[發明專利]一種氣化爐氣化效率調節系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202110027190.6
• 申請日: 2021-01-09
• 公開（公告）號: CN112831353B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 羅麗珍;王鵬杰;許世森;陶繼業;任永強;劉剛;李小宇;劉沅;陳智;樊強;王曉剛
• 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;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種氣化爐氣化效率調節系統的工作方法，其特征在于，系統包括效率調節裝置(1)、初始工況控制器(2)、水蒸汽流量檢測及控制裝置(3)、氧氣流量檢測及控制裝置(4)、飛灰殘碳在線檢測裝置(5)和CO₂在線檢測裝置(6)；

水蒸汽流量檢測及控制裝置(3)與氣化爐燒嘴的水蒸汽系統連接，氧氣流量檢測及控制裝置(4)與氣化爐燒嘴的氧氣系統連接，初始工況控制器(2)分別與氣化爐燒嘴的煤粉系統、水蒸汽系統和氧氣系統連接，飛灰殘碳在線檢測裝置(5)和CO₂在線檢測裝置(6)設在氣化爐廢鍋出口；水蒸汽流量檢測及控制裝置(3)、氧氣流量檢測及控制裝置(4)、飛灰殘碳在線檢測裝置(5)和CO₂在線檢測裝置(6)分別與效率調節裝置(1)連接；水蒸汽流量檢測及控制裝置(3)包括水蒸汽流量計和水蒸汽調節閥，水蒸汽流量計和水蒸汽調節閥設在與氣化爐燒嘴連接的蒸汽管道上，且分別與效率調節裝置(1)連接；氧氣流量檢測及控制裝置(4)包括氧氣流量計和氧氣調節閥，氧氣流量計和氧氣調節閥設在與氣化爐燒嘴連接的氧氣管道上，且分別與效率調節裝置(1)連接

工作方法包括：通過初始工況控制器(2)設置氣化爐的初始工況，進行煤粉、水蒸汽和氧氣的進料，初始工況一方面使氣化爐達到最優熔渣溫度，另一方面使氣化爐達到碳和水反應的反應條件溫度；初始工況穩定后，開啟效率調節裝置(1)，使氣化爐達到100％額定工況；效率調節裝置(1)根據煤粉量、飛灰殘碳在線檢測裝置(5)檢測到的飛灰含碳量和CO₂在線檢測裝置(6)檢測到的合成氣中CO₂含量，計算相應的氧氣量和水蒸汽量，并通過水蒸汽流量檢測及控制裝置(3)和氧氣流量檢測及控制裝置(4)控制進入氣化爐的氧氣量和水蒸汽量，使煤和O₂反應放熱等于C和水蒸汽反應吸熱，從而使氣化爐達到熱量及溫度平衡，提高氣化爐的氣化效率；

控制進入氣化爐的氧氣量和水蒸汽量通過下式進行：

Z₁×M₁×(Xc-X'-X_CO2)/12＝2M₂+M₃

Z₂×M₂×222＝λ×Z₃×M₃×131

其中，M₁為投煤量，M₂為氧氣量，M₃為H₂O量，Xc為煤粉干基含碳量，X'為飛灰含碳量，X_CO2為合成氣中CO₂含量，Z₁、Z₂和Z₃為考慮氣化爐中副反應的修正系數，λ為考慮熱量損失的修正系數。

2.根據權利要求1所述的氣化爐氣化效率調節系統的工作方法，其特征在于，效率調節裝置(1)為DCS。

3.根據權利要求1所述的氣化爐氣化效率調節系統的工作方法，其特征在于，初始工況控制器(2)為PLC。

4.根據權利要求1所述的氣化爐氣化效率調節系統的工作方法，其特征在于，CO₂在線檢測裝置(6)包括合成氣流量計和CO₂分析儀。

5.根據權利要求1所述的氣化爐氣化效率調節系統的工作方法，其特征在于，Z₁、Z₂和Z₃的取值范圍均為0.5～1.5；λ的取值范圍為0.8～1.2。

6.根據權利要求1所述的氣化爐氣化效率調節系統的工作方法，其特征在于，初始工況為40％～80％額定工況，最優熔渣溫度為比灰熔點高150℃的溫度。