[發明專利]干煤粉氣化爐煤燒嘴負荷控制方法

有效

• 申請號: 201110351520.3
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102520736A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王劍釗;姚國鵬;許世森;徐越;任永強;李明亮
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

【技術領域】

本發明涉及氣化爐技術領域，特別涉及一種干煤粉氣化生產合成煤氣的氣化爐煤燒嘴燃燒負荷控制方法，包括粉煤流量控制和氧氣流量控制。

【背景技術】

煤炭的高效、清潔利用是目前和未來的發展方向，煤的氣化技術是適用這種發展方向的基礎技術，煤氣化技術根據氣化爐內氣化劑(氧氣、水蒸汽)和煤的運動方向分為固定床、流化床和氣流床，本發明涉及到的是氣流床氣化爐干煤粉燒嘴燃燒負荷的控制方法。

氣流床粉煤加壓氣化工藝是以粉煤和純氧為原料，采用氣流床反應器，在高溫、高壓、非催化條件下進行部分氧化反應，生成以一氧化碳和氫氣為有效成分的合成氣。

對于氣流床氣化爐來說，為了保證安全、經濟和穩定的運行，對煤粉燒嘴的負荷控制就非常重要，煤粉燒嘴(以下簡稱煤燒嘴)負荷控制就是控制進入煤燒嘴的氧氣流量、煤粉流量。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種干煤粉氣化爐煤燒嘴負荷控制方法，以有效控制進入煤燒嘴的氧氣和煤粉流量，保證氣化爐安全、經濟和穩定的運行。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種干煤粉氣化爐煤燒嘴負荷控制方法，包括以下步驟：

第1步：設定干煤粉氣化爐總負荷；

第2步：根據干煤粉氣化爐總負荷，確定氧氣總需求量X；

第3步：控制氧氣總需求量X的變化率≤設定值；設定值為氣化爐氧氣最大質量流量的2％；控制氧氣總需求量X，使下限值≤氧氣總需求量X≤上限值；

上限值：當氣化爐壓力＜1MPa時為4.76kg/s；當3MPa≥氣化爐壓力≥1MPa時，為氣化爐壓力乘以6.48再減去1.72；當氣化爐壓力＞3MPa時為17.72kg/s；

下限值：當氣化爐壓力＜1MPa時為2.2kg/s；當3MPa≥氣化爐壓力≥1MPa時，為氣化爐壓力乘以2.1再加上0.1；當氣化爐壓力＞3MPa時為6.4kg/s；

第4步：根據氣化爐的煤燒嘴個數n計算出單個煤燒嘴氧氣需求量y，y＝X/n。

所述控制方法還包括以下步驟，氣化爐煤燒嘴的氧氣控制步驟：

1)、控制單個煤燒嘴氧氣需求量y，使F_min≤y≤F_max；

F_max：當氣化爐壓力＜1MPa時為1.38kg/s；當3MPa≥氣化爐壓力≥1MPa時，為氣化爐壓力乘以1.425再減去0.045，氣化爐壓力單位為MPa，F_max單位為kg/s；當氣化爐壓力＞3MPa時為4.23kg/s；

F_min：當氣化爐壓力＜1MPa時為1.25kg/s；當3MPa≥氣化爐壓力≥1MPa時，為氣化爐壓力乘以0.18再加上1.07，氣化爐壓力單位為MPa，F_max單位為kg/s；當氣化爐壓力＞3MPa時為1.61kg/s；

2)、當y小于F_min時取值F_min，當y大于F_max時取值F_max；

3)、將y值作為設定值輸入第一PID調節器，與單個煤燒嘴氧氣流量實際測量值比較，第一PID調節器進行PID運算，輸出開度信號調整氧氣流量調節閥，控制氧氣流量達到設定值。

所述控制方法還包括以下步驟，氣化爐煤燒嘴的煤粉控制步驟：

1)、根據氧氣與煤粉之間的比值r和單個煤燒嘴氧氣需求量y計算出單個煤燒嘴煤粉流量的需求值＝y/r；0.7≤r≤1.1；

2)、將煤粉流量的需求值作為設定值輸入第二PID調節器，與單個煤燒嘴煤粉流量實際測量值比較，第二PID調節器經過PID運算，輸出開度信號調整煤粉流量調節閥，控制煤氣流量達到設定值。

相對于現有技術，本發明具有以下優點：本發明一種干煤粉氣化爐煤燒嘴負荷控制方法，通過提供一種氧氣流量控制和煤粉流量控制方法來完成煤燒嘴負荷的控制，首先根據氣化爐負荷需求計算出煤粉燒嘴的負荷需求，負荷控制順序可以先控制氧氣供應，然后根據氧煤的配比關系再控制煤粉供應，順序也可以反過來，先煤后氧，本發明選擇的是前者，因為氧氣是助燃劑，也是危險氣體，這樣控制順序既能滿足生產需要又能保證設備安全。

【附圖說明】

圖1為氣化爐結構示意圖；

圖2為圖1的俯視示意圖；

圖3煤燒嘴氧氣和煤粉控制邏輯圖。

【具體實施方式】