CN116135953A - 一种多喷嘴粉煤气化装置、煤气化装置开车及停车的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多喷嘴粉煤气化装置、煤气化装置开车及停车的控制方法，其中，多喷嘴粉煤气化装置包括：气化炉；一体化开工烧嘴，其设于气化炉的上端；一体化开工烧嘴用于对气化炉升温；粉煤烧嘴，与气化炉连通，用于对气化炉投入粉煤和氧气；粉煤烧嘴包括：顶喷粉煤烧嘴和多个侧喷粉煤烧嘴；顶喷粉煤烧嘴设于气化炉的上端；侧喷粉煤烧嘴设于气化炉的侧部；蒸汽装置，其通过粉煤烧嘴与气化炉连通，以通过粉煤烧嘴向气化炉投入蒸汽；通过本发明实施例能够实现控制调节灵活，可根据燃料的变化及炉内燃烧情况，调节各煤烧嘴负荷，进而调节炉内流场，避免炉内偏烧、局部超温，损坏气化炉设备，并提高反应燃料转化率。

Description

一种多喷嘴粉煤气化装置、煤气化装置开车及停车的控制 方法

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，特别涉及一种多喷嘴粉煤气化装置及控制方法。

背景技术

随着粉煤加压气化技术的日益成熟，气化装置规模大型化，气化炉的单炉投煤量不断增大，以及市场对石油焦、焦炭等一些反应活性差的含碳物质的燃烧需求，提高煤气化装置的原料碳转化率，成为煤气化技术发展的方向。多喷嘴粉煤加压气化技术可满足上述需求，其气化炉内燃料的燃烧反应转化率，较单粉煤烧嘴显著提高。保证多喷嘴粉煤气化装置控制方法的安全、先进、可靠尤为重要。

目前，现有技术存在的问题主要表现在如下几方面：

(1)顶喷单粉煤烧嘴气化炉控制方法

对于顶喷单粉煤烧嘴气化炉，其烧嘴进料可为多路粉煤及多路氧化剂，分别进入顶喷单粉煤烧嘴的不同通道，各通道间的夹套通入烧嘴冷却水保护。其控制方法为气化炉在负压或常压下，点燃点火烧嘴，后点燃开工烧嘴，气化炉升温升压，满足投煤条件后，同时投入多路粉煤及多路氧化剂点燃煤烧嘴。理论上可以跳停单路粉煤或单路氧化剂，但由于气化炉为总氧煤比控制，如跳停单路粉煤，可能会引起总氧煤比过高，引起气化炉的跳停。由于单粉煤烧嘴进料通道多，结构较复杂，烧嘴水夹套破裂的可能性较大，会联锁跳停整个粉煤烧嘴，造成气化炉停车。综上，此控制方法及系统难以实现气化装置的长周期稳定运行。且气化炉采取负压或常压点火，开工过程需按照一定曲线升压，开工过程时间较长。

(2)多喷嘴粉煤气化炉控制方法

对于多喷嘴粉煤气化炉，其多个粉煤喷嘴一般对称布置于气化炉侧部，每个煤烧嘴通入一路煤和一路氧化剂，通道间夹套通入烧嘴冷却水保护。其开工烧嘴也位于气化炉侧部，靠近一个粉煤烧嘴布置。其控制方法为气化炉在负压或常压下，点燃点火烧嘴，后点燃开工烧嘴，气化炉升温升压，满足投煤条件后，点燃临近的一个粉煤烧嘴，后依次逐个投用其他粉煤烧嘴。此控制方法主要考虑，气化炉开工烧嘴燃烧热量小，为提高投煤成功率，逐步点燃每个粉煤烧嘴，且避免偏烧，单个烧嘴开工投煤负荷较低。此方法控制复杂，且气化炉煤烧嘴投用时间过长，开工效率低。

通过上述描述，对现有技术中存在的问题做一总结，即，单喷嘴运行可靠性低，而多喷嘴控制复杂，开工效率低。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种高效、控制简单、安全可靠、操作灵活的多喷嘴粉煤气化装置，以及用于多喷嘴粉煤气化装置的煤气化装置开车的控制方法及煤气化装置停车的控制方法。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：

一方面，提供一种多喷嘴粉煤气化装置，包括：气化炉；一体化开工烧嘴，其设于所述气化炉的上端；所述一体化开工烧嘴用于对所述气化炉升温；粉煤烧嘴，与所述气化炉连通，用于对所述气化炉投入粉煤和氧气；所述粉煤烧嘴包括：顶喷粉煤烧嘴和多个侧喷粉煤烧嘴；所述顶喷粉煤烧嘴设于气化炉的上端；所述侧喷粉煤烧嘴设于所述气化炉的侧部；蒸汽装置，其通过所述粉煤烧嘴与所述气化炉连通，以通过所述粉煤烧嘴向所述气化炉投入蒸汽。

在本发明的一些实施例中，所述一体化开工烧嘴布置于顶喷粉煤烧嘴至气化炉盖侧边缘之间的中间位置。

在本发明的一些实施例中，粉煤烧嘴氧气路在主氧路界区切断阀后分为多个粉煤烧嘴氧气支路。

在本发明的一些实施例中，所述粉煤烧嘴氧气支路上沿朝向靠近所述气化炉的方向顺序设有第一组切断阀、放空阀、氧气流量调节阀、最后一道切断阀及至少一道吹扫阀。

在本发明的一些实施例中，所述第一组切断阀包括多个第一道切断阀。

在本发明的一些实施例中，所述第一组切断阀包括两个第一道切断阀。

在本发明的一些实施例中，所述第一道切断阀并联设置。

在本发明的一些实施例中，在粉煤烧嘴蒸汽路上沿朝向靠近所述气化炉的方向顺序设置放空阀、蒸汽流量调节阀、蒸汽管道切断阀、放空阀和蒸汽管道切断阀。

一方面，提供一种煤气化装置开车的控制方法，其用于所述多喷嘴粉煤气化装置，所述方法包括以下步骤：当一体化开工烧嘴氧气路和一体化开工烧嘴燃料路满足开工烧嘴预设条件时，点燃所述一体化开工烧嘴；所述一体化开工烧嘴运行后，所述气化炉内的炉温升高；当满足点燃顶喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃顶喷预设条件时，点燃顶喷粉煤烧嘴；当满足点燃侧喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃侧喷预设条件时，点燃多个侧喷粉煤烧嘴；当满足投入蒸汽预设条件时，向所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴投入蒸汽，并控制蒸汽/氧气流量的比率值。

在本发明的一些实施例中，所述一体化开工烧嘴氧气路和一体化开工烧嘴燃料路满足开工烧嘴预设条件，包括：所述粉煤烧嘴的冷却水流量达到预设数量；所述一体化开工烧嘴氧气路的氧气压力达到预设压力。

在本发明的一些实施例中，所述满足点燃顶喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃顶喷预设条件，包括：基于建立顶喷粉煤烧嘴粉煤循环，调节所述顶喷粉煤烧嘴内粉煤的煤密度；所述气化炉的炉温升高至可点燃所述顶喷粉煤烧嘴内粉煤所需的温度。

在本发明的一些实施例中，所述满足点燃侧喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃侧喷预设条件，包括：基于建立侧喷粉煤烧嘴粉煤循环，调节所述烧嘴内粉煤的煤密度。

在本发明的一些实施例中，所述投入蒸汽预设条件，包括：检测粉煤烧嘴蒸汽路的温度是否达到预设值，检测所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴是否点燃；检测蒸汽的温度和压力是否达到预设值。

在本发明的一些实施例中，在点燃所述一体化开工烧嘴之前，所述方法还包括：当多喷嘴粉煤气化装置的氧含量达到预设值时，提高气化炉内的压力。

在本发明的一些实施例中，当气化炉内的压力达到预设值时，将氧气引入开工烧嘴氧气路。

另一方面，提供一种煤气化装置停车的控制方法，其用于所述多喷嘴粉煤气化装置，包括以下步骤：当所述气化炉的总负荷大于50％的工况，并满足粉煤烧嘴停车预设条件时，实施所述粉煤烧嘴停车操作；当所述气化炉的总负荷小于50％的工况时，实施所述多喷嘴粉煤气化装置停车操作。

在本发明的一些实施例中，所述粉煤烧嘴停车预设条件，包括以下至少一个条件：流经单粉煤烧嘴的粉煤流速低于预设值；粉煤密度低于预设值；至单粉煤烧嘴的氧气流量低于第一预设值或高于第二预设值；流经单粉煤烧嘴的氧气/粉煤比高于预设值；粉煤烧嘴氧气路在第一道切断阀的前后压差高于预设值；粉煤给料罐内的压力与至单粉煤烧嘴的氧气/蒸汽压差低于预设值；单粉煤烧嘴氧气路调节阀的压差低于预设值；单粉煤烧嘴氧气管线放空阀关闭阀位丢失；单粉煤烧嘴粉煤最后一道切断阀开阀位丢失；单粉煤烧嘴粉煤换向阀开阀位丢失；单粉煤烧嘴氧气切断阀开阀位丢失。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

一方面，本发明实施例的多喷嘴粉煤气化装置，通过在气化炉上分别设置一体化开工烧嘴、粉煤烧嘴，实现多个粉煤烧嘴投用灵活。例如，可多个侧喷煤烧嘴一起投用，可逐一投用或对称煤烧嘴成对投用。本发明实施例的多喷嘴粉煤气化装置具有控制调节灵活的特征，可根据燃料的变化及炉内燃烧情况，调节各煤烧嘴负荷，进而调节炉内流场，避免炉内偏烧、局部超温，损坏气化炉设备，并提高反应燃料转化率。另外，本发明实施例的多喷嘴粉煤气化装置，可采用高压点火，并通过一体化开工烧嘴，简化及加快了气化装置的开工进程。

一方面，通过实施用于多喷嘴粉煤气化装置的煤气化装置开车的控制方法，简化了多喷嘴粉煤气化炉的开车过程，提高了煤烧嘴的点火成功率，并减少气化装置开工过程煤烧嘴的投用时间，提高了气化炉开工效率。

另一方面，本发明实施例的用于多喷嘴粉煤气化装置的煤气化装置停车的控制方法，可根据不同情况或需求，跳停单个煤烧嘴或多个煤烧嘴，而不会造成气化炉的整体停车。例如，避免单粉煤烧嘴由于进料问题或其他结构问题故障水冷夹套泄露等问题，造成气化炉的整体停车。尤其是，本发明实施例的用于多喷嘴粉煤气化装置的煤气化装置停车的控制方法实现了单独煤烧嘴停车后，进料管线或保护管线的在线检维修，进而实现煤气化装置长周期安全、可靠运行。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本发明实施例的多喷嘴粉煤气化装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的煤气化装置开车的控制方法的流程图；

图3为本发明实施例的煤气化装置停车的控制方法的流程图。

附图标记

Atm.：经放空阀流出的气体或蒸汽

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，但不作为本发明的限定。下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

关于本发明实施例中所使用的术语在此做一说明。例如，“第一道”和“最后一道”，在此做一说明解释。第一道、最后一道指在整个管路上相对于气化炉的位置而言。其中，远离气化炉可理解为第一道，而靠近气化炉可理解为最后一道，下同。再例如，“界区”在本实施例中用于划分气化装置与外供给的界限，其中，气化装置算界内，而外部供水、供气等公用工程及原料都算界区外供给，下同。

进一步需要说明的是，由于多喷嘴粉煤气化装置包括顶喷粉煤烧嘴和多个侧喷粉煤烧嘴，且每个粉煤烧嘴分别对应不同的管路，每个管路上布置的阀门具有相同功能。为了方便阅读，在下面的叙述中将以如下方式进行标识。例如，调节阀(FV0103、FV0203)，其中，调节阀FV0103布置在顶喷粉煤烧嘴氧气路，而调节阀FV0203布置在侧喷粉煤烧嘴氧气路，二者通过右数第三位的数字“1”和“2”进行区分。

另外，在粉煤烧嘴氧气路的调节阀(FV0103、FV0203)的表述方式中，将顶喷粉煤烧嘴氧气路和侧喷粉煤烧嘴氧气路统称为粉煤烧嘴氧气路。

需要进一步说明的是，由于多喷嘴粉煤气化装置包括多个侧喷粉煤烧嘴，该多个侧喷粉煤烧嘴对应多条侧喷管路。多条侧喷管路布置有多个具有相同功能的阀门。继续以布置在粉煤烧嘴氧气路上的调节阀(FV0103、FV0203)为例，除了布置在第一条侧喷粉煤烧嘴氧气路上的调节阀FV0203之外，布置在其他的每条侧喷粉煤烧嘴氧气路上的具有相同功能的调节阀可以标识为例如，FV0303、FV0403、FV0503等，以此类推。为了方便阅读，在下面的叙述中将以其中的调节阀FV0203作为示例，省去其他具有相同功能的调节阀的描述。有关阀门(调节阀)的数量可根据实际管路的数量进行相应的调整，在此不做限定。同样，设置在与侧喷粉煤烧嘴对应的侧喷粉煤烧嘴粉煤路、粉煤烧嘴蒸汽路上的阀门可以以上述相同的方式进行叙述，下同。

为充分理解有关阀门的命名方式，现以表1做进一步解释说明，详见表1。

表1：

参照表1，阀门标识为XV0122、XV0222，PV0103、PV0203可通过上表的方式加以区分。

随着粉煤加压气化技术的日益成熟，气化装置规模大型化，气化炉的单炉投煤量不断增大，随着带来了安全、可靠的相关问题，为此，本发明提供对应的解决方案，具体如下：

一方面，参见图1，本发明提供一种多喷嘴粉煤气化装置，包括：气化炉；一体化开工烧嘴，其设于所述气化炉的上端；所述一体化开工烧嘴用于对所述气化炉升温；粉煤烧嘴，与所述气化炉连通，用于对所述气化炉投入粉煤和氧气；所述粉煤烧嘴包括：顶喷粉煤烧嘴和多个侧喷粉煤烧嘴；所述顶喷粉煤烧嘴设于气化炉的上端；所述侧喷粉煤烧嘴设于所述气化炉的侧部；蒸汽装置，其通过所述粉煤烧嘴与所述气化炉连通，以通过所述粉煤烧嘴向所述气化炉投入蒸汽。在本实施例中，所述侧喷烧嘴的数量为四个，但本发明保护范围并不局限于四个，还可以为大于1的任何数量。

通过本发明实施例的多喷嘴粉煤气化装置，能够实现多个粉煤烧嘴灵活投用。例如，既可多个侧喷煤烧嘴一起投用，还可逐一投用或对称的粉煤烧嘴成对投用。另外，本发明实施例的多喷嘴粉煤气化装置通过上述设计方案还具有控制调节灵活的有益效果。例如，可根据燃料的变化及气化炉内的燃烧情况，调节各粉煤烧嘴负荷，进而调节炉内流场，避免炉内偏烧、局部超温，损坏气化炉设备，并提高反应燃料转化率。

进一步地，所述一体化开工烧嘴布置于顶喷粉煤烧嘴至气化炉盖侧边缘之间的中间位置。

进一步地，粉煤烧嘴氧气路在主氧路界区切断阀(XV0001/0002)后分为多个粉煤烧嘴氧气支路。

进一步地，所述粉煤烧嘴氧气支路上沿朝向靠近所述气化炉的方向顺序设有第一组切断阀、放空阀XV0118、氧气流量调节阀FV0103、最后一道切断阀XV0120及至少一道吹扫阀(XV0121/0122)。在本实施例中，所述第一组切断阀包括多个第一道切断阀。优选地，所述第一组切断阀包括两个第一道切断阀(XV0116/XV0117)。其中，所述第一道切断阀(XV0116/XV0117)并联设置。

在本实施例中，通过在粉煤烧嘴氧气支路设置两个第一道切断阀(XV0116/XV0117)和一放空阀XV0118及最后一道切断阀XV0120，能够在单个粉煤烧嘴停车时，确保该粉煤烧嘴氧气支路与运行中的气化炉隔断；以及在整个气化炉停车时，主氧路界区切断阀(XV0001/0002)关闭，放空阀XV0006打开，保证停车后的气化炉与界区外的氧气系统隔断。在现有技术中，多粉煤烧嘴气化技术通常在主氧路界区切断阀后会设置一组氧气总路切断阀，可见，通过本发明实施例的上述设置方式，与现有技术中相比在配置上减少了一组氧气总路切断阀，并在满足工艺操作的前提下，安全性并未降低，且节省了氧气管路的投资，简化了工艺流程。

进一步地，在粉煤烧嘴蒸汽路上沿朝向靠近所述气化炉的方向顺序设置放空阀(XV0127/XV0227)、蒸汽流量调节阀(FV0104、FV0204)、蒸汽管道切断阀(XV0123/XV0223)、放空阀(XV0125/XV0225)和蒸汽管道切断阀(XV0124/XV0224)。

一方面，本发明提供一种煤气化装置开车的控制方法，其用于所述多喷嘴粉煤气化装置。结合图1和图2，所述方法包括以下步骤：S101、当一体化开工烧嘴氧气路和一体化开工烧嘴燃料路满足开工烧嘴预设条件时，点燃所述一体化开工烧嘴；S102、所述一体化开工烧嘴运行后，所述气化炉内的炉温升高；S103、当满足点燃顶喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃顶喷预设条件时，点燃顶喷粉煤烧嘴；S104、当满足点燃侧喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃侧喷预设条件时，点燃多个侧喷粉煤烧嘴；S105、当满足投入蒸汽预设条件时，向所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴投入蒸汽，并控制蒸汽/氧气流量的比率值。通过本发明实施例的煤气化装置开车的控制方法，有效简化了多喷嘴粉煤气化装置的开车过程，提高了粉煤烧嘴的点火成功率，减少在多喷嘴粉煤气化装置的开工过程中粉煤烧嘴的投用时间，进而提高了气化炉的开工效率。

进一步地，所述一体化开工烧嘴氧气路和一体化开工烧嘴燃料路满足开工烧嘴预设条件，包括：所述粉煤烧嘴的冷却水流量达到预设数量；所述一体化开工烧嘴氧气路的氧气压力达到预设压力。结合图1，在实际应用场景下，为达到所述开工烧嘴预设条件的要求，可通过如下操作步骤实现：

S101-1、检测所述粉煤烧嘴的冷却水流量，并将粉煤烧嘴氧气路的吹扫阀(XV0122、XV0222)的阀位设置为开，进行气体吹扫(参见图1，下同)；

S101-2、关闭一体化开工烧嘴氧气路的调节阀(FV0031)和一体化开工烧嘴燃料路的调节阀(FV0034)；

S101-3、检测一体化开工烧嘴氧气路的氧气压力；当满足预设氧气压力时，关闭一体化开工烧嘴氧气放空阀(XV0035)，避免气体(Atm.)流出，并将所述一体化开工烧嘴氧气路的调节阀和所述一体化开工烧嘴燃料路的调节阀开置预设开度；

S101-4、打开一体化开工烧嘴氧气路的第一道切断阀(XV0032)和一体化开工烧嘴燃料路的切断阀(XV0039)；

S101-5、启动点火器；

S101-6、打开一体化开工烧嘴氧气路的最后一道切断阀(XV0033)；

在执行上述步骤后，一体化开工烧嘴已点燃并投料，在投料完成后，关闭一体化开工烧嘴氧气路的吹扫阀(XV0031)；以及检查火焰存在，将一体化开工烧嘴氧气路的调节阀和一体化开工烧嘴燃料路的调节阀设置为自动控制，将氧气/燃料流量比率设为预设值，气化炉开始升温过程。为后续步骤做准备。

进一步地，在实际应用中，为了确保在气化炉内的煤气化反应能够安全可靠高效地进行，通常在步骤S101之前，即，在点燃所述一体化开工烧嘴之前，所述方法还包括：当多喷嘴粉煤气化装置的氧含量达到预设值时，提高气化炉内的压力。且当气化炉内的压力达到预设值时，将氧气引入开工烧嘴氧气路。具体可通过执行如下步骤实现：

对所述多喷嘴粉煤气化装置进行惰性化吹扫，并监测氧含量，对气化炉进行升压操作，并将压力升至预设值。例如，气化炉已完成惰性化吹扫，并升压至1MPaG；在实际应用场景下，气化炉内的压力并不限于此，可根据煤气化反应的需求进行调整。

将氧气输送至主氧路界区切断阀(XV0001/0002)前，隔离下游系统；对气化炉环腔、一体化开工烧嘴氧气路、粉煤烧嘴氧气路、粉煤烧嘴粉煤路进行吹扫；打开主氧路界区切断阀(XV0001/0002)，将氧气引至一体化开工烧嘴氧气路的第一道切断阀(XV0032)、粉煤烧嘴氧气路的第一道切断阀(XV0116/XV0117、XV0216/XV0217)前。在完成上述操作步骤后，将氧气及开工燃料(参见图1)引至位于炉顶的一体化开工烧嘴，并对气化炉进行升温。同时，对顶喷粉煤烧嘴和多个侧喷粉煤烧嘴实施粉煤循环(参见图1)，以及完成氧气泄漏检测。有关氧气泄漏检测将在后续段落进行介绍。

进一步地，所述满足点燃顶喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃顶喷预设条件，包括：基于建立顶喷粉煤烧嘴粉煤循环，调节所述顶喷粉煤烧嘴内粉煤的煤密度；所述气化炉的炉温升高至可点燃所述顶喷粉煤烧嘴内粉煤所需的温度。在本实施例中，当满足投煤条件时，停止顶喷粉煤烧嘴粉煤路的粉煤循环，将粉煤及氧气投入顶喷粉煤烧嘴，并在点燃顶喷粉煤烧嘴后，退出一体化开工烧嘴。上述过程可通过如下步骤完成：

S103-1、建立顶喷粉煤烧嘴粉煤循环，其包括：

S103-1-1、将顶喷粉煤烧嘴粉煤路的流量调节阀(FV0101)、所述顶喷粉煤烧嘴粉煤输送气路的调节阀(FV0102)设置预设开度；

S103-1-2、打开顶喷粉煤烧嘴粉煤循环路的切断阀(XV0113)，以使粉煤循环至粉煤贮罐；

S103-1-3、将顶喷粉煤烧嘴粉煤循环输送气路的调节阀(PV0103)切换至自动控制，以向粉煤管道输送气体(参见图1)；

S103-1-4、打开所述顶喷粉煤烧嘴粉煤路的顶喷粉煤给料罐出口和顶喷粉煤切断阀(XV0107)，将所述顶喷粉煤烧嘴粉煤输送气路的调节阀(FV0102)、所述顶喷粉煤烧嘴粉煤路的流量调节阀(FV0101)切换至自动调节，以调节煤密度(参见图1)；

S103-2、当所述一体化开工烧嘴运行后，气化炉的温度升至点燃所述顶喷煤烧嘴内的粉煤时，打开所述顶喷粉煤烧嘴氧气路的第一道切断阀(XV0116/0117)，并将所述顶喷粉煤烧嘴氧气路的调节阀(FV0103)开置预设开度；

S103-3、打开所述顶喷粉煤烧嘴粉煤路的最后一道切断阀(XV0110)，把所述顶喷粉煤烧嘴粉煤路的换向阀(XV0108)切换至顶喷粉煤烧嘴，打开所述顶喷粉煤烧嘴氧气路的最后一道切断阀(XV0120)，点燃所述顶喷粉煤烧嘴；

S103-4、关闭所述顶喷粉煤烧嘴氧气路的吹扫阀(XV0122)及所述顶喷粉煤烧嘴粉煤路的吹扫阀(XV0111)；

S103-5、将所述顶喷粉煤烧嘴氧气路的调节阀(FV0103)和所述顶喷粉煤烧嘴粉煤路的调节阀(FV0101)切换至自动调节，并启动氧气/粉煤比率控制；

S103-6、所述顶喷粉煤烧嘴投入使用后，关闭一体化开工烧嘴；

S103-7、打开顶喷粉煤烧嘴吹扫路的吹扫阀(XV0112)，并在吹扫预设时间后关闭。

在执行点燃一体化开工烧嘴和点燃粉煤烧嘴的步骤之间，出于安全考虑，通常还需进行氧气泄漏检测。例如，设置一氧气泄漏检测装置，其与粉煤烧嘴氧气路与所述气化炉连通，以检测所述氧气路上的切断阀、调节阀是否泄漏。具体可执行如下步骤：

关闭粉煤烧嘴氧气路的放空阀(XV0118、XV0218)、调节阀(FV0103、FV0203)及最后一道切断阀(XV0120、XV0220)，检测粉煤烧嘴氧气路的第一道切断阀(XV0116/XV0117、XV0216/XV0217)在其远离气化炉一侧的压力在预设时间内大于预设数值，则粉煤烧嘴氧气路的所述第一道切断阀不漏；

关闭粉煤烧嘴氧气路的调节阀(FV0103、FV0203)，打开粉煤烧嘴氧气路的第一道切断阀(XV0116/XV0117、XV0216/XV0217)，检测所述粉煤烧嘴氧气路的调节阀(FV0103、FV0203)在其远离气化炉一侧的压力在预设时间内大于预设数值，则所述粉煤烧嘴氧气路的调节阀不漏；

关闭粉煤烧嘴氧气路的最后一道切断阀(XV0120、XV0220)，打开所述粉煤烧嘴氧气路的调节阀(FV0103、FV0203)，检测所述粉煤烧嘴氧气路的最后一道切断阀在其远离气化炉一侧的压力在预设时间内大于预设数值，则所述粉煤烧嘴氧气路的最后一道切断阀不漏。

进一步地，所述满足点燃侧喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃侧喷预设条件，包括：基于建立侧喷粉煤烧嘴粉煤循环，调节所述烧嘴内粉煤的煤密度。在本实施例中，当顶喷粉煤烧嘴升至预设负荷后，停止多个侧喷粉煤烧嘴粉煤路的粉煤循环，将粉煤及氧气同时投入多个侧喷烧嘴。由此完成顶喷粉煤烧嘴和多个侧喷烧嘴的投用。为实现点燃侧喷预设条件，可通过如下步骤完成：

S104-1、建立侧喷粉煤烧嘴粉煤循环；其包括：

S104-1-1、将侧喷粉煤烧嘴粉煤路的流量调节阀(FV0201)、所述侧喷粉煤烧嘴粉煤输送气路的调节阀(FV0202)设置预设开度；

S104-1-2、打开侧喷粉煤烧嘴粉煤循环路的切断阀(XV0213)，以使粉煤循环至粉煤贮罐；

S104-1-3、将侧喷粉煤烧嘴粉煤循环输送气路的调节阀(PV0203)切换至自动控制，以向粉煤管道输送气体(参见图1)；

S104-1-4、打开所述侧喷粉煤烧嘴粉煤路的侧喷粉煤给料罐出口和侧喷粉煤切断阀(XV0207)，将所述侧喷粉煤烧嘴粉煤输送气路的调节阀(FV0202)、所述侧喷粉煤烧嘴粉煤路的流量调节阀(FV0201)切换至自动调节，以调节煤密度(参见图1)；

S104-2、打开所述侧喷粉煤烧嘴氧气路的第一道切断阀(XV0216/0217)、氧气流量调节阀(FV0203)，并将所述氧气流量调节阀打开至预设开度；

S104-3、打开侧喷粉煤烧嘴粉煤路的最后一道切断阀(XV0210)，把所述侧喷粉煤烧嘴粉煤路的换向阀(XV0208)切换至侧喷粉煤烧嘴，打开所述侧喷粉煤烧嘴氧气路的最后一道切断阀(XV0220)，点燃所述侧喷粉煤烧嘴；

S104-4、关闭所述侧喷粉煤烧嘴氧气路的吹扫阀(XV0222)及所述侧喷粉煤烧嘴粉煤路的吹扫阀(XV0211)；

S104-5、将所述侧喷粉煤烧嘴氧气路的调节阀(FV0203)和所述侧喷粉煤烧嘴粉煤路的调节阀(FV0201)切换至自动调节，并启动氧气/粉煤比率控制；

S104-6、打开侧喷粉煤烧嘴吹扫路的吹扫阀(XV0212)，并在吹扫预设时间后关闭。

在完成上述步骤后，开始向粉煤烧嘴投入蒸汽。

所述投入蒸汽预设条件，包括：检测粉煤烧嘴蒸汽路的温度是否达到预设值，检测所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴是否点燃；检测蒸汽的温度和压力是否达到预设值。具体可执行如下步骤：

S105-1、关闭粉煤烧嘴蒸汽路的蒸汽流量调节阀(FV0104、FV0204)，打开蒸汽放空阀(XV0127、XV0125、XV0227、XV0225)，排出蒸汽(Atm.)；

S105-2、当所述粉煤烧嘴蒸汽路的温度达到预设值时，检测所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴是否点燃，并检测所述粉煤烧嘴蒸汽路的温度和压力是否达到预设值；

S105-3、当满足S105-2的条件时，关闭所述蒸汽放空阀(XV0127、XV0125、XV0227、XV0225)，避免蒸汽(Atm.)流出；

S105-4、将所述蒸汽流量调节阀(FV0104、FV0204)打开至预设开度，打开所述粉煤烧嘴蒸汽路的蒸汽管道切断阀(XV0123/XV0124、XV0223/XV0224)，以使所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴通入蒸汽；

S105-5、通过所述蒸汽流量调节阀控制蒸汽/氧气流量的比率值。

在结束上述投入蒸汽的步骤后，多喷嘴粉煤气化装置进入正常运行状态。此时，可根据气化炉产能的需求，对多喷嘴粉煤气化装置进行升压升负荷操作，最后直至气化炉达到满负荷的运行状态。气化炉内进行的煤气化反应后所产出的成品将进入后续工序，例如，进入合成气洗涤系统；而反应中所产生的灰渣将进入灰渣水处理系统。

另一方面，本发明还提供一种煤气化装置停车的控制方法，其用于所述多喷嘴粉煤气化装置。结合图1和图2，所述方法包括以下步骤：S201、当所述气化炉的总负荷大于50％的工况，并满足粉煤烧嘴停车预设条件时，实施所述粉煤烧嘴停车操作；S202、当所述气化炉的总负荷小于50％的工况时，实施所述多喷嘴粉煤气化装置停车操作。

在本实施例中，所述粉煤烧嘴停车预设条件，包括以下至少一个条件：流经单粉煤烧嘴的粉煤流速低于预设值；粉煤密度低于预设值；至单粉煤烧嘴的氧气流量低于第一预设值或高于第二预设值；流经单粉煤烧嘴的氧气/粉煤比高于预设值；粉煤烧嘴氧气路在第一道切断阀的前后压差高于预设值；粉煤给料罐内的压力与至单粉煤烧嘴的氧气/蒸汽压差低于预设值；单粉煤烧嘴氧气路调节阀的压差低于预设值；单粉煤烧嘴氧气管线放空阀关闭阀位丢失；单粉煤烧嘴粉煤最后一道切断阀开阀位丢失；单粉煤烧嘴粉煤换向阀开阀位丢失；单粉煤烧嘴氧气切断阀开阀位丢失。

由于导致停车的因素很多，针对具体的停车因素不做扩展描述。当多喷嘴粉煤气化装置进入运行的状态后，不可避免单个或多个粉煤烧嘴会出现故障。在本实施例中，将顶喷粉煤烧嘴和侧喷粉煤烧嘴作为粉煤烧嘴的组成部分，不再根据所处位置及功能加以区分。例如，结合图1，在满足气化炉一定负荷的条件下，可以停止单个或多个粉煤烧嘴。关闭单独的该粉煤烧嘴所对应的粉煤烧嘴氧气路的两组切断阀及粉煤的三道切断阀，打开单独的该粉煤烧嘴对应的粉煤烧嘴氧气路的吹扫阀和粉煤烧嘴粉煤路的吹扫阀，并维持一定吹扫量。关闭停车该粉煤烧嘴的蒸汽管线所有切断阀。打开粉煤烧嘴粉煤路的粉煤循环切断阀，打开粉煤循环管线吹扫阀，经过一预设时间后，关闭粉煤循环切断阀及粉煤循环管线吹扫阀。通过本实施例的上述设计方案，在停止单个或多个粉煤烧嘴的情况下，不会造成气化总氧煤比的联锁跳车。因此，可实现故障在线检维修，以及气化炉长周期稳定运行。

在满足粉煤烧嘴停车预设条件时，即，满足上述列举的粉煤烧嘴停车预设条件中的至少一个条件时，执行所述粉煤烧嘴停车操作。所述粉煤烧嘴停车操作包括单粉煤烧嘴或多个粉煤烧嘴的停车，该停车过程可通过如下步骤完成：

S201-1、关闭跳停的单个或多个粉煤烧嘴氧气管道第一组切断阀(XV0116/XV0117、XV0216/XV0217)、氧气流量调节阀(FV0103、FV0203)、氧气最后切断阀(XV0120、XV0220)、单或多个粉煤烧嘴粉煤第一道切断阀(XV0107、XV0207)、粉煤第二道切断阀(XV0108/XV0208)和粉煤第三道切断阀(XV0110、XV0210)，打开单或多个煤烧嘴氧气管线吹扫阀(XV0121/XV0122、XV0221/XV0222)和粉煤管线吹扫阀(XV0111、XV0211)。

S201-2、关闭跳停的单或多个粉煤烧嘴的过热蒸汽管线所有切断阀(XV0123/XV0124、XV0223/XV0224)和流量切断阀(FV0104、FV0204)。

S201-3、打开跳停的单或多个粉煤烧嘴的粉煤循环切断阀(XV0113、XV0213)，全开该路粉煤流量调节阀(FV0101、FV0201)，全开输送气流量调节阀(FV0102、FV0202)，经过预定时间后，关闭粉煤循环切断阀(XV0113、XV0213)，打开粉煤循环管线吹扫阀(XV0112、XV0212)。

S201-4、粉煤循环管线吹扫一定时间后，关闭粉煤循环管线吹扫阀(XV0112、XV0212)和粉煤流量调节阀(FV0101、FV0201)。

S201-5、维持煤烧嘴氧气管线主吹扫阀XV0121、XV0122，为了避免气化炉中可燃物质进入切断的氧气管道，引起氧气管线爆燃，且需保持气化炉内燃烧流场，避免跳停单个烧嘴或多个粉煤烧嘴时，引起气化炉内壁偏烧。

S201-6、当停止一个或多个粉煤烧嘴时，不会引起气化炉总氧煤比的波动跳车。可调节仍运行的多个粉煤烧嘴的投料负荷，即可调节各路氧气调节阀和粉煤流量调节阀的进料量，进而调节气化炉的总负荷以满足下游的生产需要。

在另一实施例中，所述气化炉的总负荷小于50％的工况，通常包括如下几种情况，例如，当公用系统出现故障，或多个粉煤烧嘴同时跳车，且不满足气化炉最低负荷时，需要对气化装置进行整体停车操作。在气化炉的总负荷小于50％的工况后，需及时进行煤气化装置停车操作，所述多喷嘴粉煤气化装置停车操作步骤，包括：

S202-1、关闭所有烧嘴氧气管道第一组切断阀(XV0116/XV0117、XV0216/XV0217)、氧气流量调节阀(FV0103、FV0203)、氧气最后一道切断阀(XV0120、XV0220)、关闭主氧路界区切断阀XV0001/0002、关闭所有烧嘴粉煤第一道切断阀(XV0107、XV0207)、粉煤第二道切断阀(XV0108、XV0208)和粉煤第三道切断阀(XV0110、XV0210)，打开所有煤烧嘴氧气管线吹扫阀(XV0121/XV0122、XV0221/XV0222)和粉煤管线吹扫阀(XV0111、XV0211)，以及打开位于主氧路界区切断阀XV0001/0002和烧嘴氧气管道第一组切断阀(XV0116/XV0117、XV0216/XV0217)之间的切断阀XV0006，打开烧嘴氧气管道第一组切断阀(XV0116/XV0117、XV0216/XV0217)和氧气流量调节阀(FV0103、FV0203)之间的切断阀XV0118、XV0218。

S202-2、关闭所有烧嘴的过热蒸汽管线所有切断阀(XV0123/0124、XV0223/0224)和流量切断阀(FV0104、FV0204)。

S202-3、打开所有烧嘴的粉煤循环切断阀(XV0113、XV0213)，全开粉煤流量调节阀(FV0101、FV0201)，全开输送气流量调节阀(FV0102、FV0202)，经过预定时间后，关闭粉煤循环切断阀(XV0113、XV0213)，打开粉煤循环管线吹扫阀(XV0112、XV0212)。

S202-4、粉煤循环管线吹扫一定时间后，关闭粉煤循环管线吹扫阀(XV0112、XV0212)和粉煤流量调节阀(FV0101、FV0201)。

S202-5、各烧嘴氧气管路及粉煤管路吹扫一段时间后，气化炉保压降温操作，当合成气系统温度降低至一定值，且火炬允许气化装置排气时，进行气化系统的降压，并进行低压吹扫及三次升降压吹扫操作，气化装置处于惰性化环境，停车完毕。

总而言之，本发明可以实现上述多喷嘴气化装置在高压下一体化点火开工、顶喷粉煤烧嘴点火投用、多个侧喷粉煤烧嘴的同时投用，加快了气化炉的开车进程，缩短气化炉的开车时间。并在多喷嘴气化装置不同的工况下，能够通过调整多个粉煤烧嘴的负荷，实现单个粉煤烧嘴或多个粉煤烧嘴的分组停车或同时停车。同时，还可在不影响气化炉运行的前提下，实现独立烧嘴系统故障的检维修。

此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本发明的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本申请的存续期间描述的示例。此外，所发明的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由以下权利要求及其全部等同范围表示。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本发明。这不应被解释为意图未请求保护的发明特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (10)

1.一种多喷嘴粉煤气化装置，其特征在于，包括：

气化炉；

一体化开工烧嘴，其设于所述气化炉的上端；所述一体化开工烧嘴用于对所述气化炉升温；

粉煤烧嘴，与所述气化炉连通，用于对所述气化炉投入粉煤和氧气；所述粉煤烧嘴包括：顶喷粉煤烧嘴和多个侧喷粉煤烧嘴；所述顶喷粉煤烧嘴设于气化炉的上端；所述侧喷粉煤烧嘴设于所述气化炉的侧部；

蒸汽装置，其通过所述粉煤烧嘴与所述气化炉连通，以通过所述粉煤烧嘴向所述气化炉投入蒸汽。

2.一种煤气化装置开车的控制方法，其用于权利要求1所述的多喷嘴粉煤气化装置，其特征在于，包括以下步骤：

当一体化开工烧嘴氧气路和一体化开工烧嘴燃料路满足开工烧嘴预设条件时，点燃所述一体化开工烧嘴；

所述一体化开工烧嘴运行后，所述气化炉内的炉温升高；

当满足点燃顶喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃顶喷预设条件时，点燃顶喷粉煤烧嘴；

当满足点燃侧喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃侧喷预设条件时，点燃多个侧喷粉煤烧嘴；

当满足投入蒸汽预设条件时，向所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴投入蒸汽，并控制蒸汽/氧气流量的比率值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一体化开工烧嘴氧气路和一体化开工烧嘴燃料路满足开工烧嘴预设条件，包括：

所述粉煤烧嘴的冷却水流量达到预设数量；

所述一体化开工烧嘴氧气路的氧气压力达到预设压力。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述满足点燃顶喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃顶喷预设条件，包括：

基于建立顶喷粉煤烧嘴粉煤循环，调节所述顶喷粉煤烧嘴内粉煤的煤密度；

所述气化炉的炉温升高至可点燃所述顶喷粉煤烧嘴内粉煤所需的温度。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述满足点燃侧喷粉煤烧嘴内粉煤的点燃侧喷预设条件，包括：

基于建立侧喷粉煤烧嘴粉煤循环，调节所述烧嘴内粉煤的煤密度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述投入蒸汽预设条件，包括：

检测粉煤烧嘴蒸汽路的温度是否达到预设值，

检测所述顶喷粉煤烧嘴和所述侧喷粉煤烧嘴是否点燃；

检测蒸汽的温度和压力是否达到预设值。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在点燃所述一体化开工烧嘴之前，还包括：

当多喷嘴粉煤气化装置的氧含量达到预设值时，提高气化炉内的压力。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当气化炉内的压力达到预设值时，将氧气引入开工烧嘴氧气路。

9.一种煤气化装置停车的控制方法，其用于权利要求1所述的多喷嘴粉煤气化装置，其特征在于，包括以下步骤：

当所述气化炉的总负荷大于50％的工况，并满足粉煤烧嘴停车预设条件时，实施所述粉煤烧嘴停车操作；

当所述气化炉的总负荷小于50％的工况时，实施所述多喷嘴粉煤气化装置停车操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粉煤烧嘴停车预设条件，包括以下至少一个条件：

流经单粉煤烧嘴的粉煤流速低于预设值；

粉煤密度低于预设值；

至单粉煤烧嘴的氧气流量低于第一预设值或高于第二预设值；

流经单粉煤烧嘴的氧气/粉煤比高于预设值；

粉煤烧嘴氧气路在第一道切断阀的前后压差高于预设值；

粉煤给料罐内的压力与至单粉煤烧嘴的氧气/蒸汽压差低于预设值；

单粉煤烧嘴氧气路调节阀的压差低于预设值；

单粉煤烧嘴氧气管线放空阀关闭阀位丢失；

单粉煤烧嘴粉煤最后一道切断阀开阀位丢失；

单粉煤烧嘴粉煤换向阀开阀位丢失；

单粉煤烧嘴氧气切断阀开阀位丢失。

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