃烧器；16、烟气处理系统。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)启炉过程
A、点火启动
A1、投运燃气去锅炉系统管线，启动引风装置和鼓风装置；
A2、启动返料鼓风装置，调整流化介质和返料介质的流量至返料装置内床料稳定流动；
A3、投运燃气换热装置；
A4、启动点火燃烧机，观察点火燃烧机燃烧情况，监视氧量变化情况，保持燃烧完全稳定；
A5、保持燃烧机稳定燃烧，调整燃烧机油量和空气量，监测密相区温升；
B、投料
B1、当密相区温度达到400-600℃，开始投料，以给料装置最小加料量运行，检测密相区温升；
B2、开启并运行除灰系统，逐渐提高加料量；
B3、当密相区温度达到500-800℃，停止点火燃烧机；
B4、当气化炉燃气出口温度达到600-900℃，通过调整加料量保持气化炉运行温度不变，保持系统稳定燃烧；
C、工况调整切换：
C1、当气化炉运行温度达到600-900℃，调节燃气换热装置，控制引风装置入口温度在270-500℃时，从燃烧状态向气化状态切换，调整气化炉给料量及气化剂流量；
C2、切换过程中温度上升过快时，可通过引入主床控温蒸气控制密相区温度不高于650-950℃；
C3、调整气化炉各控制参数，结合燃气分析结果优化气化炉操作，保持系统稳定运行；
(2)停炉工况
A、MFT1：
A1、气化炉停止给料；
A2、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在600-900℃；
A3、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
A4、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备；
B、MFT2
B1、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
B2、投运燃气去火炬系统管线，停用燃气去锅炉管线；
B3、气化炉停止给料；
B4、气化炉引入主床控温蒸汽，调节控温蒸汽流量，保持密相区温度在600-900℃；
B5、气化炉温度大幅下降时逐步关闭主床蒸汽控温阀；
B6、关闭燃气去锅炉管线阀门，停运气化炉其他附属设备；
C、MFT3
C1、关闭鼓风装置或引风装置，气化炉停止给料；
C2、投运燃气火炬系统，保持长明灯稳定燃烧；
C3、投运燃气去火炬系统管线，关闭燃气去锅炉管线阀门；
C4、开启置换氮气系统，系统开始置换；
C5、置换完成后关闭燃气去火炬系统管线阀门，气化炉其他附属设备；
停炉工况中，MFT1包括密相区温度超标、返料器温度超标、风室压力超标、返料系统故障或断料；MFT2包括锅炉系统故障或者气化炉后系统不具备接气条件；MFT3包括鼓风机故障、引风机故障、燃气中氧含量超标。
2.根据权利要求1所述的一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，其特征在于，所述启炉过程中，加料口压力保持在-500至500Pa。
3.根据权利要求1所述的一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，其特征在于，所述启炉过程中，气化剂为空气、富氧空气、氧气和水蒸气混合气。
4.根据权利要求1所述的一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，其特征在于，所述启炉过程中，炉内密相区温升速率控制在3-15℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，其特征在于，所述步骤C1中，给料量：气化剂流量为0.7-1.5kg/Nm3。
6.根据权利要求1所述的一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，其特征在于，所述启炉过程中，在气化炉切换至气化工况及日常运行时，引风装置入口温度控制在270-500℃。
7.根据权利要求1所述的一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺，其特征在于，所述启炉过程和停炉工况中，燃气分析结果来自燃气检测装置；主床控温蒸汽来自汽轮机发电装置。
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