[发明专利]干煤粉气化炉煤烧嘴负荷控制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及气化炉技术领域，特别涉及一种干煤粉气化生产合成煤气的气化炉煤烧嘴燃烧负荷控制方法，包括粉煤流量控制和氧气流量控制。

【背景技术】

煤炭的高效、清洁利用是目前和未来的发展方向，煤的气化技术是适用这种发展方向的基础技术，煤气化技术根据气化炉内气化剂(氧气、水蒸汽)和煤的运动方向分为固定床、流化床和气流床，本发明涉及到的是气流床气化炉干煤粉烧嘴燃烧负荷的控制方法。

气流床粉煤加压气化工艺是以粉煤和纯氧为原料，采用气流床反应器，在高温、高压、非催化条件下进行部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为有效成分的合成气。

对于气流床气化炉来说，为了保证安全、经济和稳定的运行，对煤粉烧嘴的负荷控制就非常重要，煤粉烧嘴(以下简称煤烧嘴)负荷控制就是控制进入煤烧嘴的氧气流量、煤粉流量。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种干煤粉气化炉煤烧嘴负荷控制方法，以有效控制进入煤烧嘴的氧气和煤粉流量，保证气化炉安全、经济和稳定的运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种干煤粉气化炉煤烧嘴负荷控制方法，包括以下步骤：

第1步：设定干煤粉气化炉总负荷；

第2步：根据干煤粉气化炉总负荷，确定氧气总需求量X；

第3步：控制氧气总需求量X的变化率≤设定值；设定值为气化炉氧气最大质量流量的2％；控制氧气总需求量X，使下限值≤氧气总需求量X≤上限值；

上限值：当气化炉压力＜1MPa时为4.76kg/s；当3MPa≥气化炉压力≥1MPa时，为气化炉压力乘以6.48再减去1.72；当气化炉压力＞3MPa时为17.72kg/s；

下限值：当气化炉压力＜1MPa时为2.2kg/s；当3MPa≥气化炉压力≥1MPa时，为气化炉压力乘以2.1再加上0.1；当气化炉压力＞3MPa时为6.4kg/s；

第4步：根据气化炉的煤烧嘴个数n计算出单个煤烧嘴氧气需求量y，y＝X/n。

所述控制方法还包括以下步骤，气化炉煤烧嘴的氧气控制步骤：

1)、控制单个煤烧嘴氧气需求量y，使F_min≤y≤F_max；

F_max：当气化炉压力＜1MPa时为1.38kg/s；当3MPa≥气化炉压力≥1MPa时，为气化炉压力乘以1.425再减去0.045，气化炉压力单位为MPa，F_max单位为kg/s；当气化炉压力＞3MPa时为4.23kg/s；

F_min：当气化炉压力＜1MPa时为1.25kg/s；当3MPa≥气化炉压力≥1MPa时，为气化炉压力乘以0.18再加上1.07，气化炉压力单位为MPa，F_max单位为kg/s；当气化炉压力＞3MPa时为1.61kg/s；

2)、当y小于F_min时取值F_min，当y大于F_max时取值F_max；

3)、将y值作为设定值输入第一PID调节器，与单个煤烧嘴氧气流量实际测量值比较，第一PID调节器进行PID运算，输出开度信号调整氧气流量调节阀，控制氧气流量达到设定值。

所述控制方法还包括以下步骤，气化炉煤烧嘴的煤粉控制步骤：

1)、根据氧气与煤粉之间的比值r和单个煤烧嘴氧气需求量y计算出单个煤烧嘴煤粉流量的需求值＝y/r；0.7≤r≤1.1；

2)、将煤粉流量的需求值作为设定值输入第二PID调节器，与单个煤烧嘴煤粉流量实际测量值比较，第二PID调节器经过PID运算，输出开度信号调整煤粉流量调节阀，控制煤气流量达到设定值。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：本发明一种干煤粉气化炉煤烧嘴负荷控制方法，通过提供一种氧气流量控制和煤粉流量控制方法来完成煤烧嘴负荷的控制，首先根据气化炉负荷需求计算出煤粉烧嘴的负荷需求，负荷控制顺序可以先控制氧气供应，然后根据氧煤的配比关系再控制煤粉供应，顺序也可以反过来，先煤后氧，本发明选择的是前者，因为氧气是助燃剂，也是危险气体，这样控制顺序既能满足生产需要又能保证设备安全。

【附图说明】

图1为气化炉结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3煤烧嘴氧气和煤粉控制逻辑图。

【具体实施方式】