CN111690441B - 用于气化炉烘炉的系统和气化炉烘炉的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于气化炉烘炉的系统和气化炉烘炉的方法。该系统包括：气化炉、燃料气总管、燃料气支管、氧气支管和氧气总管，气化炉通过燃料气支管与燃料气总管连通，并且气化炉通过氧气支管与氧气总管连通；燃料气支管上设有第一调节阀，用于调节燃料气支管内的燃料气流量；燃料气总管上连接有第一排气管，第一排气管连接有第一放空阀，用于调节第一调节阀上游的压力；氧气支管上设有第二调节阀，用于调节氧气支管内的氧气流量；氧气总管上连接有第二排气管，第二排气管连接有第二放空阀，用于调节第二调节阀上游的压力。该系统和方法可以只用一套调节阀组完成整个气化炉烘炉过程，简化了烘炉流程和设备，同时还增加了氧气支管的安全性。

Description

用于气化炉烘炉的系统和气化炉烘炉的方法

技术领域

本公开涉及煤气化技术领域，具体地，涉及一种用于气化炉烘炉的系统和气化炉烘炉的方法。

背景技术

煤气化装置在首次开工前需要对衬里进行烘炉。根据衬里厂家提供的烘炉曲线和升压曲线，通过调节阀来控制燃料气流量，通过氧燃比来调节氧气流量。来达到烘炉目的。衬里的烘炉曲线往往是从150度到1400的一个范围，如果气化炉带压投料，压力从低压到正常操作压力。整个过程需要10 天左右的时间，这样一个宽泛的范围，基本上都需要两套调节阀组来实现整个过程的调节，如果只用一套调节阀组，基本不可能满足在低流量到高流量的平稳控制。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于气化炉烘炉的系统和气化炉烘炉的方法，该系统及方法只用一组调节阀就可以实现气化炉从低压到高压，流量从小到大的整个调节过程。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种用于气化炉烘炉的系统，该系统包括：气化炉、燃料气总管、燃料气支管、氧气支管和氧气总管，所述气化炉通过所述燃料气支管与所述燃料气总管连通，并且所述气化炉通过所述氧气支管与所述氧气总管连通；

所述燃料气支管上设有第一调节阀，用于调节所述燃料气支管内的燃料气流量；所述燃料气总管上连接有第一排气管，所述第一排气管连接有第一放空阀，用于调节所述第一调节阀上游的压力；

所述氧气支管上设有第二调节阀，用于调节所述氧气支管内的氧气流量；所述氧气总管上连接有第二排气管，所述第二排气管连接有第二放空阀，用于调节所述第二调节阀上游的压力。

可选地，所述第一放空阀设置于所述燃料气支管上游，所述第二放空阀设置于所述氧气支管上游。

可选地，该系统还包括：

第一压力控制器，设置于所述第一放空阀和所述燃料气支管之间，用于控制所述燃料气总管的压力；和/或

第二压力控制器，设置于所述第二放空阀和所述氧气支管之间，用于控制所述氧气总管的压力。

可选地，所述第一放空阀的气体出口用于与火炬连通；并且/或者，所述第二放空阀的气体出口用于连通大气。

可选地，所述系统只包括一组调节阀，所述一组调节阀由所述第一调节阀和所述第二调节阀组成。

本公开第二方面提供采用本公开第一方面所述的系统进行气化炉烘炉的方法，该方法包括如下步骤：

将所述燃料气支管中的燃料气流量调节为燃料气流量设定值；并且，将所述氧气支管中的氧气流量调节为所述氧气流量设定值；

其中，调节所述燃料气的流量的方法包括：利用所述第一放空阀调节所述第一调节阀上游的压力，以使所述第一调节阀上下游的压差满足所述燃料气流量设定值e；并且/或者，调节所述第一调节阀的开度；

调节所述氧气流量的方法包括：利用所述第二放空阀调节所述第二调节阀上游的压力，以使所述第二调节阀上下游的压差满足所述氧气流量设定值；并且/或者，调节所述第二调节阀的开度。

可选地，该方法还包括：

当气化炉温度升高时，保持所述第一调节阀上下游的压差不变，并逐渐增大所述第一调节阀的阀门开度；并且/或者，保持所述第二调节阀上下游的压差不变，并逐渐增大所述第二调节阀的阀门开度。

可选地，该方法还包括：当所述第一调节阀的开度达到最大时，利用所述第一放空阀调节所述第一调节阀上游的压力，以使所述第一调节阀上下游的压差满足所述燃料气流量设定值e；并且/或者，

当所述第二调节阀的开度达到最大时，利用所述第二放空阀调节所述第二调节阀上游的压力，以使所述第二调节阀上下游的压差满足所述氧气流量设定值。

可选地，该方法还包括：根据烘炉曲线确定所述燃料气流量设定值。

可选地，该方法还包括：根据氧燃比g和燃料气流量设定值e按下式(1) 计算所述氧气流量设定值i，

i＝g·e 式(1)。

本公开的系统和方法利用燃料气总管放空阀控制燃料气上游的压力，调整调节阀的压差，在气化炉不同压力下使燃料气的流量平稳；同时利用氧气支管放空阀控制氧气支管上游压力，通过氧燃比控制氧气流量，使氧气流量平稳；通过上述技术方案，利用高压燃料气和高压氧气上游总管的放空阀调整可以降低调节阀的压差，保证在气化炉衬里烘炉过程中对燃料气和氧气流量的控制，从而实现气化炉的烘炉。本公开的系统和方法可以只用一套调节阀组来实现整个气化炉的烘炉过程，与传统气化炉烘炉需要两套调节阀组相比，极大地简化了烘炉的流程，节省了设备投资，同时还增加了氧气管线的安全性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1本公开的气化炉烘炉的方法的一种具体实施方式的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，具体可参考图1的图面方向。“内、外”是针对装置本身的轮廓而言的。

本公开第一方面提供一种用于气化炉烘炉的系统，该系统包括：气化炉、燃料气总管、燃料气支管、氧气支管和氧气总管，气化炉通过燃料气支管与燃料气总管连通，并且气化炉通过氧气支管与氧气总管连通；

燃料气支管上设有第一调节阀，用于调节燃料气支管内的燃料气流量；燃料气总管上连接有第一排气管，第一排气管连接有第一放空阀，用于调节第一调节阀上游的压力；

氧气支管上设有第二调节阀，用于调节氧气支管内的氧气流量；氧气总管上连接有第二排气管，第二排气管连接有第二放空阀，用于调节第二调节阀上游的压力。

本公开的系统和方法利用燃料气总管放空阀控制燃料气上游的压力，调整调节阀的压差，在气化炉不同压力下使燃料气的流量平稳；同时利用氧气支管放空阀控制氧气支管上游压力，通过氧燃比控制氧气流量，使氧气流量平稳；通过上述技术方案，利用高压燃料气和高压氧气上游总管的放空阀调整可以降低调节阀的压差，保证在气化炉衬里烘炉过程中对燃料气和氧气流量的控制，从而实现气化炉的烘炉。本公开的系统和方法可以只用一套调节阀组来实现整个气化炉的烘炉过程，即本公开的系统中只包括设置于燃料气支管上的第一调节阀和设置于氧气支管上的第二调节阀而不包括其他调节阀，与传统气化炉烘炉需要两套调节阀组相比，极大地简化了烘炉的流程，节省了设备投资，同时还增加了氧气支管的安全性。

其中，管路的“上游”和“下游”是指沿气体流向的上游和下游。

为了便于利用第一放空阀控制第一调节阀前(即上游)的压力并利用第二放空阀控制第二调节阀前(即上游)的压力，在一种具体实施方式中，如图1所示，第一放空阀设置于燃料气支管上游，即第一排气管可以设置在燃料气支管上游；第二放空阀设置于氧气支管上游，即第二排气管可以设置在氧气支管上游。

为了便于控制第一调节阀上游的燃料气压力，在一种具体实施方式中，如图1所示，该系统还可以包括第一压力控制器，第一压力控制器可以设置于第一放空阀和燃料气支管之间，用于控制燃料气总管的压力；具体地，第一压力控制器可以为本领域常规的，例如可以将管线压力控制在设定值的控制装置。

为了便于控制第二调节阀上游的氧气压力，在一种具体实施方式中，如图1所示，该系统还可以包括第二压力控制器，第二压力控制器可以设置于第二放空阀和氧气支管之间，用于控制氧气总管的压力；具体地，第二压力控制器可以为本领域常规的，例如可以将管线压力控制在设定值的控制装置。

在根据本公开的系统中，通过第一放空阀放空燃料气总管的气体可以调节第一放空阀至第一调节阀之间的燃料气支管压力，在一种具体实施方式中，第一放空阀的气体出口可以用于与火炬连通，以使放空排出的燃料气去火炬燃烧无害化处理。

在本公开的系统中，通过第二放空阀放空氧气总管的气体可以调节第二放空阀至第二调节阀之间的氧气支管压力，在一种具体实施方式中，第二放空阀的气体出口可以用于连通大气，以排出氧气。

本公开第二方面提供采用本公开第一方面的系统进行气化炉烘炉的方法。

进一地，为了保证烘炉过程燃料气和氧气气量平稳，该方法可以包括如下步骤：将燃料气支管中的燃料气流量调节为燃料气流量设定值；并且，将氧气支管中的氧气流量调节为氧气流量设定值；以通过燃料气的燃烧进行烘炉，并使得气化炉温度符合烘炉曲线中要求的温度。其中，调节燃料气的流量的方法可以包括：利用第一放空阀调节第一调节阀上游的压力，以使第一调节阀上下游的压差满足燃料气流量设定值e；并且/或者，调节第一调节阀的开度，即可以仅通过第一放空阀调节第一调节阀上游的压力来调节燃料气的流量，或者仅通过调节第一调节阀的开度来调节燃料气的流量，或者优选地，通过第一放空阀调节第一调节阀上游的压力并且调节第一调节阀的开度的方式来调节燃料气的流量。其中，第一调节阀和第二调节阀的开度可以各自独立地在20～80％之间，优选在30％～70％之间。

其中，调节氧气流量的方法可以包括：利用第二放空阀调节第二调节阀上游的压力，以使第二调节阀上下游的压差满足氧气流量设定值；并且/或者，调节第二调节阀的开度。

进一步地，该方法还可以包括：

当气化炉温度升高时，保持第一调节阀上下游的压差不变，并逐渐增大第一调节阀的阀门开度；并且/或者，保持第二调节阀上下游的压差不变，并逐渐增大第二调节阀的阀门开度。

进一步地，该方法还可以包括：当第一调节阀不能有效调节上下游压差时，例如第一调节阀的开度达到80％以上，或达到90％以上，或第一调节阀的开度达到最大时，可以利用第一放空阀调节第一调节阀上游的压力，以使第一调节阀上下游的压差满足燃料气流量设定值e；并且/或者，

当第二调节阀不能有效调节上下游压差时，例如第二调节阀的开度达到 80％以上，或达到90％以上，或当第二调节阀的开度达到最大时，可以利用第二放空阀调节第二调节阀上游的压力，以使第二调节阀上下游的压差满足氧气流量设定值i。

例如在一种实施方式中，可以先利用第一放空阀调节第一调节阀上游的压力使其达到设定值，使第一调节阀上下游压差满足烘炉曲线要求，当气化炉温度升高时，可以增大第一调节阀的开度；当阀门开度达到最大值时，当气化炉温度升高时，可以升高设定值，再次调整第一放空阀，以调节第一调节阀上游的压力使其达到新的设定值，以保持适宜的第一调节阀上下游压差。

例如在一种实施方式中，可以先利用第二放空阀调节第二调节阀上游的压力使其达到设定值，使第二调节阀上下游压差满足烘炉曲线要求，当气化炉温度升高时，可以增大第二调节阀的开度；当阀门开度达到最大值时，当气化炉温度升高时，可以升高设定值，再次调整第二放空阀，以调节第二调节阀上游的压力使其达到新的设定值，以保持适宜的第二调节阀上下游压差。

在根据本公开的方法中，烘炉曲线为本领域技术人员所熟知的，通常包括烘炉的温度设定值曲线、气化炉压力设定值曲线、燃料气流量设定值曲线和氧气流量设定值曲线。进一步地，可以根据烘炉曲线确定燃料气流量设定值；例如，可以根据烘炉曲线中的燃料气流量设定值曲线确定燃料气流量设定值；或者，可以根据烘炉曲线中的温度设定值曲线计算确定燃料气流量设定值，计算方法可以为本领域常规的，此处不再赘述。

在根据本公开的方法中，进一步地，可以根据氧燃比g和燃料气流量设定值e按下式(1)计算氧气流量设定值i，以便于控制氧气流量，维持氧气流量平稳；

i＝g·e 式(1)。

其中，氧燃比g为本领域技术人员熟知的，可以根据燃料气种类和气化炉升温情况进行选择，此处不再赘述。

以下通过实施例进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。

实施例

如图1所示，高压燃料气支管b从燃料气总管a引出，燃料气总管a压力由第一放空阀c控制，第一放空阀c控制的压力就是高压燃料气调节阀f (第一调节阀)上游压力。当气化炉o开始烘炉时气化炉压力在0.17Mpa，此时要求气化炉恒温在300度。假设此时燃料气流量要求控制在100kg/h。可以通过调节高压燃料气总管压力设定值d，将高压燃料气控制在0.34Mpa，这时第一调节阀f上下游压差为0.17Mpa，燃料气可以稳定流量在100kg/h。氧气支管l从氧气总管h引出，氧气总管h压力由第二放空阀j控制，通过设定氧气总管设定值k控制氧气调节阀n(第二调节阀)上游压力，氧气调节阀流量的设定值由氧燃比g与燃料气流量e相乘后作为氧气调节阀n的设定值i，通过流量控制器m和第二调节阀n控制氧气流量为设定值i。为了满足氧气流量的平稳，将氧气总管h压力设定值k定在0.34Mpa，这样也可以控制好氧气流量。当气化炉温度升高时，可以维持燃料气调节阀和氧气调节阀上下游压力，并逐渐开大阀门开度，当阀门开度达到最大值后，可以升高燃料气总管压力设定值d和氧气总管压力设定值k，继续升温。当气化炉温度达到要求温度后，气化炉o开始升压，由于气化炉压力升高，会导致调节阀下游压力升高，这时为了维持燃料气和氧气流量，需要继续升高高压燃料气上游压力d和氧气压力k，维持气化炉温度需要的流量，直到烘炉结束。

采用本公开的系统和方法可以只用一组调节阀进行烘炉过程的燃料气和氧气气量调节和控制，保持过程中气体流量平稳，简化了烘炉操作流程和设备。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于气化炉烘炉的系统，其特征在于，该系统包括：气化炉、燃料气总管、燃料气支管、氧气支管和氧气总管，所述气化炉通过所述燃料气支管与所述燃料气总管连通，并且所述气化炉通过所述氧气支管与所述氧气总管连通；

所述燃料气支管上设有第一调节阀，用于调节所述燃料气支管内的燃料气流量；所述燃料气总管上连接有第一排气管，所述第一排气管连接有第一放空阀，用于调节所述第一调节阀上游的压力；

所述氧气支管上设有第二调节阀，用于调节所述氧气支管内的氧气流量；所述氧气总管上连接有第二排气管，所述第二排气管连接有第二放空阀，用于调节所述第二调节阀上游的压力；

所述系统只包括一组调节阀，所述一组调节阀由所述第一调节阀和所述第二调节阀组成。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一放空阀设置于所述燃料气支管上游，所述第二放空阀设置于所述氧气支管上游。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统还包括：

第一压力控制器，设置于所述第一放空阀和所述燃料气支管之间，用于控制所述燃料气总管的压力；和/或

第二压力控制器，设置于所述第二放空阀和所述氧气支管之间，用于控制所述氧气总管的压力。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一放空阀的气体出口用于与火炬连通；并且/或者，所述第二放空阀的气体出口用于连通大气。

5.采用权利要求1～4中任意一项所述的系统进行气化炉烘炉的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

将所述燃料气支管中的燃料气流量调节为燃料气流量设定值；并且，将所述氧气支管中的氧气流量调节为所述氧气流量设定值；

其中，调节所述燃料气的流量的方法包括：利用所述第一放空阀调节所述第一调节阀上游的压力，以使所述第一调节阀上下游的压差满足所述燃料气流量设定值e；并且/或者，调节所述第一调节阀的开度；

调节所述氧气流量的方法包括：利用所述第二放空阀调节所述第二调节阀上游的压力，以使所述第二调节阀上下游的压差满足所述氧气流量设定值i；并且/或者，调节所述第二调节阀的开度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括：

当气化炉温度升高时，保持所述第一调节阀上下游的压差不变，并逐渐增大所述第一调节阀的阀门开度；并且/或者，保持所述第二调节阀上下游的压差不变，并逐渐增大所述第二调节阀的阀门开度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括：当所述第一调节阀的开度达到最大时，利用所述第一放空阀调节所述第一调节阀上游的压力，以使所述第一调节阀上下游的压差满足所述燃料气流量设定值e；并且/或者，

当所述第二调节阀的开度达到最大时，利用所述第二放空阀调节所述第二调节阀上游的压力，以使所述第二调节阀上下游的压差满足所述氧气流量设定值。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括：根据烘炉曲线确定所述燃料气流量设定值。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括：根据氧燃比g和燃料气流量设定值e按下式(1)计算所述氧气流量设定值i，

i＝g·e式(1)。

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