本发明创造属于煤气化技术领域，尤其是涉及一种煤气化装置的煤氧输送控制方法及装置。
背景技术：
近年来我国煤化工飞速发展，新型煤气化技术如水煤浆加压气化技术，粉煤加压气化技术等被广泛的应用于大型煤化工项目中。对于煤气化技术而言，氧气流量和煤量的成比例准确控制直接影响的煤气化装置安全及所产合成气质量。
目前，主要的氧气流量及煤量控制方案为以煤量控制氧量，然而对于煤的流量来说，无论是水煤浆气化的煤浆泵转速调节，还是粉煤气化粉煤量阀调节，由于煤为固体颗粒，均难以将煤的流量进行精确控制。因此，以煤控氧过程会造成氧气流量随着煤量波动不断波动。此外，以煤控氧在气化炉降负荷过程中，会导致气化炉瞬时过氧，存在一定的安全隐患。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种煤气化装置的煤氧输送控制方法，将煤量、氧量、煤气化装置的操作压力等多变量优化组合，实现只通过氧气负荷的设定，达到煤气化装置负荷稳定调节的目的，实现煤量的精确控制，防止瞬时过氧发生。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种煤气化装置的煤氧输送控制方法，包括如下内容：
设定单条氧气输送管线的氧流量设定值，同时根据煤气化装置的压力对应氧煤比曲线给定氧煤比设定值，根据反馈的氧流量测定值来通过氧气流量调节装置使氧气流量达到氧气流量设定值；
氧气输送管线和煤输送管线一一对应，将单条氧气输送管线的氧流量测定值与氧流量设定值比较后，取大值后除以氧煤比设定值作为对应煤输送管线的煤量设定值，从而保证煤量设定值始终对应氧量的最大值，防止气化炉过氧；同时根据反馈的煤量测定值来通过煤量调节装置使煤量达到煤量设定值；
同时，将对应煤输送管线的煤量测定值与氧煤比设定值相乘后，最为氧气输送管线的氧流量的上限值，通过氧气流量调节装置调节氧气流量不超过此上限值，进一步保证气化炉不会发生过氧工况。
进一步的，根据气化炉在线的氧气输送管线数量，将气化炉的总氧量均分到每条氧气输送管线上，气化炉的总负荷通过总的氧流量设定值来调节，总的氧流量设定值需高于气化炉操作压力下最低所需总氧量，且低于气化炉操作压力下最高所能承受的总氧量；即所述煤气化装置的氧负荷大于对应的操作压力的最低所需氧负荷，及小于最高可承受氧负荷。
进一步的，气化炉的氧煤比设定值根据气化炉的操作压力选取，气化炉氧煤比需高于煤气化装置最低的所需氧煤比值，且低于煤气化装置的最高所能承受的氧煤比值。
进一步的，每条氧气输送管线的氧流量需高于煤气化装置的操作压力下单条煤输送管线(单烧嘴)的最低所需氧量，且低于煤气化装置的操作压力下单条煤输送管线(单烧嘴)的最高所能承受的氧量。
进一步的，在开车工况下，根据煤气化装置的操作压力设定开车阀位及开车流量；开车成功后，通过开车与正常操作工况之间的切换功能来切换到正常操作工况下，进行煤气化装置的负荷调节。
相对于现有技术，本发明创造所述方法具有以下优势：
(1)本发明实现氧气输送管线的氧气流量与煤输送管线的煤流量按一定比例严格控制输送入煤气化装置进行气化反应，并实现煤气化装置的总负荷稳定安全调节。
(2)本发明通过氧气流量的稳定调节来调节煤气化装置的负荷，氧气流量的测量值和设定值取大值后计算煤量设定值，同时煤量的测定值反馈限定氧气流量的设定值。此种控制方法有效的避免了煤气化装置以煤调氧过程中造成的负荷波动及降负荷过程中瞬时超氧的问题。
本发明创造的另一目的在于提出一种煤气化装置的煤氧输送控制装置，既能保证气化装置操作的平稳性，也能防止气化反应过氧的产生，保证气化装置的安全运行。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种煤气化装置的煤氧输送控制装置，包括至少一组煤氧输送管线，所述一组煤氧输送管线包括一条煤输送管线和对应的一条氧气输送管线；所述煤输送管线上设有煤量调节装置及煤量监测装置，氧气输送管线上配置氧气流量调节装置及氧气流量监测装置，还包括：
氧气流量控制单元，以氧气流量设定值、氧气流量测定值、煤量测定值、氧煤比设定值为输入，结合氧气流量监测装置反馈的氧气流量测定值通过氧气流量调节装置使氧气流量达到氧气流量设定值；其中，将煤量测定值与氧煤比设定值相乘后作为氧气流量设定值的上限值；
煤量控制单元，以煤量设定值、煤量测定值、氧气流量设定值、氧气流量测定值、氧煤比设定值为输入，将氧气流量设定值与氧气流量测定值进行比较，取其中较小值除以氧煤比设定值，作为煤量设定值，在结合煤量监测装置反馈的煤量测定值通过煤量调节装置使煤量达到煤量设定值。
进一步的，所述煤气化装置的氧负荷大于对应的操作压力的最低所需氧负荷，及小于最高可承受氧负荷；所述煤气化装置的氧煤比设定值大于其最低所需氧煤比，及小于最高所能承受的氧煤比；
进一步的，还设置开车及升降负荷两种工况之间的工况切换开关，实现两种工况之间的切换功能；根据所述煤气化装置的开车压力设定氧气流量调节装置的开车阀位和开车流量，以及煤量调节装置的开车阀位(即转速)。
进一步的，还包含报警装置，氧气流量与煤流量分别设置流量报警，跳车连锁，实测氧气流量与煤输送流量计算运行氧煤比，并设置氧煤比报警，跳车连锁。
进一步的，每个煤气化装置可以有多组煤氧输送管线，数量范围为1～8，每组煤氧输送管线可以对应煤气化装置的一个烧嘴，也可以将多组煤氧输送管线对应煤气化装置的一个烧嘴。
进一步的，所述煤输送管线可以为惰性气体输送的粉煤，也可以为水煤浆。
进一步的，所述煤量调节装置针对输送介质的不同，可以采用调节阀，也可以使用变频调节装置，煤量监测装置选择流量计。
进一步的，所述氧气流量调节装置选择调节阀，氧气流量监测装置选择流量计。
进一步的，所述煤气化装置可为各种类型的气化炉，如水煤浆气化、粉煤加压气化、碎煤流化床气化、碎煤加压气化等。
相对于现有技术，本发明创造所述装置具有以下优势：
(1)本发明为氧气流量与煤量的成比例控制方案，对于煤气化装置，根据氧气流量设定值、氧煤比设定值计算煤量的设定值，于此同时利用煤输送管线反馈的煤量测量值计算氧气流量设定值的限制，既能保证气化装置操作的平稳性，也能防止气化反应过氧的产生，保证气化装置的安全运行。
(2)根据氧气流量调节煤的流量，同时又使用煤量对氧量进行校核，形成闭环控制，实现了无论气化装置开停车、升降负荷，均不会发生气化炉瞬时过氧的问题。整个控制完全自动化进行，安全稳定。
(3)通过煤气化装置的操作压力对开车工况对应的开车流量、阀位，及正常操作工况的氧煤比、氧流量的限定，有效的避免了煤气化装置的提压，操作压力波动过程中存在的热负荷波动的风险。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例1和2的控制原理示意图。
附图标记说明：1.气化炉操作压力 2.气化炉氧量设定值 3.氧气输送管线数量 4.气化炉氧煤比最小值 5.气化炉氧煤比最大值 6.气化炉操作压力对应最小氧负荷曲线 7.气化炉操作压力对应最大氧负荷曲线 8.气化炉压力对应氧煤比曲线 9.气化炉压力对应单氧管线开车流量 10.气化炉压力对应单氧管线最小氧负荷曲线 11.气化炉压力对应单氧管线最大氧负荷曲线 12.气化炉压力对应单氧气输送管线开车阀位曲线 13.气化炉压力对应单煤输送管线调节阀阀位或气化炉压力对应单煤输送管线煤浆泵转速 14.氧气流量控制单元 15.煤量控制单元 16.报警装置 17.氧气系统开车正常运行转换开关。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例1：
以多喷嘴水煤浆气化技术为例，
煤输送管线即水煤浆管线A通过控制煤量调节装置，本实施例选择煤浆泵变频调速I来调节煤浆流量，通过煤浆流量计II来测量水煤浆流量并反馈给煤量控制单元15进行煤量反馈调节；
氧气输送管线即氧气管线B通过氧气调节阀IV来调节氧气流量，氧气流量计III将测量氧气流量，并反馈给氧气流量控制单元14进行氧气流量的反馈调节。
限制条件如下：
根据气化炉在线的氧气输送管线数量3，将气化炉的总氧量均分到每条氧气输送管线上，气化炉的总负荷通过总的气化炉氧流量设定值2来调节，根据气化炉压力对应单氧管线最小氧负荷曲线10和气化炉压力对应单氧管线最大氧负荷曲线11，总的氧流量设定值需高于气化炉操作压力下最低所需总氧量，且低于气化炉操作压力下最高所能承受的总氧量。
还有，根据气化炉操作压力对应最小氧负荷曲线6和气化炉操作压力对应最大氧负荷曲线7
所述煤气化装置的氧负荷大于对应的气化炉操作压力1的最低所需氧负荷，及小于最高可承受氧负荷；
所述煤气化装置的氧煤比设定值大于其最低所需氧煤比即化炉氧煤比最小值4，及小于最高所能承受的氧煤比即气化炉氧煤比最大值。
开车时，氧气输送管线的氧气系统开车正常运行转换开关17转到开车工况，首先根据气化炉压力对应单氧气输送管线开车阀位曲线12、气化炉压力对应单煤输送管线煤浆泵转速13来设定氧气调节阀IV的开车阀位及煤浆泵I的开车转速，同时根据气化炉压力对应氧煤比曲线8给定的氧煤比设定值，开始投煤投氧及气化炉点火。投煤投氧后将气化炉控制系统设自动，根据氧气调节阀IV的气化炉压力对应单氧管线开车流量9及氧气流量的反馈调节和煤量反馈调节，使开车煤量及氧量稳定。
开车成功及流量稳定后，将氧气输送管线17的开车与正常运行工况的工况切换开关转到正常运行工况，调整气化炉氧量设定值2达到气化炉负荷的变化。
在整个开车及升降负荷过程中，气化炉的总氧量，单氧器输送管线的氧流量均分别受气化炉的总氧负荷及单氧气输送管线的氧量负荷限制，氧煤比受气化炉的氧煤比高低限制。整个开车，升降负荷过程安全稳定。
工作过程中，通过报警装置16实现氧气流量与煤流量分别设置流量报警，跳车连锁，实测氧气流量与煤输送流量计算运行氧煤比，并设置氧煤比报警，跳车连锁。
实施例2：
以粉煤加压气化技术为例，
粉煤管线粉的煤调节角阀I来调节粉煤流量，粉煤密度计及速度及组合构成粉煤流量测量系统II，将所测量粉煤流量反馈给煤量控制单元进行煤量反馈调节。
氧气管线B通过氧气调节阀IV来调节氧气流量，氧气流量计III将测量氧气流量反馈给氧气流量控制单元进行氧流量的反馈调节。
开车时，氧气输送管线的氧气系统开车正常运行转换开关17即开车与升降负荷的工况切换开关转到开车工况，首先根据气化炉压力对应单氧气输送管线开车阀位曲线12、气化炉压力对应单煤输送管线调节阀阀位13设定氧气调节阀IV的开车阀位及粉煤调节角阀I阀位，同时根据气化炉压力对应氧煤比曲线8给定氧煤比设定值，开始投煤投氧及气化炉点火。投煤投氧后将气化炉控制系统设自动，根据气化炉压力对应单氧管线开车流量9及氧气流量计III的测定值进行氧流量反馈调节和煤量反馈调节，使开车煤量及氧量稳定。
开车成功及流量稳定后，将氧气输送管线17的开车与正常运行的工况切换开关转到正常运行工况，调整气化炉的氧流量设定值2达到气化炉负荷的变化。
在整个开车及升降负荷过程中，气化炉总氧量，单氧器输送管线的氧量均分别受气化炉的总氧负荷及单氧气输送管线氧量负荷限制，氧煤比受气化炉氧煤比高低限制。整个开车，升降负荷过程安全稳定。
对于粉煤气化而言，煤线调节采用调节角阀，而对于水煤浆气化而言，煤线调节采用煤浆泵转速调节，这个是两种气化方式下的煤量调节装置。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。