CN110360451B - 保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意比例自动掺混使用，对用气设备运行工况无扰动的保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺，基于空燃比关系按照体积比设定天然气兑空气的比例为52%∶48%，经文丘里混气机预混后形成二混气作为补充气源；当焦炉煤气管道在计量站的供气压力＜18KPa的设定值时，二混气管道阀门打开，文丘里混气机启动运行，其产生的二混气通过接在焦炉煤气管道中的静态混合器而实现自动补入到焦炉煤气管道，形成天然气+空气和焦炉煤气形成的三气掺混同时供入供气管道以维持供气管道压力≮18KPa，其中，天然气兑空气的二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意体积比比例自动掺混使用，对用气设备运行工况无扰动，适用于焦炉煤气供气压力波动大、供气能力无法满足使用要求的非稳态、非恒流工况下使用。
Description
技术领域
本发明属于三气掺混使用技术领域，尤其涉及一种二混气与焦炉煤气（称为三气掺混）在0～100%范围任意比例自动掺混使用，对用气设备运行工况无扰动的保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺，适用于焦炉煤气供气压力（降低值）波动大、供气能力无法满足使用要求的非稳态、非恒流工况下使用。
背景技术
目前在一些企业现燃用的焦炉煤气由燃气公司通过厂外管网供应至计量站，再经室外和室内管道供到各用气设备。各用气设备要求焦炉煤气供到计量站的压力≮18KPa，否则，将无法正常运行。而该企业现有加热炉、热处理炉、烤包器等用气设备非常多的情况下，还和另外企业共用一根焦炉煤气管道，并且另外企业在上游且有增压装置，到下游企业时作为最后的用户，用气量大，没有焦炉煤气调蓄和增压设备设施。会造成外管道供到下游企业计量站的压力在8～30KPa之间波动。
当焦炉煤气供到计量站的压力＜18KPa时，流量和压力都无法满足正常使用要求，需及时任意比例补充天然气，以维持管道压力稳定，保证正常连续生产。目前，大量资料和厂家都采用计算焦炉煤气和天然气的华白数、燃烧势，确定天然气中应兑空气的比例。这种方法对于焦炉煤气供应压力稳定而流量不足的情况（即天然气与焦炉煤气混合比例固定）较为适用，但对于焦炉煤气供应压力（降低值）波动大，供气量和用气量属非稳态、非恒流的情况，需及时任意比例掺混，这种方法就很难满足正常使用的要求，尤其是使用焦炉煤气的供应情况属于非稳态、非恒流的情况下更是很难满足正常使用的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的焦炉煤气管道供气压力（降低值）波动大、供气能力无法满足使用要求的非稳态、非恒流工况，而提供一种保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺，保证天然气兑空气后形成的二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意比例掺混使用，对用气设备运行工况无扰动，且安全、经济、可靠；按焦炉煤气和天然气的空燃比计算天然气兑空气的比例，由专用的混气设备（文丘里混气机）将天然气和空气预混后形成二混气作为补充气源，当焦炉煤气在计量站的供气压力＜18KPa时，混气设备自动启动运行，其产生的二混气自动供入焦炉煤气管道，以维持供气管道压力稳定。
本发明的目的是这样实现的：
一种保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺，按照如下步骤实现：
步骤1）、基于空燃比关系按照体积比设定天然气兑空气的比例为52%∶48%，经文丘里混气机预混后形成二混气作为补充气源；
步骤2）、当焦炉煤气管道在计量站的供气压力＜18KPa的设定值时，二混气管道阀门打开，文丘里混气机启动运行，其产生的二混气通过接在焦炉煤气管道中的文丘里混气机的静态混合器而实现自动补入到焦炉煤气管道，形成天然气+空气和焦炉煤气形成的三气掺混同时供入供气管道以维持供气管道压力≮18KPa，其中，天然气兑空气的二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意体积比比例自动掺混使用，对用气设备运行工况无扰动。
文丘里混气机启动工作压力设定值为18KPa，文丘里混气机的出口压力范围为18～24KPa。
天然气兑空气的混合比例由氧气分析仪进行实时监控，其读数值在（10.1±0.3）%。
所述经文丘里混气机预混后形成的二混气作为补充气源，首先通过管道进入缓冲储气罐，然后缓冲储气罐再通过管道和阀门与焦炉煤气管道相接通。
混气控制系统根据焦炉煤气管道的实际供气压力来控制二混气管道阀门的开度，当焦炉煤气在计量站的实际供气压力≥18KPa时，二混气管道阀门完全关闭，100%供应焦炉煤气；当焦炉煤气在计量站的实际供气压力＜18KPa时，混气设备自动启动运行，二混气管道阀门自动开启，阀门开度的大小由控制系统检测到的三气掺混管道的压力来控制，以保持三气掺混管道供气压力稳定在18KPa以上；实现二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意比例掺混使用。
所述氧分析仪设置在混气控制系统中，氧分析仪的取样管连接在文丘里混气机的出口上。
所述混气控制系统包括工控机、显示器、PLC、信号传输线、电气控制线、电气控制元件、执行元件、取压点的压力表与传感器、接在文丘里混气机的出口上的氧分析仪取样管及氧分析仪，在三气掺混后的焦炉煤气管道中上设有取压点，在取压点上安装有压力表与传感器，压力表所测得的压力值信号经传输系统传到PLC模块，测得的压力值与系统运行参数设定压力值18KPa进行实时比较，比较结果实时传输给PLC模块，由PLC输出模块将其信号实时传输给电气控制元件和执行元件，实现控制二混气管道阀门的开度。
本发明的有益效果如下：本发明基于空燃比关系设定天然气兑空气的比例，经专用的混气设备预混后（称为二混气）作为补充气源，当焦炉煤气在计量站的供气压力低于设定值时，二混气管道阀门打开，文丘里混气机启动运行，其产生的二混气通过接在焦炉煤气管道中的静态混合器而实现自动补入到焦炉煤气管道，保证供气管道压力稳定。
1.当焦炉煤气在计量站的供气压力＜18KPa时，混气设备自动启动运行，系统可以及时自动补充二混气；
2.天然气兑空气后，与焦炉煤气可以实现任意比例掺混使用；
3.可以实现三气自动掺混使用，对用气设备的正常运行没有干扰，不需要调整用气设备运行参数；
4.操作简单，安全、经济、可靠；
5.确保优先燃用价格较低的焦炉煤气。
具体实施方式
实施例1：一种保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺，按照如下步骤实现：
步骤1）、基于空燃比关系按照体积比设定天然气兑空气的比例为52%∶48%，经文丘里混气机预混后形成二混气作为补充气源；
步骤2）、当焦炉煤气管道在计量站的供气压力＜18KPa的设定值时，二混气管道阀门打开，文丘里混气机启动运行，其产生的二混气通过接在焦炉煤气管道中的文丘里混气机的静态混合器而实现自动补入到焦炉煤气管道，形成天然气+空气和焦炉煤气形成的三气掺混同时供入供气管道以维持供气管道压力≮18KPa，其中，天然气兑空气的二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意体积比比例自动掺混使用，对用气设备运行工况无扰动。
文丘里混气机启动工作压力设定值为18KPa，文丘里混气机的出口压力范围为18～24KPa。天然气和空气按比例由专用混气设备即文丘里混气机预混，称为二混气；二混气进入缓冲储气罐；缓冲储气罐由管道和阀门与焦炉煤气管道相连接；
所述天然气兑空气的混合比例由混气控制系统配置的氧分析仪进行实时监控，其读数值在（10.1±0.3）%。
所述经文丘里混气机预混后形成的二混气作为补充气源，首先通过管道进入缓冲储气罐，然后缓冲储气罐再通过管道和阀门与焦炉煤气管道相接通。
混气控制系统根据焦炉煤气管道的实际供气压力来控制二混气管道阀门的开度，当焦炉煤气在计量站的实际供气压力≥18KPa时，二混气管道阀门完全关闭，100%供应焦炉煤气；当焦炉煤气在计量站的实际供气压力＜18KPa时，混气设备自动启动运行，二混气管道阀门自动开启，阀门开度的大小由控制系统检测到的三气掺混管道的压力来控制，以保持三气掺混管道供气压力稳定在18KPa以上；实现二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意比例掺混使用。
所述氧分析仪设置在混气控制系统中，氧分析仪的取样管连接在文丘里混气机的出口上。
所述混气控制系统包括工控机、显示器、PLC、信号传输线、电气控制线、电气控制元件、执行元件、取压点的压力表与传感器、接在文丘里混气机的出口上的氧分析仪取样管及氧分析仪，在三气掺混后的焦炉煤气管道中上设有取压点，在取压点上安装有压力表与传感器，压力表所测得的压力值信号经传输系统传到PLC模块，测得的压力值与系统运行参数设定压力值18KPa进行实时比较，比较结果实时传输给PLC模块，由PLC输出模块将其信号实时传输给电气控制元件和执行元件，实现控制二混气管道阀门的开度。
混气控制系统主要由工控机、显示器、PLC、信号传输线、电气控制线、电气控制元件、执行元件、取压点的压力表与传感器、接在丘里混气机出口的取样管及氧分析仪等部分组成，是独立于上述供气管道系统之外的一套系统。取样管接在文丘里混气机的出口。在三气掺混后的焦炉煤气总管道上设有两个取压点，在两个取压点上安装有两只压力表与传感器，压力表所测得的压力值信号经传输系统传到PLC模块，测得的压力值与系统运行参数设定压力值（18KPa）进行实时比较，比较结果实时传输给PLC模块，由PLC输出模块将其信号实时传输给电气控制元件和执行元件，实现控制二混气管道阀门的开度。
上述文丘里混气机以及混气控制系统是整套外购的，具体设备名称：奥利牌文丘里混气机，设备型号：OSM-700系列，最大流量：15000Nm3/h，设计压力：0.1MPa，设计生产单位：天津市奥利达设备工程技术有限公司。
Claims (2)
1.一种保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺，其特征在于，按照如下步骤实现：
步骤1）、基于空燃比关系按照体积比设定天然气兑空气的比例为52%∶48%，经文丘里混气机预混后形成二混气作为补充气源；
步骤2）、当焦炉煤气管道在计量站的供气压力＜18KPa的设定值时，二混气管道阀门打开，文丘里混气机启动运行，其产生的二混气通过接在焦炉煤气管道中的文丘里混气机的静态混合器而实现自动补入到焦炉煤气管道，形成天然气+空气和焦炉煤气形成的三气掺混同时供入供气管道以维持供气管道压力≮18KPa，其中，天然气兑空气的二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意体积比比例自动掺混使用，对用气设备运行工况无扰动；文丘里混气机启动工作压力设定值为18KPa，文丘里混气机的出口压力范围为18～24KPa；天然气兑空气的混合比例由氧气分析仪进行实时监控，其读数值在（10.1±0.3）%；
所述经文丘里混气机预混后形成的二混气作为补充气源，首先通过管道进入缓冲储气罐，然后缓冲储气罐再通过管道和阀门与焦炉煤气管道相接通；
混气控制系统根据焦炉煤气管道的实际供气压力来控制二混气管道阀门的开度，当焦炉煤气在计量站的实际供气压力≥18KPa时，二混气管道阀门完全关闭，100%供应焦炉煤气；当焦炉煤气在计量站的实际供气压力＜18KPa时，混气设备自动启动运行，二混气管道阀门自动开启，阀门开度的大小由控制系统检测到的三气掺混管道的压力来控制，以保持三气掺混管道供气压力稳定在18KPa以上；实现二混气与焦炉煤气在0～100%范围任意比例掺混使用；
所述混气控制系统包括工控机、显示器、PLC、信号传输线、电气控制线、电气控制元件、执行元件、取压点的压力表与传感器、接在文丘里混气机的出口上的氧分析仪取样管及氧分析仪，在三气掺混后的焦炉煤气管道中上设有取压点，在取压点上安装有压力表与传感器，压力表所测得的压力值信号经传输系统传到PLC模块，测得的压力值与系统运行参数设定压力值18KPa进行实时比较，比较结果实时传输给PLC模块，由PLC输出模块将其信号实时传输给电气控制元件和执行元件，实现控制二混气管道阀门的开度。
2.根据权利要求1所述的保证供气管道压力稳定的三气掺混工艺，其特征在于：所述氧分析仪设置在混气控制系统中，氧分析仪的取样管连接在文丘里混气机的出口上。
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