CN112694919A - 一种气化炉激冷气量控制系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种气化炉激冷气量控制系统及其工作方法，属于气化炉技术领域。除灰单元与气化炉的废锅出口连接，合成气流量检测装置设在除灰单元与废锅出口的连接管路上，除灰单元与水洗单元连接，水洗单元与激冷气循环压缩机连接，激冷气循环压缩机连接至气化炉的激冷气入口；废锅入口温度检测装置设在废锅入口处，激冷气流量检测装置设在水洗单元与激冷气循环压缩机之间的连接管路上，激冷气调节单元分别与激冷气流量检测装置和激冷气循环压缩机连接；废锅入口温度检测装置、激冷气调节单元和合成气流量检测装置分别连接至控制单元。该系统能够根据气化炉负荷对激冷气量做出实时匹配和调整，减少能耗，保证气化炉的高效稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于气化炉技术领域，具体涉及一种气化炉激冷气量控制系统及其工作方法。
背景技术
煤气化技术是煤炭清洁高效利用的核心技术，是发展先进的清洁煤发电、煤化工、煤基多联产等能源系统的关键技术，对各系统的运行可靠性和经济性具有重要影响。在现代煤化工项目快速发展驱动下，煤气化技术正在向大型化、清洁高效、宽煤种适应性方向发展。煤气化技术发展呈现百花齐放的局面，但是现阶段高效清洁煤气化技术的发展过程中，仍然存在诸多问题亟待解决。
现有的气化炉燃烧工艺中，为了保证废锅入口温度合适，一般将激冷气量开到最大，造成激冷气的大量浪费，增大了装置能耗。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种气化炉激冷气量控制系统及其工作方法，能够根据气化炉负荷对激冷气量做出实时匹配和调整，减少能耗，保证气化炉的高效稳定运行。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种气化炉激冷气量控制系统，包括控制单元、除灰单元、水洗单元、废锅入口温度检测装置、激冷气流量检测装置、激冷气循环压缩机、激冷气调节单元和合成气流量检测装置；
除灰单元与气化炉的废锅出口连接，合成气流量检测装置设在除灰单元与废锅出口的连接管路上，除灰单元与水洗单元连接，水洗单元与激冷气循环压缩机连接，激冷气循环压缩机连接至气化炉的激冷气入口；废锅入口温度检测装置设在废锅入口处，激冷气流量检测装置设在水洗单元与激冷气循环压缩机之间的连接管路上，激冷气调节单元分别与激冷气流量检测装置和激冷气循环压缩机连接；废锅入口温度检测装置、激冷气调节单元和合成气流量检测装置分别连接至控制单元。
优选地，水洗单元的出口连接有两条支路，一条支路与激冷气循环压缩机连接，另一条支路连接至煤气净化系统。
进一步优选地，水洗单元的出口连接煤气净化系统的支路上设有控制阀。
优选地，激冷气循环压缩机入口处设有除沫装置。
优选地，激冷气循环压缩机为变频压缩机。
优选地，激冷气调节单元包括频率调节器，频率调节器分别与控制单元和激冷气循环压缩机连接。
本发明公开的上述气化炉激冷气量控制系统的工作方法，包括：
来自废锅出口的飞灰依次经除灰单元和水洗单元处理后进入激冷气循环压缩机；废锅入口温度检测装置检测废锅入口处合成气的温度，合成气流量检测装置检测初始合成气量，激冷气流量检测装置检测实时激冷气量；控制单元根据合成气温度，通过激冷气调节单元，实时调控进入气化炉的激冷气量。
优选地，实时调控进入气化炉的激冷气量是通过下式进行的：
Z×λ×[M0T-M1(T-△T)-(M0-M1)T]＝△MTλ
其中，M0为初始合成气量，M1为实时激冷气量，△M为循环激冷气流量变化量，λ为合成气比热，T为初始废锅入口合成气温度，△T为废锅入口合成气温度变化量，Z表示热损的修正系数。
进一步优选地，Z的取值范围为0.8～1.2。
优选地，在气化起始时，激冷气量根据模拟工况及经验值进料，控制单元根据合成气温度变化量，实时调控进入气化炉的激冷气量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种气化炉激冷气量控制系统，通过废锅入口的合成气温度控制激冷气量，使循环激冷气量得到精确控制，避免激冷气不必要的浪费，保证了气化调频过程的稳定运行，减小了系统的能耗。系统在气化炉调负荷时，可以依据废锅入口温度对激冷气量做出即时调整，缩短了气化炉调负荷所需时间，增加了气化炉调负荷地灵活性及稳定性。大大减少了能耗，节能环保，具有良好的应用前景。
进一步地，水洗单元的出口同时连接两条支路，能够把多余的合成气通过粗合成气排出管引出系统进行利用。
更进一步地，在水洗单元的出口连接煤气净化系统的支路上设置控制阀，当合成气要全部进入激冷气循环压缩机利用时，通过控制阀关闭该支路，能够提高激冷气循环压缩机的效率，减少能耗。
进一步地，激冷气循环压缩机入口处设有除沫装置，去除经水冷单元处理后合成气中的潮性飞灰，减少设备的损耗。
进一步地，激冷气循环压缩机为变频压缩机，可以使激冷气量能够依据气化炉工况达到实时改变调整的目的。
本发明公开的上述气化炉激冷气量控制系统的工作方法，自动化程度高，能够根据气化炉负荷对激冷气量做出实时匹配和调整，减少激冷气量，降低能耗，保证气化炉的高效稳定运行。
进一步地，通过算式可以精确控制激冷气量，进一步减少能耗，提高气化炉的效率。
更进一步地，根据原料和气化炉的实时工况，采用Z对热损进行修正，能够进一步提高激冷气量控制的精确度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：1-控制单元、2-除灰单元、3-水洗单元、4-废锅入口温度检测装置、5-激冷气流量检测装置、6-激冷气循环压缩机、7-激冷气调节单元、8-合成气流量检测装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
如图1，为本发明的气化炉激冷气量控制系统，包括控制单元1、除灰单元2、水洗单元3、废锅入口温度检测装置4、激冷气流量检测装置5、激冷气循环压缩机6、激冷气调节单元7和合成气流量检测装置8。
除灰单元2与气化炉的废锅出口连接，合成气流量检测装置8设在除灰单元2与废锅出口的连接管路上，除灰单元2与水洗单元3连接，水洗单元5的出口连接有两条支路，一条支路与激冷气循环压缩机6连接，另一条支路连接至煤气净化系统，优选地，在水洗单元5的出口连接煤气净化系统的支路上设有控制阀。当激冷气循环压缩机6只利用一部分合成气时，能够把多余的合成气通过粗合成气排出管引出系统进行利用；当合成气要全部进入激冷气循环压缩机利用时，通过控制阀关闭该支路，能够提高激冷气循环压缩机的效率，减少能耗。
优选地，激冷气循环压缩机6入口处设有除沫装置，能够去除经水冷单元处理后合成气中的潮性飞灰，减少设备的损耗。激冷气循环压缩机6采用变频压缩机，可以使激冷气量能够依据气化炉工况达到实时改变调整的目的。激冷气调节单元7包括频率调节器，频率调节器分别与控制单元1和激冷气循环压缩机6连接。
激冷气循环压缩机6连接至气化炉的激冷气入口；废锅入口温度检测装置4设在废锅入口处，激冷气流量检测装置5设在水洗单元3与激冷气循环压缩机6之间的连接管路上，激冷气调节单元7分别与激冷气流量检测装置5和激冷气循环压缩机6连接；废锅入口温度检测装置4、激冷气调节单元7和合成气流量检测装置8分别连接至控制单元1。
废锅入口温度检测装置4优选采用热电偶，垂直设在废锅入口的中心处。
除灰单元2优选采用布袋除尘器。
水洗单元3优选采用煤气洗涤塔。
上述气化炉激冷气量控制系统的工作方法，包括：
来自废锅出口的飞灰依次经除灰单元2和水洗单元3处理后进入激冷气循环压缩机6；废锅入口温度检测装置4检测废锅入口处合成气的温度，合成气流量检测装置8检测初始合成气量，激冷气流量检测装置5检测实时激冷气量；控制单元1根据合成气温度，通过激冷气调节单元7，实时调控进入气化炉的激冷气量。
实时调控进入气化炉的激冷气量通过下式进行：
Z×λ×[M0T-M1(T-△T)-(M0-M1)T]＝△MTλ
其中，M0为初始合成气量，M1为实时激冷气量，△M为循环激冷气流量变化量，λ为合成气比热，T为初始废锅入口合成气温度，△T为废锅入口合成气温度变化量，Z表示热损的修正系数，一般地，Z的取值范围为0.8～1.2。
在气化起始时，激冷气量根据模拟工况及经验值进料，控制单元1根据合成气温度变化量，实时调控进入气化炉的激冷气量。
下面结合一个具体实施例对本发明的效果做进一步详细描述：
某一段式气化炉的详细参数如下：
9907kg/h的干煤粉加压气化炉，合成气流量18000Nm3/h，废锅入口温度设置为1100℃，因煤种改变，使合成气流量变为17000Nm3/h，废锅入口温度降低50℃，经过本系统计算，
Z×λ×[M0T-M1(T-△T)-(M0-M1)T]＝△MTλ
△M＝772.7Nm3/h
循环激冷气流量减少772.7Nm3/h。
以上所述，仅为本发明实施方式中的部分，本发明中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。
Claims (10)
1.一种气化炉激冷气量控制系统，其特征在于，包括控制单元(1)、除灰单元(2)、水洗单元(3)、废锅入口温度检测装置(4)、激冷气流量检测装置(5)、激冷气循环压缩机(6)、激冷气调节单元(7)和合成气流量检测装置(8)；
除灰单元(2)与气化炉的废锅出口连接，合成气流量检测装置(8)设在除灰单元(2)与废锅出口的连接管路上，除灰单元(2)与水洗单元(3)连接，水洗单元(3)与激冷气循环压缩机(6)连接，激冷气循环压缩机(6)连接至气化炉的激冷气入口；废锅入口温度检测装置(4)设在废锅入口处，激冷气流量检测装置(5)设在水洗单元(3)与激冷气循环压缩机(6)之间的连接管路上，激冷气调节单元(7)分别与激冷气流量检测装置(5)和激冷气循环压缩机(6)连接；废锅入口温度检测装置(4)、激冷气调节单元(7)和合成气流量检测装置(8)分别连接至控制单元(1)。
2.根据权利要求1所述的气化炉激冷气量控制系统，其特征在于，水洗单元(3)的出口连接有两条支路，一条支路与激冷气循环压缩机(6)连接，另一条支路连接至煤气净化系统。
3.根据权利要求2所述的气化炉激冷气量控制系统，其特征在于，水洗单元(3)的出口连接煤气净化系统的支路上设有控制阀。
4.根据权利要求1所述的气化炉激冷气量控制系统，其特征在于，激冷气循环压缩机(6)入口处设有除沫装置。
5.根据权利要求1所述的气化炉激冷气量控制系统，其特征在于，激冷气循环压缩机(6)为变频压缩机。
6.根据权利要求1所述的气化炉激冷气量控制系统，其特征在于，激冷气调节单元(7)包括频率调节器，频率调节器分别与控制单元(1)和激冷气循环压缩机(6)连接。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的气化炉激冷气量控制系统的工作方法，其特征在于，包括：
来自废锅出口的飞灰依次经除灰单元(2)和水洗单元(3)处理后进入激冷气循环压缩机(6)；废锅入口温度检测装置(4)检测废锅入口处合成气的温度，合成气流量检测装置(8)检测初始合成气量，激冷气流量检测装置(5)检测实时激冷气量；控制单元(1)根据合成气温度，通过激冷气调节单元(7)，实时调控进入气化炉的激冷气量。
8.根据权利要求7所述的气化炉激冷气量控制系统的工作方法，其特征在于，实时调控进入气化炉的激冷气量是通过下式进行的：
Z×λ×[M0T-M1(T-△T)-(M0-M1)T]＝△MTλ
其中，M0为初始合成气量，M1为实时激冷气量，△M为循环激冷气流量变化量，λ为合成气比热，T为初始废锅入口合成气温度，△T为废锅入口合成气温度变化量，Z表示热损的修正系数。
9.根据权利要求8所述的气化炉激冷气量控制系统的工作方法，其特征在于，Z的取值范围为0.8～1.2。
10.根据权利要求7所述的气化炉激冷气量控制系统的工作方法，其特征在于，在气化起始时，激冷气量根据模拟工况及经验值进料，控制单元(1)根据合成气温度变化量，实时调控进入气化炉的激冷气量。
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