一种处理废水的清洁型粉煤气化装置开/停车控制方法及系统与流程

本发明属于粉煤气化技术领域，具体涉及一种用于处理废水的清洁型粉煤气化装置的开/停车控制方法及系统。

背景技术

处理废水的粉煤气化技术是一种先进的煤气化技术，其特点是将磨煤机研磨的粉煤通过加压输送至气化炉，与纯氧和废水在炉内发生气化反应，生成粗合成气。复合型气化装置掺烧高浓度有机废水技术，一方面可彻底解决高浓度有机废水难以处理的问题，另一方面可以实现煤化工企业的高浓度有机废水的回收利用。

在粉煤气化装置的开车和停车是指装置的整个运行过程包括开始和结束，因为粉煤气化装置结束运行之后，系统内部存在的可燃可爆气体，存在一定的危险性；在气化炉内通入氧气、空气、燃料气进行燃烧，所以操作的过程需要控制粉煤气化装置的安全。目前常规的粉煤气化装置控制方法及系统过于繁琐、顺控逻辑复杂、投资费用高、开车时间长。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种处理废水的清洁型粉煤气化装置的控制方法。升压试气密和置换同时进行，置换系统内存在的空气变为惰性气体环境，提高点火投料的安全性；通过顺控程序控制阀门，使用空气与燃料气进行点火，使用氧气和燃料气进行升温升压，操作过程安全系数高，操作简练可靠。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种处理废水的清洁型粉煤气化装置的控制方法：具体步骤为：

1)气密试漏、置换

对所述处理废水的清洁型粉煤气化装置使用惰性气升压至气密试验压力，反复三次升/降压，气密试验合格后进行泄压置换，将系统变为惰性气环境，提高点火投料时的安全性；

2)点火

程序控制阀门将空气和燃料气引至燃烧器之前，待步骤1的气密试漏、置换完毕后，执行“点火”指令，程序控制打开点火空气、燃料气阀门，点火引燃；

3)升压

步骤2点火执行完毕后，程序打开升压氧气阀门、燃料阀门，将系统升压至0.9-4.0mpa；

4)投煤

步骤3升压执行完毕后，程序打开主氧气阀门、粉煤阀门，将氧气、粉煤投入系统，控制系统压力提高至3.5-4.0mpa；

5)投废水

步骤4投煤执行完毕后，执行“废水投入”命令，打开进燃烧器的废水阀门，废水通过燃烧器的废水通道投入到气化炉内燃烧；

6)导气

步骤5投废水执行完毕后，执行“导气”命令，打开外送阀门旁路进行置换暖管，达到预定时间后，打开外送阀门，关闭放空阀门，将粗合成气送至后系统；

7)停车

执行“停车”命令，关闭主氧气阀门、粉煤阀门、粗合成气外送阀门，打开粗合成气放空阀门，打开吹扫置换气阀门，对系统进行停车吹扫、置换、降温，确保系统安全停车。

所述步骤1)的具体步骤为：

(1)所述处理废水的清洁型粉煤气化装置系统隔绝，关闭粗合成气去后系统阀门，关闭粗合成气放空阀门，打开进烧嘴吹扫置换气阀门，切换到“升压模式”，升压至预定值后关闭所述进烧嘴吹扫置换气阀门，进行第一次气密试验；

(2)打开所述粗合成气放空阀门，切换到“降压模式”，降压至预定值，完成第一次气密试验；按同样步骤进行第二次、第三次气密试验；

(3)第三次气密试验完毕后，触发步骤1)完毕信号。

本申请的步骤1)中吹扫置换与试气密过程同时进行，没有抽真空的操作，吹扫置换完毕后即可以进行点火步骤。

所述步骤2)的具体步骤为：

(1)打开第一道空气、燃料气阀门，将点火用的空气、燃料气引入到燃烧器阀前；

(2)开大抽射器阀门，关闭粗合成气外送阀、粗合成气放空阀，维持系统微负压状态；

(3)步骤1完毕信号触发后，执行“点火”指令，打开第二道点火空气阀门、点火燃料气阀门进行点火，检测到火焰燃烧后触发点火成功信号。

本申请利用空气进行点火提高了安全性。

所述步骤3)的具体步骤为：

(1)确认吹扫置换阀门关闭状态；

(2)打开第二道升压燃料气阀、第二道升压氧气阀至预定“启动”开度，系统开始升压；

(3)达到预定时间后，关闭第二道点火空气阀、第二道点火燃料气阀、抽射器阀；

(4)自动控制粗合成气放空阀开度，维持升压速率为0.05mpa/min，提高压力至设定值。

所述步骤4)的具体步骤为：

(1)打开主氧气阀、粉煤阀，将氧气、粉煤投入系统；

(2)达到预定时间后，关闭第二道升压氧气阀、第二道升压燃料气阀；

(3)自动控制粗合成气放空阀开度，维持升压速率为0.05mpa/min，提高压力至设定值(3.5-4.0mpa)。

所述步骤5)的具体步骤为：

(1)打开第一道废水阀门，将废水引入燃烧器阀前；

(2)系统压力达到预定值后，执行“废水投入”命令，打开第二道废水阀门，将废水投入燃烧器内。

所述步骤6的具体步骤为：

(1)系统压力达到预定值后，执行“导气”命令，打开外送粗合成气阀旁路，对阀后管线进行暖管、置换、充压；

(2)达到预定时间后，打开外送粗合成气阀，关闭旁路阀，将粗合成气送出系统。

所述步骤7的具体步骤为：

(1)执行“停车”命令或联锁触发“停车”命令，关闭第二道主氧气阀门、粉煤阀门、粗合成气外送阀门、第二道废水阀门；

(2)打开粗合成气放空阀、打开各吹扫置换阀，对系统进行停车吹扫、置换、降温、泄压。

本申请的粉煤气化装置运行过程简单，现有技术中粉煤气化装置吹扫置换完毕后进行点火，点火程序后还需要进行吹扫置换，程序逻辑混乱，本申请利用空气进行点火提高了安全性，简化了操作程序，同时利用粉煤气化装置进行处理废水。

第一道阀门将点火用的空气、燃料气引入到相应的阀前，当主控制器执行点火命令后打开第二道阀门进行点火，将阀前的气体放入气化炉，可以起到分别控制的作用，同时双阀的设置也有效降低了正常运行时气化炉高温气体倒回管线的风险。

本发明的第二个目的是提供一种处理废水的清洁型粉煤气化系统，包括气化炉、粉煤管线、氧气管线、燃料气管线、渣锁斗、合成气洗涤装置、抽射装置、放空装置、外送装置；气化炉竖直放置，气化炉顶部的烧嘴设置三个开口，分别为氧气开口、粉煤开口、燃料气开口，氧气开口连接氧气管线，氧气管线上设置四个分支管线，分别为点火空气管线、升压氧气管线、主氧气管线、氧气吹扫管线；粉煤开口连接粉煤管线，粉煤管线设置两个分支管线分别为粉煤吹扫管线和主粉煤管线；燃料气开口连接燃料气管线，燃料气管线设置四个分支管线分别为燃料气吹扫管线、升压燃料气管线、点火燃料气管线、废水管线；气化炉的中部通过合成气出口管线分别与合成气洗涤装置和抽射装置连接；合成气洗涤装置的顶部通过粗合成气外送管线分别与放空装置、外送装置连接，合成气洗涤装置的底部通过激冷水管线与气化炉连接，气化炉的底部连接渣锁斗。

优选的，所述合成气洗涤装置包括文丘里洗涤器、洗涤塔、激冷水泵、激冷水过滤器，合成气出口管线与文丘里洗涤器连接，文丘里洗涤器与洗涤塔连接，洗涤塔的底部激冷水出口与激冷水泵连接，激冷水泵的出口与激冷水过滤器连接，激冷水过滤器与气化炉连接。

优选的，所述抽射装置包括抽射器、抽射器分离罐、抽射器蒸汽阀，合成气出口管线的分支管线与抽射器连接，抽射器的蒸汽入口与抽射器蒸汽阀连接，抽射器的出口与抽射器分离罐连接，合成气出口管线的分支管线上设置抽射器阀。

优选的，所述放空装置包括放空管线，放空管线上设置粗合成气放空阀。

优选的，所述外送装置包括粗合成气外送阀和粗合成气外送旁路阀，粗合成气外送管线分别与粗合成气外送阀和粗合成气外送旁路阀所在管线连接，粗合成气外送阀和粗合成气外送旁路阀所在管线汇合后与后系统连接，所述后系统为界区外的粗合成气进一步处理系统。

优选的，所述气化炉和渣锁斗连接的管线上设置第一道下渣阀和第二道下渣阀；渣锁斗的下方的管线上设置渣锁斗下渣阀。

优选的，粉煤输送管线、粉煤吹扫管线、氧气吹扫管线、燃料气吹扫管线、点火空气管线、升压氧气管线、主氧气管线、升压燃料气管线、点火燃料气管线、废水管线上设置阀门。

本申请的粉煤气化系统的结构简单，各个管线分别连接烧嘴，各个管线分别连接投入气化炉的原料，每个管线都能分别控制，每个管线所进物料不同，烧嘴上设置三个开口分别连接各个主管线，主管线连接各个分管线，本申请的粉煤气化系统结构清楚，运行过程简单。

本发明的有益效果：

(1)本发明的开/停车控制方法及系统，使用空气点火，操作控制过程安全系数高，操作简练可靠；

(2)本发明系统试气密和置换同时进行，效率高，节约成本；

(3)本发明系统包括废水投入装置，安全环保，节约成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为处理废水的清洁型粉煤气化装置开/停车控制过程示例性流程图；

图2为处理废水的清洁型粉煤气化装置开/停车控制系统的装置图；

图3为处理废水的清洁型粉煤气化装置的控制器的控制连接图；

其中：

图1为：1、气密试漏、置换；2、点火；3、升压；4、投煤；5、投废水；6、导气；7、停车

图2、图3为：

1、第二道点火空气阀；2、第二道升压氧气阀；3、第二道主氧气阀；4、氧气吹扫阀；5、燃料气吹扫阀；6、第二道升压燃料气阀；7、第二道点火燃料气阀；8、第二道废水阀；9、粉煤阀；10、粉煤吹扫阀；11、第一道点火空气阀；12、第一道升压氧气阀；13、第一道主氧气阀；14、氧气吹扫管线；15、燃料气吹扫管线；16、第一道升压燃料气阀；17、第一道点火燃料气阀；18、第一道废水阀；19、点火空气管线；20、升压氧气管线；21、主氧气管线；22、升压燃料气管线；23、点火燃料气管线；24、废水管线；25、粉煤吹扫管线；26、抽射器阀；27、激冷水回流阀；28、激冷水泵出口阀；29、激冷水泵进口阀；30、粗合成气外送阀；31、粗合成气外送旁路阀；32、粗合成气放空阀；33、第一道下渣阀；34、第二道下渣阀；35、渣锁斗下渣阀；36、气化炉；37、洗涤塔；38、渣锁斗；39、激冷水过滤器；40、抽射器分离罐；41、抽射器；42、文丘里洗涤器；43、激冷水泵；44、抽射器蒸汽阀，45、粉煤输送管线，46、放空管线，47、主控制器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明中涉及一种用于处理废水的清洁型粉煤气化装置的开/停车控制的系统，藉以实现用于处理废水的清洁型粉煤气化装置的控制，是一种燃料气、氧气、煤粉、废水经喷嘴喷入气化炉生成粗合成气的开/停车控制系统。

开/停车控制的系统内，为了实现分别控制，设立了不同物料、不同作用的进料管道具体包括点火空气管路、点火燃料气管路、升压燃料气管路、升压氧气管路、主氧气管路、粉煤管路、粉煤吹扫管路、燃料气吹扫管路、主氧气吹扫管路、粗合成气出口管路、去气化炉激冷水路、粗合成气放出管路、出渣管路组成。

粉煤气化装置的烧嘴进口连接各个进料管路，进料管路上设置阀门，粉煤气化装置的出口连接渣料、合成气的管路，渣料、合成气的管路上设置阀门，通过阀门控制整个粉煤气化装置的各种物料的进出，达到使粉煤气化装置顺利运行的目的。

开/停车控制方法的运行过程如下：

1)气密试漏、置换

对所述处理废水的清洁型粉煤气化装置使用惰性气升压至气密试验压力，反复三次升/降压，气密试验合格后进行泄压置换，将系统变为惰性气环境，提高点火投料时的安全性；

2)点火

程序控制阀门将空气和燃料气引至燃烧器之前，待步骤1(气密试漏、置换)完毕后，执行“点火”指令，程序控制打开第二道点火空气阀1、第二道点火燃料气阀门7，点火引燃；

3)升压

步骤2(点火)执行完毕后，程序打开第二道升压氧气阀门2、第二道升压燃料阀门6，将系统升压至0.9-4.0mpa；

4)投煤

步骤3(升压)执行完毕后，程序打开第二道主氧气阀门3、粉煤阀门9，将氧气、粉煤投入系统，控制系统压力提高至3.5-4.0mpa；

5)投废水

步骤4(投煤)执行完毕后，执行“废水投入”命令，打开进燃烧器的第二道废水阀门8，废水通过燃烧器的废水通道投入到气化炉内燃烧；

6)导气

步骤4(投煤)执行完毕后，执行“导气”命令，打开外送阀门旁路进行置换暖管，达到预定时间后，打开粗合成气外送阀30，关闭粗合成气放空阀32，将粗合成气送至后系统。

7)停车

执行“停车”命令，关闭第二道主氧气阀3、粉煤阀门9、粗合成气外送阀门30，打开粗合成气放空阀门32，打开吹扫置换气阀门，对系统进行停车吹扫、置换、降温，确保系统安全停车。

其中步骤1)可以具体包括：

(1)关闭粗合成气外送阀30及粗合成气外送旁路阀31，关闭粗合成气放空阀门32，打开进烧嘴吹扫置换气阀门氧气吹扫阀4、燃料气吹扫阀5、粉煤吹扫阀10，切换到“升压模式”，升压至预定值后关闭所述进烧嘴吹扫置换气阀门氧气吹扫阀4、燃料气吹扫阀5、粉煤吹扫阀10，进行第一次气密试验；

(2)打开所述粗合成气放空阀门32，切换到“降压模式”降压至预定值，完成第一次气密试验，按同样步骤进行第二次、第三次气密试验；

(3)第三次气密试验完毕后，触发步骤1)完毕信号。

所述步骤2的具体步骤为：

(1)打开第一道点火空气阀11、第一道点火燃料气阀门17，将点火用的空气、燃料气引入到进燃烧器阀前；

(2)打开抽射器阀门26，关闭粗合成气外送阀30、粗合成气放空阀32，维持系统微负压状态；

(3)步骤1完毕信号触发后，执行“点火”指令，打开第二道点火空气阀门1、第二道点火燃料气阀门7进行点火，检测到火焰燃烧后触发点火成功信号。

所述步骤3的具体步骤为：

(1)确认吹扫置换阀门氧气吹扫阀4；燃料气吹扫阀5、粉煤吹扫阀10均处于关闭状态；

(2)打开第二道升压燃料气阀6、第二道升压氧气阀2至预定“启动”开度，系统开始升压；

(3)达到预定时间后，关闭第二道点火空气阀1、第二道点火燃料气阀7、抽射器阀26；

(4)自动控制粗合成气放空阀32开度，维持升压速率为0.05mpa/min，提高压力至设定值

所述步骤4的具体步骤为：

(1)打开主氧气阀3、粉煤阀9，将氧气、粉煤投入系统；

(2)达到预定时间后，关闭第二道升压氧气阀2、第二道升压燃料气阀6；

(3)自动控制粗合成气放空阀32开度，维持升压速率为0.05mpa/min，提高压力至设定值(3.5-4.0mpa)

所述步骤5的具体步骤为：

(1)打开第一道废水阀18，将废水引入燃烧器阀前；

(2)系统压力达到预定值后，执行“废水投入”命令，打开第二道废水阀8，将废水投入燃烧器内。

所述步骤6的具体步骤为：

(1)系统压力达到预定值后，执行“导气”命令，打开外送粗合成气阀旁路31，对阀后管线进行暖管、置换、充压；

(2)达到预定时间后，打开外送粗合成气阀30，关闭旁路阀31，将粗合成气送出系统。

所述步骤7的具体步骤为：

(1)执行“停车”命令或联锁触发“停车”命令，关闭第二道主氧气阀门3、粉煤阀门9、粗合成气外送阀门30、第二道废水阀门8；

(2)打开粗合成气放空阀32、打开各吹扫置换阀，氧气吹扫阀4；燃料气吹扫阀5、粉煤吹扫阀10，对系统进行停车吹扫、置换、降温、泄压。

气化炉内的剩余残渣通过气化炉下方的第一道下渣阀33和第二道下渣阀34，进入渣锁斗38内。渣锁斗38内的残渣最后通过渣锁斗下渣阀35排出。

后系统为使用粗合成气做原料的下游系统。

一种处理废水的清洁型粉煤气化系统，包括气化炉36、粉煤管线、氧气管线、燃料气管线、渣锁斗、合成气洗涤装置、抽射装置、放空装置、外送装置；气化炉36的烧嘴设置三个开口，分别为氧气开口、粉煤开口、燃料气开口，氧气开口连接氧气管线，氧气管线上设置四个分支管线，分别为点火空气管线19、升压氧气管线20、主氧气管线21、氧气吹扫管线14；粉煤开口连接粉煤管线，粉煤管线设置两个分支管线分别为粉煤吹扫管线25和粉煤输送管线45；燃料气开口连接燃料气管线，燃料气管线设置四个分支管线分别为燃料气吹扫管线15、升压燃料气管线22、点火燃料气管线23、废水管线24；气化炉的中部通过合成气出口管线分别与合成气洗涤装置和抽射装置连接；合成气洗涤装置的顶部通过粗合成气外送管线分别与放空装置、外送装置连接，合成气洗涤装置的底部通过激冷水管线与气化炉连接，气化炉的底部连接渣锁斗。

合成气洗涤装置包括文丘里洗涤器42、洗涤塔37、激冷水泵43、激冷水过滤器39，合成气出口管线与文丘里洗涤器42连接，文丘里洗涤器42与洗涤塔37连接，洗涤塔37的底部激冷水出口与激冷水泵43连接，激冷水泵43的出口与激冷水过滤器39连接，激冷水过滤器39的激冷水出口与气化炉36连接。

所述洗涤塔37的底部设置两个开口，分别连接两个激冷水管线，其中一条管线上设置激冷水回流阀27，另一条管线上设置激冷水泵43，激冷水泵43的前后分别设置激冷水泵进口阀28，激冷水泵出口阀29，激冷水回流阀27管线先与激冷水泵出口阀29出口的管线相接，然后再与激冷水过滤器39连接。

所述抽射装置包括抽射器41、抽射器分离罐40、抽射器蒸汽阀44，合成气出口管线的分支管线与抽射器41连接，抽射器41的蒸汽入口与抽射器蒸汽阀44连接，抽射器41的出口与抽射器分离罐40连接，合成气出口管线的分支管线上设置抽射器阀26。

所述放空装置包括放空管线46，放空管线46上设置粗合成气放空阀32。

所述外送装置包括粗合成气外送阀30和粗合成气外送旁路阀31，粗合成气外送管线分别与粗合成气外送阀30和粗合成气外送旁路阀31所在管线连接，粗合成气外送阀30和粗合成气外送旁路阀31所在管线汇合后与后系统连接，所述后系统为界区外的粗合成气进一步处理系统。

所述粉煤输送管线45上设置粉煤阀9；所述粉煤吹扫管线25上设置粉煤吹扫阀10；氧气吹扫管线上设置氧气吹扫阀10；燃料气吹扫管线25上设置燃料气吹扫阀10。

点火空气管线19上设置第二道点火空气阀1和第一道点火空气阀11；升压氧气管线20上设置第二道升压氧气阀2和第一道升压氧气阀12。

主氧气管线21上设置第二道主氧气阀3和第一道主氧气阀13；升压燃料气管线22上设置第二道升压燃料气阀6和第一道升压燃料气阀16。

点火燃料气管线23上设置第二道点火燃料气阀7和第一道点火燃料气阀17；废水管线24上设置第二道废水阀8和第一道废水阀18。

气化炉36和渣锁斗38连接的管线上设置第一道下渣阀33和第二道下渣阀34；渣锁斗38的下方的管线上设置渣锁斗下渣阀35。

由图3所示，

每个阀门都单独连接主控制器47；

后系统为使用粗合成气做原料的下游系统。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。