CN212511161U - 三废炉节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供三废炉节能控制系统，涉及三废炉技术领域，包括三废炉节能控制系统，包括三废混燃炉，所述三废混燃炉的一侧依次设有螺旋给煤机、预混器、合成驰、造气吹风机、一级空气预热器、二级空气预热器和余热锅炉，且螺旋给煤机、预混器、合成驰、造气吹风机、一级空气预热器、二级空气预热器和余热锅炉与三废混燃炉均通过管道连接，本实用新型中，本装置采用DCS系统进行全流程温度、压力、流量、液位监控，热力系统的锅炉液位采用先进的三冲量自动控制，除氧器液位、减温减压采用单回路PID控制。

Description

三废炉节能控制系统

技术领域

本实用新型涉及三废炉技术领域，尤其涉及三废炉节能控制系统。

背景技术

废炉装置采用沸腾炉燃烧合成氨装置造气炉渣、造气污泥和造气吹风气、合成驰放气“三废”，由燃烧系统、水汽系统、烟气除尘系统、尾气洗涤系统组成。其主要任务是将混配合格的煤送入沸腾内燃烧，同时，配烧造气炉吹风气和合成驰放气，产生温度≤950℃的高温烟气，高温烟气经组合除尘器除去粒度较大的烟尘后进入锅炉受热蒸发区，高温烟气在蒸发区内传热使脱盐水发生相变成为蒸汽，同时，换热后的烟气经电除尘器，除去粉尘后由引风机送洗涤系统洗涤后经烟囱排入大气；混配煤在炉内燃烧产生的灰渣，在保证炉内燃烧正常的情况下间断直排炉外。而在此过程汇总主要发生的化学反应有：炭与空气(氧气O2)的反应：C+O2＝＝＝＝CO2↑+401.93kJ；氢与空气(氧气O2)的反应：2H2+O2＝＝＝＝2H2O+1750.06kJ；硫与空气(氧气O2)的反应：S+O2＝＝＝＝SO2↑+110.59kJ；吹风气与空气(氧气O2)的反应：2CO+O2＝＝＝＝2CO2↑+Q；驰放气与空气(氧气O2)的反应：2H2+O2＝＝＝＝2H2O+Q和CH4+2O2＝＝＝＝CO2↑+2H2O+Q。

而在三废炉燃烧过程中，当空气过剩系数过小即氧量不足时，燃料未完全燃烧而导致热效率降低，与此同时烟囱冒黑烟，对环境造成较大的污染，同时存在爆燃的安全风险。而当空气过剩系数太大即氧量过多时，过剩空气带走的热量多，也导致热效率低，同时过量的氧气会导致烟气中SO2、SO3和NOX含量增大，粉尘排放超标，一方面对环境造成严重污染，另一方面加速水冷壁、省煤器、炉墙的磨蚀损坏。因此，将氧气含量控制在一个合理的范围内，不仅能够提高燃料热效率，起到节约能源的作用，还能够减少废气对环境的污染以及水冷壁、省煤器、炉墙的磨蚀损坏，降低收尘系统及尾气洗涤系统的负荷。

1、三废炉装置燃煤及烟气系统没有采用自动控制，也无氧含量测量控制。

2、尾气排放数据分析,正常情况尾气中颗粒物、二氧化硫、氮氧化物没有超标，尾气中颗粒物偶尔超标，氧含量长期超标。

3、空气过量,烟气流速过快，烟气中的粉尘加速磨损水冷壁管、炉墙、省煤器水管及引风机导致设备故障多停车。

4、烟气流速过快把大量粉尘带到静电除尘器，导致静电除尘器除尘效果差。

5、空气过量、燃煤及烟气系统没有采用自动控制是造成三废炉不能“安、稳、长、满、优”运行的主要原因。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的三废炉节能控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：三废炉节能控制系统，包括三废混燃炉，所述三废混燃炉的一侧依次设有螺旋给煤机、预混器、合成驰、造气吹风机、一级空气预热器、二级空气预热器和余热锅炉，且螺旋给煤机、预混器、合成驰、造气吹风机、一级空气预热器、二级空气预热器和余热锅炉与三废混燃炉均通过管道连接，所述螺旋给煤机的一端设有煤仓，且煤仓与螺旋给煤机通过辊道连接，所述一级空气预热器的一端栓接有一次风机，所述二级空气预热器的一端栓接有二次风机，所述一级空气预热器出口处栓接有电袋复合除尘器，所述电袋复合除尘器的出口处栓接有引风机，所述引风机的出口处栓接有烟气洗涤吸收塔，所述余热锅炉的一端栓接有省煤器，且省煤器与二级空气预热器通过管道连接，所述省煤器的一端栓接有给水泵，所述余热锅炉与三废混燃炉的连接处设有水冷壁管。

有益效果

1、本实用新型中，本装置采用DCS系统进行全流程温度、压力、流量、液位监控，热力系统的锅炉液位采用先进的三冲量自动控制，除氧器液位、减温减压采用单回路PID控制。

2、本实用新型中，采用氧化锆氧分析仪、混燃炉底风室压力PI-1001与一次风机C02形成的PID控制回路以及混燃炉流化床压力PI-1002与引风机C04形成的PID控制回路，实现燃烧系统“安、稳、长、满、优”的运行。

3、通过对装置的优化控制实现系统节能，装置节电率达到50％左右，三台风机年可以节电Q＝(800+630+185)×50％×24×330＝6395400KWh，按0.4元计算年可以节约电费2558160元，节电效果明显。

4、由于空气过量降低60％，尾气排放温度降低59.63℃，年可以节约7552t标煤/a，按500元吨计可以节约3776000元，热能利用效率提升较大。

5、采用变频调速器进行调速，减少电机的冲击电流，延长传动系统各主要部件(轴承，密封等)的使用寿命；采用优化控制，空气流速下降，水冷壁、省煤器、炉墙的磨蚀降低，保证了装置的“安、稳、长、满、优”运行；空气流速下降，带到除尘及尾气洗涤系统的粉尘大幅下降，减轻尾气处理负荷，保证尾气排放达标。从而使得设备的故障率下降。

附图说明

图1为本实用新型提出的三废炉节能控制系统的流程图；

图2为本实用新型提出的三废炉节能控制系统中氧气控制的流程图；

图3为本实用新型提出的三废炉节能控制系统中混燃炉底风室压力PI-1001与一次风机C02形成的PID控制回路的流程图；

图4为本实用新型提出的三废炉节能控制系统中混燃炉流化床压力PI-1002与引风机C04形成的PID控制回路的流程图。

图例说明：

1、三废混燃炉；2、螺旋给煤机；3、预混器；4、合成驰；5、造气吹风机；6、一级空气预热器；7、二级空气预热器；8、余热锅炉；9、煤仓；10、一次风机；11、二次风机；12、电袋复合除尘器；13、引风机；14、烟气洗涤吸收塔；15、省煤器；16、给水泵；17、水冷壁管。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面结合附图描述本实用新型的具体实施例。

具体实施例一：

参照图1-4，三废炉节能控制系统，包括三废混燃炉1，三废混燃炉1的一侧依次设有螺旋给煤机2、预混器3、合成驰4、造气吹风机5、一级空气预热器6、二级空气预热器7和余热锅炉8，且螺旋给煤机2、预混器3、合成驰4、造气吹风机5、一级空气预热器6、二级空气预热器7和余热锅炉8与三废混燃炉1均通过管道连接，螺旋给煤机2的一端设有煤仓9，且煤仓9与螺旋给煤机2通过辊道连接，一级空气预热器6的一端栓接有一次风机10，二级空气预热器7的一端栓接有二次风机11，一级空气预热器6出口处栓接有电袋复合除尘器12，电袋复合除尘器12的出口处栓接有引风机13，引风机13的出口处栓接有烟气洗涤吸收塔14，余热锅炉8的一端栓接有省煤器15，且省煤器15与二级空气预热器7通过管道连接，省煤器15的一端栓接有给水泵16，余热锅炉8与三废混燃炉1的连接处设有水冷壁管17。

在混燃炉出口增加一套氧化锆氧分析仪，将氧气含量控制在一个合理的范围内,氧化锆氧分析仪能在线实时监测烟气中的氧含量，并能将监测到的氧含量值直接输入到DCS控制系统，与二次风机11C03形成PID自动控制回路，氧含量控制在5％以下，风机电机为185KW380V，执行机构采用变频调速器控制。如图2所示。

混燃炉底风室压力PI-1001与一次风机10C02形成PID控制回路，压力稳定控制在5KPa左右,保证煤的沸腾燃烧。风机电机为630KW6KV，执行机构采用变频调速器控制。如图3所示。

混燃炉流化床压力PI-1002与引风机13C04形成PID控制回路，压力稳定控制在-100Pa左右，保证系统微负压工作。风机电机为800KW6KV，执行机构采用永磁调速器控制。如图4所示。

本实用新型的工作原理：煤仓9V-07内的煤经下料调节闸板阀进入皮带给煤机L-08A/B到螺旋给煤机2L-09A/B，由螺旋给煤机2将煤推送入混燃炉的燃烧室内，经二次风机11C-03来的空气经二级空气预热器7，通过给煤机出料口下部的播煤风管送入混燃炉的燃烧室内，并将给煤机送来的煤均匀吹撒到混燃炉的床层上。由一次风机10C-02来的空气经一级空气预热器6预热后进入风室，通过布风板经风帽进入炉膛内，提供煤燃烧所需的氧，使煤在混燃炉的炉膛内，加之由二次风机11送来经二级空气预热器7预热的空气绕动作用下，充分燃烧以放出热量加热产生高温烟气。通过引风机13C-04的抽吸，燃烧产生的高温烟气经炉膛上部进入组合式分离器内，将烟气中所携带的颗粒粉尘和部份细粉尘分离后，进入锅炉换热蒸发区，依次经过蒸发水冷壁管171～2组、高温过热器、低温过热器、蒸发水冷壁管173～22组、高温省煤器15、低温省煤器15、一、二级空气预热器7、电袋复合除尘器12V-05、过引风机13C-04由烟气脱硫塔V-06排入大气。由造气和合成送来的吹风、驰放气分别在预混器3和无焰燃烧器内，配入由二次风机11送来经二级空气预热器7预热的空气后，进入混燃炉的中上部完全燃烧变成高温烟气。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.三废炉节能控制系统，包括三废混燃炉(1)，其特征在于：所述三废混燃炉(1)的一侧依次设有螺旋给煤机(2)、预混器(3)、合成驰(4)、造气吹风机(5)、一级空气预热器(6)、二级空气预热器(7)和余热锅炉(8)，且螺旋给煤机(2)、预混器(3)、合成驰(4)、造气吹风机(5)、一级空气预热器(6)、二级空气预热器(7)和余热锅炉(8)与三废混燃炉(1)均通过管道连接，所述螺旋给煤机(2)的一端设有煤仓(9)，且煤仓(9)与螺旋给煤机(2)通过辊道连接，所述一级空气预热器(6)的一端栓接有一次风机(10)，所述二级空气预热器(7)的一端栓接有二次风机(11)，所述一级空气预热器(6)出口处栓接有电袋复合除尘器(12)，所述电袋复合除尘器(12)的出口处栓接有引风机(13)，所述引风机(13)的出口处栓接有烟气洗涤吸收塔(14)，所述余热锅炉(8)的一端栓接有省煤器(15)，且省煤器(15)与二级空气预热器(7)通过管道连接，所述省煤器(15)的一端栓接有给水泵(16)，所述余热锅炉(8)与三废混燃炉(1)的连接处设有水冷壁管(17)。

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