[發明專利]一種氧煤比控制系統

在審

• 申請號: 202011184202.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN114426890A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 劉建兵;呂亮功;嚴春明;張永偉;王令光;洪波;龐睿;章瑞林;漢建德;孫海宇;鐘彥達;萬春月;閻紅;曾憲松
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術研究院有限公司
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72;G05D11/13
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;梅黎

本發明涉及一種氧煤比控制系統，其包括：（1）、自動設定負荷單元1；（2）、自動選擇設定值單元2；（3）、氧煤比設定單元3；（4）、氧氣流量控制單元4；和（5）、煤漿流量控制單元5。

技術領域

本發明涉及一種氧煤比控制系統，適用于通過泵來加壓、輸送物料的氣化工藝，比如水煤漿氣化工藝、重油（渣油）氣化工藝等。

背景技術

水煤漿氣化工藝具有技術成熟、流程簡單、過程控制安全可靠、煤種適應性強、碳轉化率高、粗合成氣質量好、環保性能好、裝置建設投資低、建設周期短等特點。近年來，煤化工產業蓬勃發展，水煤漿氣化工藝在煤制氫、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制合成氨等工程中得到了廣泛應用，大量的水煤漿氣化裝置已經投入商業運行。水煤漿氣化裝置通常為上游裝置，該裝置一旦停車，將導致下游裝置或與之配套的生產裝置中斷生產，造成較大的經濟損失。因此，水煤漿氣化裝置的安全、穩定運行至關重要。

影響水煤漿氣化裝置安全、穩定運行的最重要參數就是進入氣化爐的氧氣與水煤漿之間的比例，也就是氧煤比。氧煤比偏低會導致氣化反應溫度較低，碳轉化率降低，灰渣中的殘碳偏高，渣口排渣不暢，甚至發生堵渣進而導致停車。氧煤比偏高會導致氣化反應溫度較高，合成氣中CO2含量增加，氣化效率降低，甚至導致過氧發生爆炸。因此，氧煤比既是氣化工藝中最重要的控制參數，也是最重要的聯鎖參數。

現有水煤漿氣化技術的氧煤比控制通常采用交叉限幅控制方法，該控制方法和在鍋爐上廣泛應用的燃燒控制方法基本一致。由于水煤漿氣化工藝是采用煤漿泵來加壓、輸送煤漿的，而且煤漿泵通常為柱塞泵，因此，煤漿流量存在一定波動，有的裝置甚至波動比較大，隨著裝置使用年限的增加，煤漿流量波動會越來越大。如果在這樣的條件下采用交叉限幅控制，煤漿流量的波動會導致氧氣流量也跟隨波動。波動幅度小的話，影響合成氣質量；波動幅度大的話，可能出現過氧導致誤停車或發生安全事故。因此，現有的水煤漿氣化裝置的氧煤比控制基本無法投用，甚至很多裝置的煤漿流量控制回路和氧氣流量控制回路都沒有實現單回路自動控制，仍維持手動控制模式，操作人員一旦沒有及時、正確操作，輕則導致誤停車，重則出現過氧爆炸等較大的安全事故，給氣化裝置的安全、穩定運行造成極大的隱患。

授權公告號為CN105885949B（申請號為2016103923262）的中國發明專利《氧氣進料控制系統及其氣化爐進料系統》僅公開了適用于多噴嘴對置式氣化爐的氧氣進料流程，既沒有說明氧煤比控制方法，也無法解決煤漿流量波動導致氧氣流量跟隨波動的問題。

授權公告號為CN101538485B（申請號為2009101198432）的中國發明專利《氣流床反應器溫度控制系統與其控制方法》所公開的氧煤比控制方法依然采用的是交叉限幅控制方法，無法解決煤漿流量波動導致氧氣流量跟隨波動的問題。

申請公布號為CN106773718A（申請號為2017100542460）的中國發明專利申請《一種氧碳比控制系統及其氣化爐氧煤比控制方法》所公開的氧煤比控制方法適用于粉煤氣化工藝，不適用于水煤漿氣化工藝，同樣無法解決煤漿流量波動導致氧氣流量跟隨波動的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種氧煤比控制系統。本發明可以有效解決煤漿流量波動導致氧氣流量跟隨波動的問題，系統構成簡單且易于投用，能自動升降氣化負荷，大幅降低操作員的勞動強度，并能在出現氧煤比異常時進入快速響應模式并迅速穩定生產。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種用于水煤漿氣化工藝的氧煤比控制系統，其包括：

設定子系統I，包括：

（1）、自動設定負荷單元1，其提供氣化爐運行狀態信號001A和氣化爐當前負荷需氧量IF_O信號001B；