一种调节煤气化炉火层偏烧工况的装置和方法与流程

本发明涉及一种调节煤气化炉燃烧工况的装置和方法，尤其涉及一种调节煤气化炉火层偏烧工况的装置和方法，属于煤制气工艺技术领域。

背景技术：

煤炭是我国的主要能源之一，将煤转化成煤气是从煤炭中获取能量的首选途径，是实现煤炭清洁高效利用的主要手段。煤制气工艺过程复杂，气化炉中煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动，两者之间发生化学反应和热量交换，从而在炉内形成几个分层的区域，其中的氧化层和还原层统称为反应层。在氧化层（又称为火层）中，从灰渣层升上来气化剂中的氧与碳发生激烈燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。理想状态下，氧化层的高度一般为所用燃料块度的3-6倍，大约为20-40cm，氧化层的温度大约控制在1200℃左右。但在实际应用中，氧化层的理想状态通常难以取得。实践证明，点炉时的引火条件、煤进入炉内的分布形态、气化剂进入炉内的均匀性，都会使氧化层的理想状态大打折扣，严重时甚至导致气化炉设备出现故障。其中最为常见的故障是：由于炉内温度分布不均匀，会形成炉内火层一边高一边低的偏烧现象，气化炉是不能长期偏烧运行的，如果不能对炉内的火层高低和温度进行适时调节，将导致炉内“漏炭”、渣层熔化、高温冲刷耐火砖或者水冷管等损害而被迫停炉。避免上述故障的传统方法是人工打钎、人工拨煤。不仅方法原始，操作工人的劳动强度大、高温环境恶劣，而且纠偏效果差、工作效率低，误工、误时；如果采用慢烧过渡的方法解决则会大大影响煤气的产量，这样做显然是行不通的。因此，运用现有的科学手段对煤气化炉的燃烧状态实施有效控制，是本领域技术人员需要重点研究的课题。

技术实现要素：

为了解决气化炉偏烧的问题，本发明提出了一种调节煤气化炉火层偏烧工况的装置和方法，它在气化炉燃烧气化区域周向设置辅助气化剂输入管道，并通过管道向偏烧区域随时定点送入不同气化剂，达到调整气化炉内偏烧的目的。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实施：一种调节煤气化炉火层偏烧工况的装置，包括：气化炉、水夹套、温度传感器、可编程控制器，所述的气化炉内设有炉腔，所述炉腔顶部设有给煤管道，上部设有煤气输出管道，炉腔的下部设有布风体，底部设有气化剂输入管道；所述的水夹套设置在气化炉的外侧壁上；所述给煤管道将煤送入炉腔下部的所述布风体上；所述气化剂输入管道将气化剂送至所述布风体下部，并穿过布风体进入燃烧气化区域使煤燃烧气化，制得的煤气从所述煤气输出管道流入下道工序；所述温度传感器穿过所述水夹套使触感端紧贴炉侧壁；所述温度传感器将采集到的温度信息传递给所述可编程控制器,其特征在于：

所述气化炉燃烧气化区域的下部炉外壁上设有多根辅助气化剂输入管道，且在炉壁与辅助气化剂输入管道之间设置多只型腔，每只型腔连通一根辅助气化剂输入管道，且在型腔与炉腔之间的壁部设有多个出气孔，所述型腔与所述炉腔中的燃烧气化区域通过所述出气孔相连通；所述辅助气化剂输入管道上设有控制阀，所述控制阀与所述可编程控制器电联接，所述可编程控制器指令所述控制阀动作。

进一步地，所述辅助气化剂输入管道沿气化炉的炉壁周向均匀分布。

一种调节煤气化炉火层偏烧工况的方法，根据所述温度传感器测得所述气化炉燃烧气化区域火层偏烧状况，所述可编程控制器指令所述辅助气化剂输入管道上设有的控制阀动作；

所述可编程控制器指令设置在火层偏高一侧的所述辅助气化剂输入管道上的控制阀动作，增加蒸汽进量或减少助燃气体进量或同时增加蒸汽进量和减少助燃气体进量；所述可编程控制器指令设置在火层偏低一侧的所述辅助气化剂输入管道上的控制阀动作，减少蒸汽进量或增加助燃气体进量或同时减少蒸汽进量和增加助燃气体进量；

所述可编程控制器指令设置在火层偏高一侧的所述辅助气化剂输入管道上的控制阀动作，增加蒸汽进量或减少助燃气体进量或同时增加蒸汽进量和减少助燃气体进量；同步地，所述可编程控制器指令设置在火层偏低一侧的所述辅助气化剂输入管道上的控制阀动作，减少蒸汽进量或增加助燃气体进量或同时减少蒸汽进量和增加助燃气体进量。

进一步地，当所述火层偏高或偏低，所述可编程控制器指令设置在火层偏低或偏高一侧的所述辅助气化剂输入管道上的部分控制阀动作。

进一步地，当所述火层偏高或偏低，所述可编程控制器指令设置在火层偏低或偏高一侧的所述辅助气化剂输入管道上的全部控制阀动作。

本发明在气化炉燃烧区域下部沿周向设置多根辅助气化剂输入管道，管道出气端设置型腔，气化剂进入型腔再从出气孔进入燃烧区域；通过温度传感器检测出气化炉内燃烧区域的燃烧工况，当炉内出现偏烧现象，可编程控制器指令设置在气化炉燃烧区域下部辅助气化剂输入管道上的控制阀动作，调节进入气化炉燃烧区域的蒸汽量和助燃气体量，从而将气化炉内火层低的区域火层增高或火层高的区域火层降低，消除气化炉内火层一边高一边低的现象，实现调整气化炉偏烧的目的；根据生产需要和制定的气化工艺要求，可编程控制器指令设置在所述辅助气化剂输入管道上的控制阀动作，既能调整火层偏烧的问题，又能将气化炉调整到理想的气化工艺状态。

附图说明

附图1为本发明的主视结构示意图，

附图2为附图1中A-A剖面的结构示意图。

在附图中：1为气化炉、2为水夹套、3为可编程控制器、101为给煤管道、102为辅助气化剂输入管道、103为布风体、104为气化剂输入管道、105为温度传感器、106为煤气输出管道、107为型腔、108为出气孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步解释说明：

如附图1所示，气化炉1内设有炉腔，炉腔顶部设有给煤管道101，侧壁上设有煤气输出管道106，炉腔的下部设有布风体103，底部设有气化剂输入管道104，水夹套2和温度传感器105设置在气化炉1炉体外侧壁上，温度传感器105穿过水夹套2使触感端紧贴炉侧壁，温度传感器105与可编程控制器3电联接，且将采集到的温度信息传递给可编程控制器3；给煤管道101将原煤送入气化炉1内的布风体103上；气化剂输入管道104将气化剂送至布风体103，并穿过布风体103进入煤层使煤燃烧气化，制得的煤气从煤气输出管道106输出。气化炉1燃烧气化区域的下部炉外壁上设有多根辅助气化剂输入管道102，且在炉壁与辅助气化剂输入管道102之间设置多只型腔107，每只型腔107连通一根辅助气化剂输入管道102，且在型腔107与炉腔之间的壁部设有多个出气孔108，型腔107与出气孔108相连通；辅助气化剂输入管道102上设有控制阀，控制阀与可编程控制器3电联接，可编程控制器指令3控制阀动作。

偏烧工况的调节方法：根据温度传感器105测得气化炉燃烧气化区域火层偏烧状况，可编程控制器3指令设置在火层偏高一侧的辅助气化剂输入管道102上的控制阀动作。第一种方法是：增加蒸汽进量或减少助燃气体进量或同时增加蒸汽进量减少助燃气体进量；第二种方法是：可编程控制器3指令设置在火层偏低一侧的辅助气化剂输入管道102上的控制阀动作，减少蒸汽进量或增加助燃气体进量或同时减少蒸汽进量增加助燃气体进量；第三种方法是：可编程控制器3指令设置在火层偏高一侧的辅助气化剂输入管道102上的控制阀动作，增加蒸汽进量或减少助燃气体进量或同时增加蒸汽进量减少助燃气体进量，同步地可编程控制器3指令设置在火层偏低一侧的辅助气化剂输入管道102上的控制阀动作，减少蒸汽进量或增加助燃气体进量或同时减少蒸汽进量增加助燃气体进量。