煤加压气化设备的制作方法

文档序号:12711673阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种煤加压气化设备,包括煤锁机构(100)、灰锁机构(200)和气化炉机构(300),其中,所述气化炉机构位于所述煤锁机构(100)和所述灰锁机构(200)之间并分别与所述煤锁机构(100)和所述灰锁机构(200)可开闭地连通,其特征在于,

所述煤锁机构(100)包括:煤锁壳体(103),其限定出煤锁内腔(108)、顶部的煤锁进料口和底部的煤锁出料口;位于煤锁进料口处的煤锁圆筒阀(101);在煤锁圆筒阀(101)下方且设置在煤锁进料口处的煤锁上阀(102);设置在煤锁出料口处的煤锁下阀(104);连接至煤锁壳体(103)的煤锁充压阀机构和煤锁泄压阀(105);分别连接到煤锁壳体(103)上的、用于检测煤锁温度的煤锁温度表(111)、用于检测煤锁内腔(108)内压力的煤锁压力表(110)、煤锁报警器和煤锁计时器;煤锁检测单元;以及用于控制所述煤锁机构(100)的操作的煤锁控制单元,

所述煤锁控制单元被构造成,通过依次循环进行的排料过程、泄压过程、进料过程和充压过程来控制煤锁机构(100),从而将煤加入到气化炉机构(300)内,

且其中,所述煤锁控制单元和所述煤锁检测单元被构造成:

在所述排料过程中,所述煤锁控制单元控制煤锁下阀(104)打开并同时控制煤锁机构(100)中的所有其它阀关闭且同时控制煤锁计时器开始计时,煤锁检测单元检测煤锁下阀(104)在第一煤锁预定时间内是否开到位并检测煤锁压力是否大于第一预定煤锁压力,并发送信号给所述煤锁控制单元;

在所述煤锁控制单元收到煤锁下阀(104)在所述第一煤锁预定时间内未开到位和/或煤锁压力小于所述第一预定煤锁压力的信息时,其控制煤锁报警器报警并控制煤锁机构(100)停止自动控制程序;和

在所述煤锁控制单元收到煤锁下阀(104)在所述第一煤锁预定时间内已开到位且煤锁压力大于所述第一预定煤锁压力的信息时,其控制自动控制程序继续进行,并在煤锁检测单元检测到煤锁温度大于第一煤锁预定温度时,控制煤锁下阀(104)关闭以结束排料过程,并控制煤锁计时器记录从排料过程开始至排料过程结束的实际煤锁排料时间。

2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述煤锁控制单元和所 述煤锁检测单元还被构造成:

在所述煤锁机构(100)的泄压过程中,煤锁控制单元控制所述煤锁泄压阀(105)打开并同时控制煤锁机构(100)中的所有其它阀关闭,并控制进行煤锁下阀小差压泄漏实验,即煤锁检测单元检测在煤锁泄压阀(105)打开后的第二煤锁预定时间内煤锁与气化炉差压是否大于第一煤锁/气化炉预定差压,并发送信号给所述煤锁控制单元;

当所述煤锁控制单元收到在第二煤锁预定时间内煤锁与气化炉差压未大于所述第一煤锁/气化炉预定差压的信息时,其判定煤锁下阀小差压泄漏实验失败并控制煤锁泄压阀(105)关闭、控制煤锁报警器报警,以及控制煤锁机构(100)停止自动控制程序;和

当所述煤锁控制单元收到在第二煤锁预定时间内煤锁与气化炉差压已大于所述第一煤锁/气化炉预定差压的信息时,其判定煤锁下阀小差压泄漏实验通过并控制所述煤锁泄压阀(105)继续泄压至煤锁压力小于第二预定煤锁压力,并随后控制煤锁泄压阀(105)关闭,并控制所述泄压过程继续进行,

优选地,所述煤锁控制单元和所述煤锁检测单元进一步被构造成:

在煤锁泄压阀(105)关闭后控制进行煤锁下阀大差压泄漏实验,即煤锁检测单元检测在煤锁泄压阀(105)关闭后的第三煤锁预定时间内煤锁压力是否小于第三预定煤锁压力,并发送信号至所述煤锁控制单元;

当所述煤锁控制单元收到在第三煤锁预定时间内煤锁压力大于所述第三预定煤锁压力时,其判定煤锁下阀大差压泄漏实验失败并控制报警器报警并同时控制煤锁机构(100)停止自动控制程序;和

当所述煤锁控制单元收到在第三煤锁预定时间内煤锁压力小于所述第三预定煤锁压力时,其判定煤锁下阀大差压泄漏实验通过并控制煤锁泄压阀(105)打开以继续泄压,直到煤锁压力小于第四预定煤锁压力时控制煤锁泄压阀(105)关闭以结束泄压过程,并控制煤锁计时器记录从泄压过程开始至泄压过程结束的实际煤锁泄压时间,并同时控制进入所述进料过程。

3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述煤锁机构(100)还包括用于检测料位的煤锁料位表(112),所述煤锁控制单元和所述煤锁检测单元还被构造成:

在进料过程中,煤锁控制单元控制所述煤锁上阀(102)打开并同时 控制煤锁机构(100)中的所有其它阀关闭,当煤锁检测单元检测到所述煤锁上阀(102)已开到位后,煤锁控制单元控制煤锁圆筒阀(101)打开,并在煤锁检测单元检测到所述煤锁圆筒阀(101)已被开到位时控制煤锁计时器开始进料计时,当进料时间到达预定进料时间或者料位达到预定料位高度时,煤锁控制单元控制煤锁圆筒阀(101)关闭,并随后控制煤锁上阀(102)关闭,以及控制煤锁计时器记录从进料过程开始至进料过程结束的实际煤锁进料时间,

优选地,所述煤锁控制单元和煤锁检测单元被进一步构造成:

煤锁检测单元检测煤锁实际装填时间是否短于预定装填时间或者检测在所述预定进料时间内煤粉是否达到所述预定料位高度,并发出信号给煤锁控制单元;

当所述煤锁控制单元收到煤锁实际装填时间长于预定装填时间的信息或者收到在预定进料时间内煤粉未达到所述预定料位高度的信息后,其判定煤锁进料故障并控制煤锁报警器报警以及控制煤锁机构(100)停止自动控制程序;和

当所述煤锁控制单元收到煤锁实际装填时间不长于预定装填时间的信息或者收到在预定进料时间内煤粉达到所述预定料位高度的信息后,其判定煤锁进料正常并控制煤锁机构(100)进入所述充压过程。

4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述煤锁充压阀机构包括煤锁一次充压阀(106),

所述煤锁控制单元和所述煤锁检测单元还被构造成:

在所述煤锁机构(100)的充压过程中,煤锁控制单元控制煤锁一次充压阀(106)打开,同时控制所述煤锁机构(100)中的所有其它阀关闭,在所述煤锁一次充压阀(106)打开的同时控制煤锁计时器开始充压计时,并控制进行煤锁上阀小差压泄漏实验,即煤锁检测单元检测在煤锁一次充压阀(106)打开后的第四煤锁预定时间内煤锁压力是否大于第五预定煤锁压力,并发送信号给所述煤锁控制单元;

当所述煤锁控制单元收到在所述第四煤锁预定时间内煤锁压力小于所述第五预定煤锁压力的信息时,其判定煤锁上阀小差压泄漏实验失败,并控制煤锁报警器报警、控制煤锁一次充压阀(106)关闭,同时控制煤锁机构(100)停止自动控制程序;和

当所述煤锁控制单元收到在所述第四煤锁预定时间内煤锁压力大于 所述第五预定煤锁压力的信息时,其判定煤锁上阀小差压泄漏实验通过,并控制煤锁一次充压阀(106)继续充压,当煤锁压力大于第六预定煤锁压力时,煤锁控制单元控制煤锁一次充压阀(106)关闭,

优选地,所述煤锁充压阀机构还包括煤锁二次充压阀(107),所述煤锁控制单元和所述煤锁检测单元进一步被构造成:

在关闭所述煤锁一次充压阀(106)后控制进行煤锁上阀大差压泄漏实验,即煤锁检测单元检测在煤锁一次充压阀(106)关闭后的第五煤锁预定时间内煤锁压力是否大于第七预定煤锁压力,并发送信号给所述煤锁控制单元;

当所述煤锁控制单元收到在所述第五煤锁预定时间内煤锁压力小于所述第七预定煤锁压力的信息时,其判定煤锁上阀大差压泄漏实验失败,并控制煤锁报警器报警、同时控制煤锁机构(100)停止自动控制程序;和

当所述煤锁控制单元收到在所述第五煤锁预定时间内煤锁压力大于所述第七预定煤锁压力的信息时,其判定煤锁上阀大差压泄漏实验通过,并控制煤锁一次充压阀(106)继续充压,当煤锁/气化炉差压小于第一预定煤锁/气化炉差压时,煤锁控制单元控制煤锁一次充压阀(106)关闭;随后控制煤锁二次充压阀(107)打开,并且当煤锁/气化炉差压小于第二预定煤锁/气化炉差压时,控制煤锁二次充压阀(107)关闭,充压过程结束,同时控制煤锁计时器记录从煤锁机构(100)的充压过程开始至充压过程结束的实际煤锁充压时间。

5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述灰锁机构(200)包括:灰锁壳体(201),其限定出灰锁内腔(208)、顶部的灰锁进料口和底部的灰锁出料口;设于气化炉机构(300)与灰锁壳体(201)之间的炉蓖;位于所述灰锁进料口处的灰锁上阀(203);位于所述灰锁出料口处的灰锁下阀(204);连接至灰锁壳体(201)并与所述灰锁内腔(208)可开闭连通的灰锁充压阀(202);连接至灰锁壳体(201)并与灰锁内腔(208)连通的灰蒸汽膨胀冷却器(210)以及与灰蒸汽膨胀冷却器(210)连接的灰蒸汽膨胀冷却器充水阀(205)、灰锁泄压阀机构;检测炉篦累计转数的炉蓖转数表、检测灰锁料位高度的灰锁料位表(212)、检测灰锁压力的灰锁压力表(213)以及灰蒸汽膨胀冷却器液位表(214);灰锁报警器和灰锁计时器;灰锁检测单元;以及用于控制该灰锁机构(200)的操作的灰 锁控制单元;

所述灰锁控制单元被构造成通过依次循环进行的受灰过程、泄压过程、排灰过程和充压过程来控制将气化炉机构(300)内的灰渣排出,

且其中,所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元被构造成:

在所述受灰过程中,所述灰锁控制单元控制灰锁上阀(203)打开并控制灰锁机构(200)中的所有其它阀关闭,灰锁检测单元检测灰锁压力范围是否落入预定灰锁压力范围内,并发送信号给所述灰锁控制单元;

当所述灰锁控制单元收到灰锁压力未落入所述灰锁压力范围内的信息时,其判定灰锁压力不正常,并控制灰锁报警器报警并禁止灰锁启动;和

当所述灰锁控制单元收到灰锁压力落入所述灰锁压力范围内的信息时,其判定灰锁压力正常,并继续进行受灰过程,当灰锁检测单元检测到灰锁料位到达预定料位高度或炉篦累计转数达到第一设定值时,灰锁控制单元控制灰锁上阀(203)关闭,

优选地,所述灰锁泄压阀机构包括灰锁一次泄压阀(206);所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元还被构造成:

在所述灰锁机构(200)的泄压过程中,在灰锁检测单元检测到灰锁上阀(203)关到位时,灰锁控制单元先控制炉篦启动,再控制灰锁一次泄压阀(206)打开,并同时控制进行灰锁上阀小差压泄漏实验且同时控制灰锁计时器开始灰锁上阀小差压泄漏实验计时、泄压时间计时和灰锁总循环时间计时;其中灰锁上阀小差压泄漏实验即灰锁检测单元检测在第一灰锁预定时间灰锁/气化炉之间差压是否大于第一预定灰锁/气化炉差压;

当灰锁控制单元收到在达到所述第一灰锁预定时间时所述灰锁/气化炉之间差压小于所述第一灰锁/气化炉差压的信息时,其判定灰锁上阀小差压泄漏实验失败并控制灰锁报警器报警以及控制所述灰锁一次泄压阀(206)关闭,并控制灰锁机构(200)停止自动控制程序;和

当灰锁控制单元收到在达到所述第一灰锁预定时间时所述灰锁/气化炉之间差压大于所述第一灰锁/气化炉差压的信息时,其判定灰锁上阀小差压泄漏实验通过,并继续泄压至灰锁压力小于第一预定灰锁压力时关闭灰锁一次泄压阀(206),并继续所述泄压过程,

优选地,所述灰锁泄压阀机构还包括灰锁二次泄压阀(207);所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元被进一步构造成:

在控制所述灰锁一次泄压阀(206)关闭后,所述灰锁控制单元控制进行灰锁上阀大差压泄漏实验,即灰锁检测单元检测灰锁压力在灰锁一次泄压阀(206)完全关闭后的第二灰锁预定时间内灰锁压力的升高值是否小于第一灰锁压力增值,并发送信号给所述灰锁控制单元;

当灰锁控制单元收到在该第二灰锁预定时间内灰锁压力升高值大于第一灰锁压力增值的信息时,其判定灰锁上阀大差压泄漏实验失败且灰锁泄压故障,并控制灰锁报警器报警并同时控制灰锁机构(200)停止自动控制程序;和

当灰锁控制单元收到在该第二灰锁预定时间内灰锁压力升高值小于第一灰锁压力增值的信息时,其判定灰锁上阀大差压泄漏实验通过,并控制灰锁一次泄压阀(206)再次打开以继续泄压,直至灰锁压力小于第二预定灰锁压力时控制灰锁二次泄压阀(207)打开;当灰锁压力小于第三预定灰锁压力时控制灰锁计时器开始计时,并在计时达第三灰锁预定时间后,提示并控制灰锁计时器停泄压时间计时,同时记录从灰锁泄压开始至泄压结束的实际灰锁泄压时间,或者当灰锁压力小于第四预定灰锁压力时,提示并控制灰锁计时器停止泄压时间计时,同时记录从灰锁泄压开始至泄压结束的实际灰锁泄压时间,

优选地,所述灰锁控制单元和灰锁检测单元被进一步构造成:

灰锁检测单元检测实际灰锁泄压时间,并发送信号给所述灰锁控制单元;

当所述灰锁控制单元收到实际灰锁泄压时间超过预定灰锁泄压时间的信息时,其判定灰锁泄压故障,并控制灰锁报警器报警并同时控制灰锁机构(200)停止自动控制程序;和

当所述灰锁控制单元收到实际灰锁泄压时间未超过所述预定灰锁泄压时间的信息时,其判定灰锁泄压正常,并控制进入排灰过程。

6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元还被构造成:

在排灰过程中,当灰锁上阀(203)关闭并且灰锁压力小于所述第二预定灰锁压力时,灰锁控制单元控制灰锁下阀(204)打开并同时控制灰锁计时器开始排灰计时,灰锁检测单元检测灰锁下阀(204)在第四灰锁预定时间内是否开到位,并发送信号给所述灰锁控制单元;

当灰锁控制单元收到灰锁下阀(204)在所述第四灰锁预定时间内未 开到位的信号时,其控制灰锁下阀(204)进行不多于预定次数的开关操作,灰锁检测单元检测在该预定次数内灰锁下阀(204)是否开到位,并发送信号给所述灰锁控制单元;当灰锁控制单元收到到达该预定次数时灰锁下阀(204)仍未开到位的信息时,其判定灰锁下阀(204)打不开并控制灰锁警报器报警同时控制灰锁机构(200)停止自动控制程序;和

当灰锁控制单元收到灰锁下阀(204)在所述第四灰锁预定时间内已开到位的信号时或者收到在预定次数的开关操作下该灰锁下阀(204)已开到位的信号时,其判定灰锁下阀(204)正常打开并控制进入排灰过程且同时控制灰锁计时器进行排灰计时,

优选地,所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元还被构造成:

灰锁检测单元检测到在预定排灰时间内灰锁料位高信号消失,所述灰锁控制单元控制灰锁下阀(204)开关多次以震动灰锁壳体从而加快和确保灰的排出和排净;和

在震动灰锁壳体过程完成后,所述灰锁控制单元控制灰蒸汽膨胀冷却器充水阀(205)打开,同时控制灰锁计时器启动充水时间计时,在第一预定充水时间后控制灰锁二次泄压阀(207)关闭,再过第二预定充水时间后控制灰锁二次泄压阀(207)打开,再过第三预定充水时间后控制灰锁二次泄压阀(207)关闭;再控制灰锁二次泄压阀(207)打开,且在灰蒸汽膨胀冷却器(210)液位高时或达到第四预定充水时间时,控制灰锁二次泄压阀(207)关闭,然后控制灰锁一次泄压阀(206)关闭,再控制灰锁下阀(204)关闭,排灰过程结束,并控制进入充压过程。

7.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元还被构造成:

在所述灰锁机构的充压过程中,所述灰锁控制单元控制灰锁充压阀(202)打开并控制灰锁机构(200)中的所有其它阀关闭,并控制进行灰锁下阀小差压泄漏实验,即灰锁检测单元检测灰锁压力在第五灰锁预定时间内是否大于第五预定灰锁压力,并发送信号给所述灰锁控制单元;

当所述灰锁控制单元收到灰锁压力在所述第五灰锁预定时间内小于第五预定灰锁压力,其判定灰锁下阀(204)泄漏且灰锁下阀小差压泄漏实验失败,并控制灰锁报警器报警并同时控制灰锁机构(200)停止自动控制程序;和

当所述灰锁控制单元收到灰锁压力在所述第五灰锁预定时间内大于 第五预定灰锁压力,其判定灰锁下阀(204)泄漏且灰锁下阀小差压泄漏实验通过,其控制所述灰锁充压阀(202)继续充压至灰锁压力大于第六预定灰锁压力,然后控制灰锁充压阀(202)关闭,

优选地,所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元还被构造成:

在关闭灰锁充压阀(202)后,控制进行灰锁下阀大差压泄漏试验,即灰锁检测单元检测灰锁压力在灰锁充压阀(202)关闭后的第四灰锁预定时间内压力下降值是否小于预定压降值,并发送信号给所述灰锁控制单元;在所述灰锁控制单元收到在所述第四灰锁预定时间内压力下降值小于该预定压降值时,其判定该灰锁下阀大差压泄漏试验通过,并控制灰锁充压阀(202)继续打开,直至灰锁/气化炉差压小于第二预定灰锁/气化炉差压;之后控制灰锁充压阀(202)关闭,充压过程结束,控制灰锁计时器停止充压时间计时、灰锁总循环时间计时,并同时记录从灰锁充压开始至充压结束的实际灰锁充压时间以及记录实际灰锁总循环时间,

优选地,所述灰锁控制单元和所述灰锁检测单元还被构造成:

灰锁检测单元检测实际灰锁充压时间和/或实际灰锁总循环时间和/或炉篦转数,并发送信号给所述灰锁控制单元;

当所述灰锁控制单元收到实际灰锁充压时间超过预定灰锁充压时间的信息时和/或实际灰锁总循环时间超过预定灰锁总循环时间的信息时和/或炉篦转数大于第二预定转数的信息时,其判定灰锁充压故障,并控制灰锁报警器报警并同时控制灰锁机构(200)停止自动控制程序;和

当所述灰锁控制单元收到实际灰锁充压时间未超过所述预定灰锁充压时间且所述实际灰锁总循环时间未超过所述预定灰锁总循环时间且炉篦转数未大于第二预定转数的信息时,其判定灰锁泄压正常,并控制返回所述受灰过程,开始下一次循环。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备,其特征在于,所述气化炉机构(300)包括:气化炉壳体(310),其限定出气化炉内腔(308)、连接至或一体成形至所述煤锁出料口的气化炉进料口以及连接至或一体成形至所述灰锁进料口的气化炉出料口、连接至所述气化炉壳体(310)的气化剂混合器(306);分别连接至气化剂混合器(306)的气化剂蒸汽控制机构和气化剂氧气控制机构,所述气化剂蒸汽控制机构包括串联的气化剂蒸汽调节阀(301)和气化剂蒸汽流量计(302),所述气化剂氧气控制机构包括串联的气化剂氧气流量计(303)和气化剂氧气调节阀(304); 汽氧比调节器(305),其分别与气化剂蒸汽控制机构和气化剂氧气控制机构通讯连接;气化炉检测单元以及用于控制所述气化炉机构(300)的操作的气化炉控制单元,

优选地,所述气化炉控制单元被构造成,通过包括以下步骤的方法来控制所述气化炉机构(300)的操作:

a)当气化炉机构(300)稳定运行氧气流量大于第一预定氧气流量时,在汽氧比调节器(305)上手动输入某一汽氧比数值;

b)当气化炉机构(300)升降负荷时,在气化剂氧气流量计(303)上手动输入气化炉负荷目标值,控制气化剂氧气流量计(303)自动调节气化剂氧气调节阀(304)进行自动开关,以达到在气化剂氧气流量计(303)上的所述气化炉负荷目标值;和

c)同时,气化炉控制单元控制气化剂蒸汽流量计(302)根据所述气化炉负荷目标值和所述汽氧比数值自动算出所需蒸汽流量,然后气化炉检测单元将所需蒸汽流量的信号发送至所述气化炉控制单元,该气化炉控制单元在收到信号后控制气化剂蒸汽调节阀(301)自动进行开关以达到所需蒸汽流量。

9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述气化炉控制单元被构造成,通过在步骤a)之前的以下步骤来控制所述气化炉机构(300)的操作:

当气化炉机构(300)切氧完成,并带一定负荷时,首先手动增加或减少气化剂蒸汽调节阀(301)的开度,确保蒸汽流量随着开度的变化而变化,并重复该过程预定次数;

设置蒸汽控制机构的参数,随后将气化剂蒸汽调节阀(301)投入自动控制并确保所述参数稳定;

随后进行气化剂蒸汽调节阀(301)定值扰动试验,即改变氧气调节阀开度来改变进入气化炉内腔的氧气流量,以及使蒸汽控制的设定值根据当前汽氧比的设定来自动调节蒸汽控制阀的开度;

定值扰动试验通过后,手动增加或减少气化剂氧气调节阀(304)的开度,确保氧气流量随着开度的变化而变化,并重复该过程预定次数;

设置氧气控制机构的参数,随后将气化剂氧气调节阀(304)投入自动控制并确保所述参数稳定;和

进行汽氧联合投入试验:首先选择手动进行汽氧比控制并确保系统稳 定;随后进行对汽氧比控制的设定值的扰动试验,确保汽氧流量随着设定值的变化而变化;随后,保持现有气化炉机构的负荷,即氧气流量,进行对汽氧比控制的汽氧比设定参数的扰动试验,确保汽氧流量随着汽氧比设定参数的变化而变化;随后选择自动进行汽氧比控制,进行对汽氧比控制的偏置值的扰动试验,确保汽氧流量随着偏置值的变化而变化;汽氧自动控制系统投运完成。

10.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述煤加压气化设备为4.0MPa碎煤加压气化设备。

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