一种煤浆气化装置控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种煤浆气化装置控制系统。


背景技术：

2.煤气化是煤制氢、煤制化学品、煤制油、煤制天然气等煤化工系统重要的工艺技术，可将煤炭转化为co、h2等为主的合成气。目前，煤化工领域首选的煤气化技术之一是水煤浆气化，水煤浆气化以水煤浆和氧气为原料，在高温高压下发生部分氧化反应生产合成气，装置运行稳定，清洁高效。
3.对于水煤浆气化装置，氧煤比是其重要的控制参数，可用于控制气化炉的操作温度。现有的水煤浆气化装置在控制氧煤比时，通常假设煤浆浓度是稳定的，并将进入水煤浆气化炉的氧气体积流量与煤浆体积流量的比值作为氧煤比，但是煤浆管道和设备在冲洗、运行等过程中存在水漏入煤浆中或其他情况，都会导致煤浆浓度不稳定，因此无法有效控制氧煤比。
4.气化炉是煤气化过程中的关键设备，气化炉操作条件变化将影响气化装置的稳定和安全运行。而相同煤浆体积流量下，若煤浆浓度不同，会使得进入气化炉中的煤的质量发生变化，将难以通过氧煤比调节气化炉的操作温度。并且煤浆浓度变化，进入气化炉中的煤浆体积流量将不能实时反映进入气化炉中的煤的质量的变化，水煤浆气化装置的控制效率会大幅降低。若煤浆浓度大幅度降低，煤浆体积流量不变时，进入气化炉中的煤的质量也会大幅度减少，导致气化炉内氧化反应加剧，气化炉温度升高，从而加速耐火衬里(耐火砖或者水冷壁)的烧蚀，威胁到承压气化炉壳的安全；还可能导致合成气中氧气含量超过安全界限发生爆炸事故，或者气化炉内熄火，给气化炉及工厂的安全生产带来危险。
5.因此，亟需提供一种能够有效控制氧煤比，且生产效率高，安全性高的煤浆气化装置控制系统。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中的煤浆气化装置控制系统无法有效控制氧煤比，不能保证煤浆气化装置稳定、安全运行的缺陷，本发明提供了一种煤浆气化装置控制系统。本发明中的煤浆气化装置控制系统能够实时监测煤浆浓度，有效控制氧煤比，且生产效率高，安全性高。
7.为了实现上述目的，本发明提供一种煤浆气化装置控制系统。该煤浆气化装置控制系统包括：
8.一煤浆浓度监测模块；
9.所述煤浆浓度监测模块包括煤浆浓度计单元，其用于计量煤浆浓度，生成煤浆浓度计量值；以及，煤浆浓度报警单元，其用于监测所述煤浆浓度计量值与第一预设值比对，并生成煤浆浓度报警反馈指令；
10.一煤浆体积流量监测模块；
11.所述煤浆体积流量监测模块包括煤浆体积流量计单元，其用于计量煤浆体积流量，生成煤浆体积流量计量值；以及，煤浆体积流量报警单元，其用于监测所述煤浆体积流量计量值与第二预设值比对，并生成煤浆体积流量报警反馈指令；
12.一煤浆中煤的质量流量计算模块；
13.所述煤浆中煤的质量流量计算模块包括煤浆中煤的质量流量计算单元，其用于收集所述煤浆浓度计量值和所述煤浆体积流量计量值，并生成煤浆中煤的质量流量计算值；
14.一氧气体积流量监测模块；
15.所述氧气体积流量监测模块包括氧气体积流量计单元，其用于计量氧气体积流量，生成氧气体积流量计量值；以及，第一氧气体积流量报警单元，其用于监测所述氧气体积流量计量值与第三预设值比对，并生成氧气体积流量报警反馈指令；
16.一氧煤比计算模块；
17.所述氧煤比计算模块包括氧煤比计算单元，其用于收集所述煤浆浓度计量值，并基于煤浆中煤的煤质分析数据，生成氧煤比计算值；以及，氧气体积流量计算单元，其用于收集所述煤的质量流量计算值和所述氧煤比计算值，生成氧气体积流量计算值；
18.一氧气体积流量控制模块；
19.所述氧气体积流量控制模块包括氧气体积流量控制单元，其用于将所述氧气体积流量计量值与所述氧气体积流量计算值比对，生成氧气体积流量调节指令，用于调节氧气体积流量；
20.一安全联锁模块；
21.所述安全联锁模块用于判断所述煤浆浓度报警反馈指令、所述煤浆体积流量报警反馈指令和所述氧气体积流量报警反馈指令中的任一个是否达到联锁停车值，若是则启动自动停车。
22.本发明中，所述煤浆浓度监测模块中，所述煤浆浓度计单元可包括煤浆浓度计。其中，所述煤浆浓度计可为超声波水煤浆浓度计。所述煤浆浓度计可测得煤浆质量浓度。所述煤浆质量浓度一般是指所述煤浆中煤的质量占煤浆的质量的百分比。所述煤浆浓度计的数量可为3个以上，例如3个或5个。
23.所述煤浆浓度报警单元可包括煤浆浓度指示报警器。其中，所述煤浆浓度指示报警器的数量可为3个以上，例如3个或5个。
24.所述煤浆浓度监测模块中，所述第一预设值可为本领域常规进入煤浆气化装置中煤浆的煤浆浓度范围。所述煤浆浓度计量值与所述第一预设值比对的标准可为判断煤浆浓度计量值是否为第一预设值。
25.优选为当1个煤浆浓度计量值不为第一预设值时，相应地，1个煤浆浓度指示报警器为报警状态。更优选为当2个以上的煤浆浓度计量值不为第一预设值时，相应地，2个以上的煤浆浓度指示报警器为报警状态。
26.所述煤浆浓度监测模块还可包括煤浆浓度变送器单元，其用于将所述煤浆浓度计量值转换为煤浆浓度信号；以及，煤浆浓度取中间值单元，其用于选取3个以上煤浆浓度计量值中的中间值。
27.其中，所述煤浆浓度变送器单元可包括3个以上的煤浆浓度信号转换变送器，例如3个或5个。
28.优选地，所述煤浆浓度计、所述煤浆浓度信号转换变送器和所述煤浆浓度指示报警器的数量相同。
29.本发明中，所述煤浆体积流量监测模块中，所述煤浆体积流量计单元可包括煤浆体积流量计。其中，所述煤浆体积流量计的数量可为3个以上，例如3个或5个。
30.所述煤浆体积流量报警单元可包括煤浆体积流量指示报警器。其中，所述煤浆体积流量指示报警器的数量可为3个以上，例如3个或5个。
31.所述煤浆体积流量监测模块中，所述第二预设值可为本领域常规进入煤浆气化装置中煤浆的煤浆体积流量范围。一般地，所述第二预设值的上限值可为本领域常规的煤浆体积流量工艺值乘以110％～130％中的任一百分比得到的煤浆体积流量值。所述第二预设值的下限值可为本领域常规的煤浆体积流量工艺值乘以30％～70％中的任一百分比得到的煤浆体积流量值。
32.所述煤浆体积流量计量值与所述第二预设值比对的标准可为判断煤浆体积流量计量值是否为第二预设值。优选为当1个煤浆体积流量计量值不为第二预设值时，相应地，1个煤浆体积流量指示报警器为报警状态。更优选为当2个以上的煤浆体积流量计量值不为第二预设值时，相应地，2个以上的煤浆体积流量指示报警器为报警状态。
33.所述煤浆体积流量监测模块还可包括煤浆体积流量变送器单元，其用于将所述煤浆体积流量计量值转换为煤浆体积流量信号；以及，煤浆体积流量取中间值单元，其用于选取3个以上煤浆体积流量计量值中的中间值。
34.其中，所述煤浆体积流量变送器单元可包括3个以上的煤浆体积流量信号转换变送器，例如3个或5个。
35.优选地，所述煤浆体积流量计、所述煤浆体积流量信号转换变送器和所述煤浆体积流量计指示报警器的数量相同。
36.本发明中，所述煤浆中煤的质量流量计算模块可包括煤浆密度计算单元，其用于收集所述煤浆浓度计量值，并生成煤浆密度计算值；由此，用于所述煤浆中煤的质量流量计算单元将所述煤浆密度计算值、所述煤浆浓度计量值和所述煤浆体积流量计量值相乘，得到煤浆中煤的质量流量计算值。
37.本发明中，所述氧气体积流量监测模块中，所述氧气体积流量计单元可包括氧气体积流量计。其中，所述氧气体积流量计的数量可为3个以上，例如3个或5个。
38.所述第一氧气体积流量报警单元可包括氧气体积流量指示报警器。其中，所述氧气体积流量指示报警器的数量可为3个以上，例如3个或5个。
39.优选地，所述氧气体积流量计和所述第一氧气体积流量报警单元中氧气体积流量指示报警器的数量相同。
40.所述氧气体积流量监测模块还可包括氧气体积流量取中间值单元，其用于选取3个以上所述氧气体积流量计量值中的中间值；温压补偿单元，其用于对所述氧气体积流量计量值进行自动补偿，生成温压补偿后的氧气体积流量计量值；以及，考虑氧气纯度单元，其用于对所述氧气体积流量计量值进行考虑氧气纯度，生成考虑氧气纯度后的氧气体积流量计量值。
41.本发明中，所述氧气体积流量控制模块可包括第二氧气体积流量报警单元，其用于监测所述考虑氧气纯度后的氧气体积流量计量值与第三预设值比对，并生成氧气体积流
量报警反馈指令；氧气体积流量控制器，其用于执行氧气体积流量调节指令；以及，氧气体积流量调节阀，其用于调节氧气体积流量。
42.其中，所述第二氧气体积流量报警单元可包括1个以上的氧气体积流量指示报警器。
43.所述第三预设值可为本领域常规进入煤浆气化装置中氧气体积流量范围。一般地，所述第三预设值的上限值可为本领域常规的氧气体积流量工艺值乘以110％～130％中的任一百分比得到的氧气体积流量值。所述第三预设值的下限值可为本领域常规的氧气体积流量工艺值乘以30％～70％中的任一百分比得到的氧气体积流量值。
44.所述氧气体积流量计量值与所述第三预设值比对的标准可为判断氧气体积流量计量值是否为第三预设值。优选为当1个氧气体积流量计量值不为第三预设值时，相应地，1个氧气体积流量指示报警器为报警状态。更优选为当2个以上的氧气体积流量计量值不为第三预设值时，相应地，2个以上的氧气体积流量指示报警器为报警状态。
45.本发明中，所述安全联锁模块中，所述联锁停车值可包括煤浆浓度联锁停车值、煤浆体积流量联锁停车值和氧气体积流量联锁停车值中的一种或多种。
46.其中，所述煤浆浓度联锁停车值可为煤浆浓度下限值。所述煤浆体积流量联锁停车值可为所述第二预设值的下限值。所述氧气体积流量联锁停车值可为所述第三预设值的下限值。
47.所述煤浆气化装置控制系统中，当煤浆浓度计量值达到煤浆气化装置中煤浆浓度下限值时，或者，当煤浆体积流量计量值达到第二预设值的下限值时，或者，当氧气体积流量计量值达到第三预设值的下限值时，可启动所述安全联锁模块，并自动停车，从而提高所述煤浆气化装置的安全性。
48.其中，本领域技术人员应当知晓，所述煤浆浓度下限值可根据煤浆气化装置和煤质确定，例如水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究(张强，孙峰，代正华，许建良，刘海峰，于广锁.水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究[j].高校化学工程学报,2017,031(004):856-862.)第3.2节煤浆浓度大幅减少工况研究中的方法，根据气化炉出口合成气中是否有氧气存在来判断煤浆浓度突变的下限值。
[0049]
本发明中，根据本领域常规，所述煤浆气化装置一般包括氧气管道和煤浆管道。所述氧气体积流量控制模块可位于所述氧气管道上。所述煤浆浓度控制模块和所述煤浆体积流量控制模块可位于所述煤浆管道上。
[0050]
所述煤浆气化装置控制系统的使用方法可为将第一预设值、第二预设值、第三预设值和联锁停车值输入所述煤浆气化装置控制系统；启动所述煤浆气化装置控制系统。
[0051]
本发明中，所述氧煤比计算值的计算方法可为本领域常规的通过煤质分析数据和煤浆浓度计算得到氧煤比的计算方法，例如水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究(张强，孙峰，代正华，许建良，刘海峰，于广锁.水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究[j].高校化学工程学报,2017,031(004):856-862.)第2节水煤浆气化炉的反应器网络模型中氧煤比的计算方法。
[0052]
其中，所述氧煤比可为进入煤浆气化装置的氧气体积流量和煤浆中煤的质量流量的比值。
[0053]
其中，所述煤质分析数据一般可由在进入煤浆气化装置前，对煤进行工业分析和
元素分析，以及热值和灰熔点测试得到。
[0054]
本发明中，所述煤浆密度计算值和所述煤浆浓度计量值的关系式可根据本领域常规实验方法得到。例如水煤浆密度(周尊英，袁晓鹰，李宜轩.水煤浆密度[j].煤炭分析及应用,1993,2:27-29)中的经验公式(4)。
[0055]
所述氧气体积流量计算值可通过所述氧煤比计算值和所述煤浆中煤的质量流量计算值相乘得到。
[0056]
适用于本发明中煤浆气化装置控制系统的煤浆可为本领域常规的水煤浆、石油煤浆或煤焦浆。
[0057]
其中，所述水煤浆可通过物理加工得到。所述水煤浆可为低污染、高效率、可管道输送的煤基流体燃料。
[0058]
所述水煤浆一般包括煤、水和添加剂。
[0059]
所述煤的含量可为50～70％，百分比为所述煤占所述水煤浆的质量百分比。所述水的含量可为30～50％，百分比为所述水占所述水煤浆的质量百分比。所述添加剂的含量可为本领域常规的添加剂的含量，例如0.2％，百分比为所述添加剂占所述水煤浆的质量百分比。根据本领域常规，所述煤、所述水和所述添加剂的含量之和为100％。
[0060]
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0061]
本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0062]
本发明的积极进步效果在于：本发明中的煤浆气化装置控制系统可适用于水煤浆、石油煤浆或煤焦浆，且能够实时监测煤浆浓度，有效控制氧煤比，生产效率高，安全性高。
附图说明
[0063]
图1为实施例1中煤浆气化装置控制系统示意图。
[0064]
附图标记说明：
[0065]
氧气体积流量监测模块1
[0066]
氧气体积流量计单元11
[0067]
第一氧气体积流量计111
[0068]
第二氧气体积流量计112
[0069]
第三氧气体积流量计113
[0070]
第一氧气体积流量指示报警器121
[0071]
第二氧气体积流量指示报警器122
[0072]
第三氧气体积流量指示报警器123
[0073]
氧气体积流量取中间值单元13
[0074]
温压补偿单元14
[0075]
考虑氧气纯度单元15
[0076]
氧气体积流量控制模块16
[0077]
第二氧气体积流量报警单元161
[0078]
氧气体积流量控制器162
[0079]
氧气体积流量调节阀163
[0080]
煤浆浓度监测模块2
[0081]
第一煤浆浓度计211
[0082]
第二煤浆浓度计212
[0083]
第三煤浆浓度计213
[0084]
第一煤浆浓度信号转换变送器221
[0085]
第二煤浆浓度信号转换变送器222
[0086]
第三煤浆浓度信号转换变送器223
[0087]
第一煤浆浓度指示报警器231
[0088]
第二煤浆浓度指示报警器232
[0089]
第三煤浆浓度指示报警器233
[0090]
煤浆浓度取中间值单元24
[0091]
煤浆体积流量监测模块3
[0092]
第一煤浆体积流量计311
[0093]
第二煤浆体积流量计312
[0094]
第三煤浆体积流量计313
[0095]
第一煤浆体积流量信号转换变送器321
[0096]
第二煤浆体积流量信号转换变送器322
[0097]
第三煤浆体积流量信号转换变送器323
[0098]
第一煤浆体积流量指示报警器331
[0099]
第二煤浆体积流量指示报警器332
[0100]
第三煤浆体积流量指示报警器333
[0101]
煤浆体积流量取中间值单元34
[0102]
煤浆中煤的质量流量计算模块4
[0103]
煤浆密度计算单元41
[0104]
煤浆中煤的质量流量计算单元42
[0105]
氧煤比计算模块5
[0106]
氧煤比计算单元51
[0107]
氧气体积流量计算单元52
[0108]
氧气管道6
[0109]
煤浆管道7
具体实施方式
[0110]
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0111]
实施例1
[0112]
实施例1中煤浆气化装置控制系统的示意图如图1所示，包括：
[0113]
煤浆浓度监测模块2；
[0114]
煤浆浓度监测模块2包括煤浆浓度计单元，其用于计量煤浆浓度，生成煤浆浓度计量值；以及，煤浆浓度报警单元，其用于监测煤浆浓度计量值与第一预设值比对，并生成煤浆浓度报警反馈指令；
[0115]
其中，煤浆浓度计单元包括第一煤浆浓度计211、第二煤浆浓度计212和第三煤浆浓度计213。
[0116]
第一煤浆浓度计211、第二煤浆浓度计212和第三煤浆浓度计213为超声波水煤浆浓度计，并测得煤浆质量浓度。煤浆质量浓度是指煤浆中煤的质量占煤浆的质量的百分比。
[0117]
其中，煤浆浓度报警单元包括第一煤浆浓度指示报警器231、第二煤浆浓度指示报警器232和第三煤浆浓度指示报警器233。
[0118]
第一预设值为进入煤浆气化装置中煤浆的煤浆浓度范围。煤浆浓度计量值与第一预设值比对的标准为判断煤浆浓度计量值是否为第一预设值。例如，当1个煤浆浓度计量值不为第一预设值时，相应地，1个煤浆浓度指示报警器为报警状态。优选为当2个以上的煤浆浓度计量值不为第一预设值时，相应地，2个以上的煤浆浓度指示报警器为报警状态。
[0119]
煤浆浓度监测模块2包括煤浆浓度变送器单元，其用于将煤浆浓度计量值转换为煤浆浓度信号；以及，煤浆浓度取中间值单元24，其用于选取3个煤浆浓度计量值中的中间值。
[0120]
煤浆浓度变送器单元包括第一煤浆浓度信号转换变送器221、第二煤浆浓度信号转换变送器222和第三煤浆浓度信号转换变送器223。
[0121]
煤浆体积流量监测模块3；
[0122]
煤浆体积流量监测模块3包括煤浆体积流量计单元，其用于计量煤浆体积流量，生成煤浆体积流量计量值；以及，煤浆体积流量报警单元，其用于监测煤浆体积流量计量值与第二预设值比对，并生成煤浆体积流量报警反馈指令.
[0123]
其中，煤浆体积流量计单元包括第一煤浆体积流量计311、第二煤浆体积流量计312和第三煤浆体积流量计313。
[0124]
其中，煤浆体积流量报警单元包括第一煤浆体积流量指示报警器331、第二煤浆体积流量指示报警器332和第三煤浆体积流量指示报警器333。
[0125]
第二预设值为进入煤浆气化装置中煤浆的煤浆体积流量范围。第二预设值的上限值为煤浆体积流量工艺值乘以110％～130％中的任一百分比得到的煤浆体积流量值。第二预设值的下限值为煤浆体积流量工艺值乘以30％～70％中的任一百分比得到的煤浆体积流量值。
[0126]
煤浆体积流量计量值与第二预设值比对的标准为判断煤浆体积流量计量值是否为第二预设值。例如，当1个煤浆体积流量计量值不为第二预设值时，相应地，1个煤浆体积流量指示报警器为报警状态。优选为当2个以上的煤浆体积流量计量值不为第二预设值时，相应地，2个以上的煤浆体积流量指示报警器为报警状态。
[0127]
煤浆体积流量监测模块3还包括煤浆体积流量变送器单元，其用于将煤浆体积流量计量值转换为煤浆体积流量信号；以及，煤浆体积流量取中间值单元34，其用于选取3个煤浆体积流量计量值中的中间值。
[0128]
其中，煤浆体积流量变送器单元包括第一煤浆体积流量信号转换变送器321、第二煤浆体积流量信号转换变送器322和第三煤浆体积流量信号转换变送器323。
[0129]
煤浆中煤的质量流量计算模块4；
[0130]
煤浆中煤的质量流量计算模块4包括煤浆密度计算单元41，其用于收集煤浆浓度计量值，并生成煤浆密度计算值；煤浆中煤的质量流量计算单元42，其用于收集煤浆浓度计量值和煤浆体积流量计量值，并生成煤浆中煤的质量流量计算值。
[0131]
煤浆中煤的质量流量计算单元42将煤浆密度计算值、煤浆浓度计量值和煤浆体积流量计量值相乘，得到煤浆中煤的质量流量计算值。
[0132]
氧气体积流量监测模块1；
[0133]
氧气体积流量监测模块1包括氧气体积流量计单元11，其用于计量氧气体积流量，生成氧气体积流量计量值；以及，第一氧气体积流量报警单元，其用于监测氧气体积流量计量值与第三预设值比对，并生成氧气体积流量报警反馈指令。
[0134]
其中，氧气体积流量计单元11包括第一氧气体积流量计111、第二氧气体积流量计112和第三氧气体积流量计113。
[0135]
第一氧气体积流量报警单元包括第一氧气体积流量指示报警器121、第二氧气体积流量指示报警器122和第三氧气体积流量指示报警器123。
[0136]
氧气体积流量监测模块1还包括氧气体积流量取中间值单元13，其用于选取3个氧气体积流量计量值中的中间值；温压补偿单元14，其用于对氧气体积流量计量值进行自动补偿，生成温压补偿后的氧气体积流量计量值；以及，考虑氧气纯度单元15，其用于对氧气体积流量计量值进行考虑氧气纯度，生成考虑氧气纯度后的氧气体积流量计量值。
[0137]
氧煤比计算模块5；
[0138]
氧煤比计算模块5包括氧煤比计算单元51，其用于收集煤浆浓度计量值，并基于煤浆中煤的煤质分析数据，生成氧煤比计算值；以及，氧气体积流量计算单元52，其用于收集煤的质量流量计算值和氧煤比计算值，生成氧气体积流量计算值；
[0139]
氧气体积流量控制模块16；
[0140]
氧气体积流量控制模块16包括氧气体积流量控制单元，其用于将氧气体积流量计量值与氧气体积流量计算值比对，生成氧气体积流量调节指令，用于调节氧气体积流量。
[0141]
氧气体积流量控制模块16包括第二氧气体积流量报警单元161，其用于监测考虑氧气纯度后的氧气体积流量计量值与第三预设值比对，并生成氧气体积流量报警反馈指令；氧气体积流量控制器162，其用于执行氧气体积流量调节指令；以及，氧气体积流量调节阀163，其用于调节氧气体积流量。
[0142]
其中，第二氧气体积流量报警单元161包括1个氧气体积流量指示报警器。
[0143]
第三预设值为进入煤浆气化装置中氧气体积流量范围。第三预设值的上限值为氧气体积流量工艺值乘以110％～130％中的任一百分比得到的氧气体积流量值。第三预设值的下限值为氧气体积流量工艺值乘以30％～70％中的任一百分比得到的氧气体积流量值。
[0144]
氧气体积流量计量值与所述第三预设值比对的标准为判断氧气体积流量计量值是否为第三预设值。例如，当1个氧气体积流量计量值不为第三预设值时，相应地，1个氧气体积流量指示报警器为报警状态。优选为当2个以上的氧气体积流量计量值不为第三预设值时，相应地，2个以上的氧气体积流量指示报警器为报警状态。
[0145]
安全联锁模块，为了更清晰地呈现煤浆气化装置控制系统，图1中未将安全联锁模块加以体现。
[0146]
安全联锁模块用于判断煤浆浓度报警反馈指令、煤浆体积流量报警反馈指令和氧气体积流量报警反馈指令中的任一个是否达到联锁停车值，若是则启动自动停车。
[0147]
其中，联锁停车值包括煤浆浓度联锁停车值、煤浆体积流量联锁停车值和氧气体积流量联锁停车值。煤浆浓度联锁停车值为煤浆浓度下限值。煤浆体积流量联锁停车值为第二预设值的下限值。氧气体积流量联锁停车值为第三预设值的下限值。
[0148]
实施例1的煤浆气化装置控制系统中，当煤浆浓度计量值达到煤浆气化装置中煤浆浓度下限值时，或者，当煤浆体积流量计量值达到第二预设值的下限值时，或者，当氧气体积流量计量值达到第三预设值的下限值时，可启动所述安全联锁模块，并自动停车，从而提高煤浆气化装置的安全性。
[0149]
其中，煤浆浓度下限值采用水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究(张强，孙峰，代正华，许建良，刘海峰，于广锁.水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究[j].高校化学工程学报,2017,031(004):856-862.)第3.2节煤浆浓度大幅减少工况研究中的方法，根据气化炉出口合成气中是否有氧气存在来判断煤浆浓度突变的下限值。
[0150]
实施例1中煤浆气化装置包括氧气管道6和煤浆管道7。氧气体积流量控制模块16位于氧气管道6上。煤浆浓度监测模块2和煤浆体积流量监测模块3位于煤浆管道7上。
[0151]
实施例1中煤浆气化装置控制系统的使用方法，包括如下步骤：将第一预设值、第二预设值、第三预设值和联锁停车值输入煤浆气化装置控制系统；启动煤浆气化装置控制系统。
[0152]
其中，第一预设值为40～62％(wt)；第二预设值为35.7～85.6m3/h；第三预设值为16980～40752nm3/h，联锁停车值分别为40％(wt)、35.7m3/h和16980nm3/h。其中，在进入煤浆气化装置前，对煤进行工业分析和元素分析，以及测试其热值和灰熔点，得到煤质分析数据，如表1所示；
[0153]
表1
[0154][0155]
用于实施例1中煤浆气化装置控制系统的煤浆为水煤浆。
[0156]
水煤浆进入气化装置后，采用氧煤比计算模块5通过煤质分析数据和煤浆浓度计量值，得到氧煤比计算值为0.6630nm3氧气/kg(干基)煤；该氧煤比为能够实现煤浆气化装置安全运行，且生产效率高的最佳值。
[0157]
其中，氧煤比的计算方法为水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究(张强，孙峰，代正华，许建良，刘海峰，于广锁.水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究[j].高校化学工程学报,2017,031(004):856-862.)第2节水煤浆气化炉的反应器网络模型中的方法。
[0158]
通过煤浆体积流量监测模块3得到煤浆体积流量计量值；通过煤浆浓度监测模块2得到煤浆浓度计量值；
[0159]
由煤浆密度计算单元41通过煤浆浓度计量值计算得到煤浆密度计算值；其中，煤浆密度计算值和煤浆浓度计量值的关系式为水煤浆密度(周尊英，袁晓鹰，李宜轩.水煤浆
密度[j].煤炭分析及应用,1993,2:27-29)中的经验公式(4)。
[0160]
通过煤浆中煤的质量流量计算模块4得到煤浆中煤的质量流量计算值；即，煤浆中煤的质量流量由煤浆中煤的质量流量计算单元42将煤浆体积流量计量值、煤浆浓度计量值和煤浆密度计算值相乘得到；
[0161]
结果如表2所示；
[0162]
表2
[0163][0164]
注：表2中的工艺参数均在本领域常规的工艺值范围内。
[0165]
将氧煤比计算值和煤浆中煤的质量流量计算值相乘，得到氧气体积流量计算值，为33960nm3/h；在实际生产中，可根据氧气体积流量计算值，考虑气化炉渣口的排渣效果，确定氧气流量需求值，偏差一般不超过2％。
[0166]
进入煤浆气化装置中的氧气依次经过氧气体积流量计单元11、温压补偿单元14和考虑氧气纯度单元15处理，得到考虑氧气纯度后的氧气体积流量；
[0167]
通过氧气体积流量控制模块16将考虑氧气纯度后的氧气体积流量调整为氧气体积流量计算值，从而控制氧煤比。
[0168]
实施例1中，当煤浆浓度计量值达到煤浆气化装置中煤浆浓度下限值时，或者，当煤浆体积流量计量值达到第二预设值的下限值时，或者，当氧气体积流量计量值达到第三预设值的下限值时，启动安全联锁模块并自动停车，从而提高煤浆气化装置的安全性。
[0169]
其中，煤浆浓度下限值可根据水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究(张强，孙峰，代正华，许建良，刘海峰，于广锁.水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究[j].高校化学工程学报,2017,031(004):856-862.)第3.2节煤浆浓度大幅减少工况研究中的方法确定。
[0170]
实施例1中水煤浆是由60％煤、39.8％水和0.2％添加剂通过物理加工得到的低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。百分比为各组分占水煤浆的质量百分比。
[0171]
采用实施例1中的煤浆气化装置控制系统，能够实时监测煤浆浓度，有效控制氧煤比，且生产效率高，安全性高。