DD158556A1 - METHOD FOR CONTROLLING FIXED BED GENERATORS - Google Patents

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DD158556A1 DD22983281A DD22983281A DD158556A1 DD 158556 A1 DD158556 A1 DD 158556A1 DD 22983281 A DD22983281 A DD 22983281A DD 22983281 A DD22983281 A DD 22983281A DD 158556 A1 DD158556 A1 DD 158556A1
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Lutz Groeschel
Manfred Homeier
Peter Krieg
Ullrich Krongraf
Eckhard Moench
Berthold Neumann
Gerhard Richter
Andrea Schmidt
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Lutz Groeschel
Manfred Homeier
Peter Krieg
Ullrich Krongraf
Eckhard Moench
Berthold Neumann
Gerhard Richter
Andrea Schmidt
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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Steuerung des Generatorprozesses von Festbettgeneratoren. Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch Auswahl von technologischen Parametern, die denGeneratorprozess bestimmen, ein Betriebsregime aufzubauen, welches bei auftretenden Stoerungen selbsttaetig reagiert und den Generator vor der Ausserbetriebnahme bewahrt. Dabei sind eine Steigerung der Betriebszeit,eine Erhoehung der technologischen Sicherheit und eine Erhoehung der Verfuegbarkeit der Generatoren Zielgroessen des Verfahrens. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei bestimmten technologischen Abweichungen der Generator auf eine Minimallast eingesenkt wird, dadurch verfahrenstechnisch wieder unter Kontrolle gebracht wird und damit nicht ausser Betrieb genommen zu werden braucht.The invention relates to the control of the generator process of fixed-bed generators. The aim of the invention is to set up an operating regime by selecting technological parameters which determine the generator process, which automatically reacts when faults occur and which prevents the generator from being decommissioned. An increase in operating time, an increase in technological safety and an increase in the availability of the generators are the target variables of the process. The essence of the invention is that in certain technological deviations of the generator is sunk to a minimum load, thereby procedurally brought under control and thus need not be taken out of service.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Steuerung von PestbettgeneratorenMethod of controlling pest bed generators

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der thermischen Kohleveredlung, speziell auf die Druckvergasung von Braunkohlen.The invention relates to the field of thermal coal upgrading, especially to the pressure gasification of lignite.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die bekannten Verfahren zur Steuerung von Pestbettgeneratoren und zur technologischen Beherrschung des Uormalbetriebes beziehen sich auf die Einhaltung der Höhe des Peuerbettes und auf eine gleichmäßige Durchströmung der Schüttung. Dazu wurden verschiedene Methoden entwickelt, den Augenblickszustand zu messen, beispielsweise nach DD-WP C 10 J/220 481, um danach den Pestbettgenerator relativ optimal fahren zu können. Das Anlagenpersonal ist jedoch durch die Fülle der zu erfassenden Meßwerte psychisch überfordert und demzufolge nicht in der Lage angepaßt zu reagieren·. Pehlhandlungen, die zu Havarien und Unfällen führen können, sind daher im praktischen Betrieb unvermeidlich. Trotz dieser bekannten lachteile sind keine Lösungen zur Betriebsüberwachung an Pestbettgeneratoren bekannt geworden.The known methods for controlling Pestbettgeneratoren and for technological control of Uormalbetriebes refer to the maintenance of the height of the Peuerbettes and to a uniform flow through the bed. For this purpose, various methods have been developed to measure the instantaneous state, for example according to DD-WP C 10 J / 220 481, in order then to be able to drive the Pest bed generator relatively optimally. However, the staff of the plant is psychologically overwhelmed by the abundance of measured values to be recorded and consequently unable to react ·. Blowing operations, which can lead to accidents and accidents, are therefore inevitable in practical operation. Despite these known laugh parts no solutions for monitoring operations on Pestbettgeneratoren have become known.

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Bei der weiteren Durchdringung des Prozesses der Gaserzeugung in Pestbettgeneratoren hat sich jedoch herausgestellt, daß nicht allein die genannten Parameter für eine relativ optimale Prozeßdurchführung ausschlaggebend sind, sondern weitere, bisher nicht beachtete Parameter und Verfahrensbedingungen mit in Betracht gezogen werden müssen.In the further penetration of the process of gas generation in Pestbettgeneratoren has been found, however, that not only the above parameters for a relatively optimal process performance are crucial, but further, previously unnoticed parameters and process conditions must be taken into account.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Leistungsminderungen durch Störungen des technologischen Ablaufes des Pest- bettgeneratorprozesses zu vermeiden, bzw. auf ein Minimum zu senken.The aim of the invention is to avoid the performance reductions due to disruptions in the technological process of the Pestbettgeneratorprozesses, or to reduce to a minimum.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung für Pestbettgeneratoren zu begründen, nach der im Palle von technologischen Störungen am Pestbettgenerator dieser nicht außer Betrieb genommen werden muß und somit der Produktionsausfall in vertretbaren Grenzen bleibt.The object of the invention is to provide a control for Pestbettgeneratoren, according to the Palle of technological disturbances on the Pestbettgenerator this must not be taken out of service and thus the production loss remains within reasonable limits.

Analysen des Betriebsprozesses der Pestbettgeneratoren haben ergeben, daß die Mehrzahl der technologischen Störungen im Schuttungsaufbau und im Strömungsverhalten dieser Pestbettgeneratoren durch einen gezielten Übergang zu zeitlich begrenztem instationären Betrieb überwunden werden können. Damit können Pestbettgeneratoren mit gestörtem Betriebsverhalten weiterhin betrieben werden, indem durch kurzzeitige Lasteinsenkung das Strömungsverhalten geändert und nach Rückkehr zur llormallast wieder verfahrenstechnisch notwendige Betriebsbedingungen herrschen.Analyzes of the operation process of the Pestbettgeneratoren have shown that the majority of technological disturbances in the Schuttungsaufbau and in the flow behavior of these Pestbettgeneratoren can be overcome by a targeted transition to temporary transient operation. Pestbed generators with disturbed operating behavior can thus continue to be operated by changing the flow behavior through a short-term load reduction and, after returning to the llor mallast, again subject to necessary operating conditions.

Die Lasteinsenkung erfolgt auf eine genau definierte Minimallast und zwar bei Störungen in der Bereitstellung der Betriebsstoffe, wodurch ein flexibles Reagieren auf Betriebsschwankungen in vorgeschalteten Anlagen möglichThe load reduction takes place to a well-defined minimum load and that in case of disturbances in the provision of supplies, allowing a flexible response to operating fluctuations in upstream systems possible

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wird, weiter bei Abweichungen des Dampf-Sauerstoff-Verhältnisses des Vergasungsmittels, bei Abweichungen des Generatordruckes, der Rohgastemperatur, des Sauerstoffgehaltes des Rohgases und des Differenzdruckes der Schüttung.is, in case of deviations of the vapor-to-oxygen ratio of the gasification agent, in case of deviations of the generator pressure, the raw gas temperature, the oxygen content of the raw gas and the differential pressure of the bed.

Die eingeleitete Lasteinsenkung bewirkt eine sofortige Veränderung im Strömungsverhalten und führt zum Aufbau einer verbesserten Schüttung. Anschließend kann der 3?estbettgenerator wieder auf seine !Tormalleistung gesteigert werden.The introduced load reduction causes an immediate change in the flow behavior and leads to the construction of an improved bed. Subsequently, the 3 ° estbettgenerator can be increased again to its! Tormalleistung.

Während der Lasteinsenkung wird eine Schrittverschiebung zwischen Dampf und Sauerstoff des Vergasungsmittels so eingehaXten", daß stets zuerst^ der Sauerstoff vermindert wird und -anschließend der Vergasungsdampf und die Schwankungen im Dampf-Sauerstoff-Verhältnis des Vergasungsmittels bleiben durch die Wahl der Schrittbreite (ca. 100 cm 02/Schritt) gering.During the load depression, a step-shift between vapor and oxygen of the gasification agent is so "always" first the oxygen is reduced and then the gasification vapor and the variations in the vapor-to-oxygen ratio of the gasifying agent remain by the choice of the step width (about 100 cm 0 2 / step) low.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, wobei sich dieses Ausführungsbeispiel auf die Steuerung eines Pestbettgenerators mittels -eines-Mikrorechners bezieht. Die Vergasungsmittelzuführung zu den Pestbettgeneratoren erfolgt mittels Vergasungsmittel- Einzelmischung oder durch ein Vergasungsmittelsammelsystem und der erzeugte lianteldampf wird zur Spülung von Sicherheitsarmaturen genutzt und anschließend ins Rohgas abgeleitet Zur Steuerung des Festbettgenerators werden folgende technologische Parameter verwendet/The invention will be explained below with reference to an embodiment, this embodiment relates to the control of a Pestbettgenerators means of a microcomputer. The gasification agent supply to the Pestbettgeneratoren carried out by means of Vergasungsmittel- single mixture or by a gasification agent collecting system and the generated lianteldampf is used for flushing safety valves and then discharged into the raw gas To control the fixed bed generator, the following technological parameters are used /

- Dampf-Sauerstoff-Verhältnis- steam-oxygen ratio

- Sauerstoffmenge- amount of oxygen

- Vergasungsdampfdruck- Gasification vapor pressure

- Rohgastemperatur- Raw gas temperature

- Generatordruck- generator pressure

- Temperatur nach Waschkühler- Temperature after washer cooler

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- Sauerstoffgehalt im Rohgas- Oxygen content in the raw gas

- Differenzdruck über Schüttung.- Differential pressure over bed.

Die Größe der Abweichung ist für jeden technischen Parameter in zwei Stufen geteilt und zwar inThe magnitude of the deviation is divided into two stages for each technical parameter, namely in

- geringe Abweichung, Voralarm ♦- slight deviation, pre-alarm ♦

- gefährliche Abweichung, ETotaus-Alarm.- dangerous deviation, ETotaus alarm.

Sprechen während des Betriebes eines Pestbettgenerators folgende Voralarme an, so wird der Generator auf Minimallast, das sind ca. 1.400 Ένα. Q0/h und hohes Dampf-If the following pre-alarms occur during the operation of a Pestbed Generator, the generator will be at minimum load, that is approx. 1.400 Ένα. Q 0 / h and high steam

"3 Sauerstoff-Verhältnis (ca. 8,5 kg Dampf/Um O2) eingesenkt:"3 oxygen ratio (about 8.5 kg steam / Um O 2 ) sunk:

- Dampf-Sauerstoff-Verhältnis "hoch"- steam-oxygen ratio "high"

- Dampf-Sauerstoff-Verhältnis "tief"- steam-oxygen ratio "deep"

- Vergasungsdampfdruck "tief" - Rohgastemperatur "hoch"- Gasification steam pressure "deep" - Raw gas temperature "high"

- Rohgastemperatur "tief"- Raw gas temperature "low"

- Generatordruck "hoch"- generator pressure "high"

- Sauerstoffgehalt im Rohgas "hoch"- Oxygen content in the raw gas "high"

- Temperatur nach Waschkühler "hoch" - Differenzdruck über Schüttung "hoch"- Temperature after wash cooler "high" - differential pressure over bed "high"

- Differenzdruck über Schüttung "tief"- differential pressure over bed "deep"

Die Einsenkung selbst erfolgt in 100 NnrOg-Schritten derart, daß immer zuerst der Sauerstoff vermindert wird und anschließend der Vergasungsdampf. Bei der Einsenkung wird eine Schrittverschiebung zwischen Sauerstoff- und Dampf beibehalten, notwendige Änderungen im Dampf-Sauerstoff -Verhältnis erfolgen in 0,1 kg Dampf/BOrO2-Schritten, wobei der Dampf die variable Größe ist. Dieser Prozeß führt dazu, daß die den Generatorprozeß bestimmende Anazahl von Vergasungskanälen der Schüttung verändert wird und der Pestbettgenerator wieder richtig reagiert. Nach Einstellung der normalen Betriebsbedingungen kann die Leistung des Generators wieder beliebig gesteigert werden.The sinking itself is carried out in 100 NnrOg steps such that always first the oxygen is reduced and then the gasification vapor. In the depression, a step shift between oxygen and steam is maintained, necessary changes in the vapor-to-oxygen ratio occur in 0.1 kg steam / BOrO 2 steps, the steam being the variable size. This process causes the generator process determining Anazahl of gasification channels of the bed is changed and the Pestbettgenerator reacts properly again. After setting the normal operating conditions, the power of the generator can be increased again as desired.

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Dabei wird die Leistungssteigerung in 100 Hm Sauerstoff-Schritten durch einen Mikrorechner so vorgenommen, daß zuerst entsprechend dem Dampf-Sauerstoff-Yerhältnis die zugehörige Dampfmenge gesteigert und dann Sauerstoff nachgezogen wird.The power increase in 100 Hm oxygen steps is carried out by a microcomputer so that first increased according to the steam-oxygen ratio, the corresponding amount of steam and then oxygen is drawn.

Bei großen Abweichungen vom Hormalbetrieb, d. h. Abweichung über den Voralarm hinaus bis zum Ansprechen des Fotaus-Alarms, wird der Generator automatisch abgestellt. Das Abstellen des Generators erfolgt durch automatisches Absperren der Vergasungsmittel-Einzel^ mischung, in dem der Generator am Rohgasnetz bleibt und nur eine geringe Spüldampfmenge die technologische Strömungsrichtung- sichert. Automatische Entspannung des Generators erfolgt beim Ansprechend des Uotausparameters: Sauerstoffgehalt im Rohgas "hoch".For large deviations from the hormonal operation, d. H. Deviation beyond the pre-alarm until the photo-out alarm is triggered, the generator is automatically shut down. The shutdown of the generator is carried out by automatically shutting off the gas mixture single mixture, in which the generator remains at the raw gas network and only a small amount of purging steam ensures the technological flow direction. Automatic relaxation of the generator takes place in response to the Uotausparameters: oxygen content in the raw gas "high".

Da Explosionsgefahr besteht, wird der Generator vom Rohgasnetz getrennt , die Vergasungsmittelzufuhr abgesperrt und der Generator entspannt. Während des Entspannungsvorganges fließt wiederum Spüldampf. Soll während des Betriebes die Leistung des Generators verändert werden und spricht bei dieser Laständerung ein Voralarm an, der nicht automatisch zur Lasteinsenkung führt, so wird die Laständerung so lange gestoppt bis der Normalzustand wieder erreicht ist und erst dann wird die Laständerung fortgesetzt.As there is a risk of explosion, the generator is disconnected from the raw gas network, the gasification agent supply is shut off and the generator is decompressed. During the relaxation process again purging steam flows. If the power of the generator is to be changed during operation and a pre-alarm responds to this load change, which does not automatically lead to load reduction, the load change is stopped until the normal state is reached again and only then is the load change continued.

Claims (2)

229832 2229832 2 Erfindungsanspruchinvention claim 1· Verfahren zur Steuerung von Pestbettgeneratoren für die Druckvergasung von Braunkohle, insbesondere für den Pail von technologischen Störungen in der Betriebsweise, bei denen die Zuführung des Vergasungs-1 · Method for controlling plague bed generators for the brown coal pressure gasification, in particular for the pail of technological disturbances in the mode of operation, in which the supply of the gasification 16O mittels über eine Vergasungsmitteleinzelmischung je. Generator oder durch ein Vergasungsmittelsammelsystem erfolgt und der Manteldampf in das Rohgassystem abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß kurzzeitig eine Lasteinsenkung auf eine definierte Minimallast, die durch einen noch vertretbaren Prozeßablauf charakterisiert ist, eingeleitet wirdjund ein vorgegebenes Dampf-Sauerstoff-Verhältnis eingestellt wird, daß weiter die gesamte Lasteinsenkung aus sicherheitstechnischen Gründen über eine Schrittverschiebung im Dampf-Sauerstoff-Verhältnis zwischen Dampf und Sauerstoff dadurch gesteuert wird, daß während dieser Lasteinsenkung der Sauerstoff immer vor dem Dampf eingesenkt wird und daß nach der dadurch erreichten Veränderung des Strömungsverhaltens der Uormalbetrieb wieder hergestellt wird, und daß dabei während der Laststeigerung die Schrittverschiebung zwischen Dampf und Sauerstoff genau umgekehrt erfolgt.16O by means of a single gas mixture mixture each. Generator or by means of a gasification agent collecting system and the jacket steam is discharged into the raw gas system, characterized in that a load depression is briefly introduced to a defined minimum load, which is characterized by a still acceptable process, j and a predetermined steam-oxygen ratio is set, that further the entire load drop for safety reasons via a step-shift in the steam-oxygen ratio between steam and oxygen is controlled by the fact that during this load reduction of the oxygen is always sunk in front of the steam and that restored after the achieved change in the flow behavior of the Uormalbetrieb and, during the load increase, the step shift between steam and oxygen is exactly the opposite. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß Laständerungen bei abweichenden technologischen Bedingungen automatisch gestoppt und nach Einstellung der Normalbedingungen weitergeführt werden.2. The method according to item 1, characterized in that load changes are automatically stopped at different technological conditions and continued after setting the normal conditions.
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