[实用新型]气化系统和监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及含碳物质的气化，尤其涉及气化反应器的监控系统。

背景技术

碳质燃料的气化包括通过在气化反应器中用含氧气体使由气体或液体载体携带的碳质燃料部分燃烧，形成主要含H₂和CO的气态混合物，也称合成气。用于上述气化反应的含碳燃料例如煤、天然气、有机废料等。

以煤的气化系统为例，其中一般包括气化反应器(或气化炉)和汽包。气化反应器具有外壳和容纳在外壳内的燃烧室，燃烧室的壁一般是由多根水管构成的气密的水冷装置，冷却水在这些水管中流动，对气化反应器起到保护作用。熔渣形成于水冷装置位于燃烧室内侧的表面，也对水冷装置具有保护作用。

同时，燃烧室内的高温使水冷装置中的部分水变为热蒸汽，并经由管道进入汽包。

出于安全等多方面考量，对气化反应器的状态例如炉温的监控被认为是十分必要的。遗憾的是，目前尚不能对炉温进行直接测量。

中国发明专利CN102041107B中公开了一种测量和计算气化炉燃烧室温度的方法，其中，汽包的气化炉蒸汽分离室出来的蒸气管线上安装了用于测量气化炉水冷装置蒸汽产量的蒸气流量计，希望直接反映气化炉内操作状况。

实用新型内容

本实用新型的发明人经过努力，发现上述中国发明专利中的蒸汽 流量计不能很好地反映气化反应器的实际状态，原因在于该蒸汽流量计测得的蒸汽产量不仅受气化反应器的温度这一我们关心的条件的影响，也受诸多次要的、不关心的条件的影响。

为了克服这一不足，根据本实用新型的一个方面的实施例，提供了一种气化反应器的监控系统，该气化反应器具有水冷装置，该水冷装置与汽包间流体连通，该汽包向该水冷装置供给冷却水，水冷装置中的冷却水受热产生的反应器蒸汽由汽包收集，该监控系统包括：

第一流量计，其与汽包的至少一个蒸汽出口气体连接，配置为测量汽包排出的至少部分蒸汽的量；

第二流量计，配置为测量由所述汽包预热的含氧气体的量；

气体温度计，配置为测量由所述汽包预热的含氧气体在加热后的温度；

水温计，配置为测量进入汽包的新的给水的温度；

处理器，其与第一流量计、第二流量计、气体温度计和水温计可操作地连接，并配置为：

-根据第一流量计和水温计的测量来计算气化反应器的第一热负荷值；

-根据第二流量计和气体温度计的测量来计算气化反应器的第二热负荷值；

-确定气化反应器的总热负荷值，作为气化反应器状态的指示，总热负荷值至少包括第一热负荷值和第二热负荷值。

可选地，处理器还配置为，计算与汽包的排污关联的气化反应器的第三热负荷值；以及确定气化反应器的总热负荷值，其中包括第一热负荷值、第二热负荷值和第三热负荷值。

可选地，该汽包包括第一部分和第二部分，其中第一部分收集该反应器蒸汽，第一流量计与第一部分的蒸汽出口气体连接，配置为测量第一部分排出的蒸汽的量。

可选地，该处理器还配置为，获得以下各项常量中的至少一项，用于第一、第二或第三热负荷值的计算：汽包的压力；汽包的排污量； 和含氧气体在加热前的温度。

可选地，该处理器基于下式计算第一热负荷值：

Q_{sat steam}＝m_{sat steam}×(h_{sat steam}-h_BFW)，

其中Q_satsteam为该第一热负荷值，m_{sat steam}为第一流量计测得的蒸汽的质量，h_{sat steam}为第一流量计所测的蒸汽的焓值，h_BFW为进入汽包的新的给水的焓值。

可选地，该处理器基于下式计算第二热负荷值：

Q_gas＝m_gas×(h_gas,after-h_gas,before)×a，

其中，Q_gas为该第二热负荷值，m_gas为所述第二流量计测得的由所述汽包预热的含氧气体的质量，h_gas,after为所述含氧气体在预热后的焓值，h_gas,before为该含氧气体在预热前的焓值，a为根据汽包确定的调整值。

可选地，该处理器基于下式确定第三热负荷值：