一种煤气化炉实时经济性调节方法与流程

1.本发明涉及一种煤气化炉实时经济性调节方法，属于煤气化技术领域。


背景技术：

2.目前煤气化炉控制参数以压力、温度、流量、组分等安全参数和入炉煤量、用氧量、产气量、产气组分分析等性能参数为主，通过控制这些参数处于正常范围，能够确保气化炉能够安全稳定的运行。
3.而煤气化炉运行的经济性如何，通常采用人工统计计算的方法进行，一天或一周统计一次，并没有能够实时反映气化炉运行时投入产出经济性的经济运行参数和保持最经济性运行的调整方法，气化炉操作人员无法时时保证气化炉处于一个最经济的运行状态，使气化炉消耗升高，造成了能源的浪费。


技术实现要素：

4.为解决现有煤气化炉操作技术中存在的运行不够经济的技术问题，本发明提供了一种能够保证气化炉始终在最经济区运行的煤气化炉实时经济性调节方法。
5.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种煤气化炉实时经济性调节方法，包括汽化炉控制系统，还包括入炉煤流量计、入炉氧气流量计、煤气全组分红外和色谱分析仪和经济运行计算模块；所述入炉煤流量计用于采集实时的入炉煤流量；所述入炉氧气流量计用于采集实时的入炉氧气流量；所述煤气全组分红外和色谱分析仪用于采集粗煤气流量和粗煤气组分；所述实时经济性计算模块用于计算气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗，作为表征气化炉运行经济性的特征指标，当实时比煤耗和实时比氧耗超出经济运行区间时，通过控制逻辑对入炉煤量进行自动调节，确保气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗始终处于经济运行区间；操作步骤如下：a、通过入炉煤流量计采集实时的入炉煤流量和氧气流量，并将数据传输至计算模块；b、通过煤气化炉外送粗煤气流量计采集气化炉产出粗煤气实时流量，并将数据传输至计算模块；c、通过煤气化炉外送粗煤气红外线组分分析仪采集气化炉产出产出粗煤气实时组分分析，并将数据传输至计算模块；d、实时经济性计算模块利用预先设置好的计算公式和传输来的入炉煤流量和氧气流量、气化炉外送粗煤气流量、粗煤气组组分得出此时煤气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗；计算公式如下：
实时比煤耗=入炉煤总瞬时流量/外送粗煤气流量/（1-水含量）/（co体积分数+h2体积分数）/1000；实时比氧耗=入炉氧气总瞬时流量/外送粗煤气流量/（1-水含量）/（co体积分数+h2体积分数）/1000；得出实时比煤耗和实时比氧耗后与预先设定好的经济运行区间进行对比，当实时比煤耗和实时比氧耗大于经济运行区间值时，通过逻辑控制，入炉煤流量和氧气流量调节阀自动关小，通过自动调节使实时比煤耗和实时比氧耗后始终处于预先设定好的经济运行区间，从而实现煤气化炉的经济运行。
6.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明在气化炉常规实时安全参数和性能参数之外提出实时经济性调节模块，操作人员通过控制气化炉的实时经济性参数值处于最优范围，进而保证气化炉时时以最经济状态运行，从而实现大幅节能降耗的目的，这样可以有效提高气化炉运行的经济性，对气化炉降低生产运行成本、节能降耗具有重要意义。
附图说明
7.图1为本发明实时经济性调节逻辑导图。
8.图2为本发明中实时比煤耗试验案例趋势图。
具体实施方式
9.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
10.如图1所示，一种煤气化炉实时经济性调节方法，具体操作如下：检测仪表的安装和确认。在煤气化炉入炉煤管线、入炉氧气管线、粗煤气管线上分别安装和确认：装有入炉煤流量调节阀和流量计、入炉氧气流量调节阀和流量计、外送粗煤气流量计和红外全组分分析仪，所有仪表均调试正常。
11.利用气化炉控制系统软件制作实时经济性计算模块：输入实时比煤耗、实时比氧耗计算公式，利用采集来的入炉煤流量和氧气流量、气化炉外送粗煤气流量、粗煤气组组分得出此时煤气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗。
12.其中，实时比煤耗：煤气化炉生产1000nm3/h的有效粗煤气（co和h2）所消耗的原料煤质量流量；实时比氧耗：煤气化炉生产1000nm3/h的有效粗煤气（co和h2）所消耗的氧气体积流量。
13.具体计算公式如下：实时比煤耗=入炉煤总瞬时流量/外送粗煤气流量/（1-水含量）/（co体积分数+h2体积分数）/1000；实时比氧耗=入炉氧气总瞬时流量/外送粗煤气流量/（1-水含量）/（co体积分数+h2体积分数）/1000；试验得出该煤气化炉的经济运行区间值。在煤气化炉安全参数合格的范围内，从
最低入炉煤量和氧气流量开始，不断增加气化炉的入炉煤、氧气流量，并及时记录此时的实时比煤耗和实时比氧耗，试验完成后做成趋势图，可以发现实时比煤耗和实时比氧耗分别呈先下降后上升趋势，选取最低其中的最低区间最为该煤气化炉的最经济运行区间值。
14.如图2所示，以一台1500吨级航天气化炉实时比煤耗试验结果为例，该气化炉最经济运行区间值为：实时比煤耗577-580kg/knm3，实时比氧耗为280-290nm3/knm3。
15.将试验得出的该煤气化炉的最经济运行区间值输入气化炉炉控制系统，并根据实时经济性计算模块得出的实时比煤耗和实时比氧耗数据与该气化炉最经济运行区间值对比，当脱离该区间时，通过入炉煤流量调节阀的增加入炉煤流量，实时比煤耗返回最经济运行区间值范围，若实时比煤耗进一步脱离最经济运行区间值范围时，入炉煤流量调节阀持续关小，使实时比煤耗和实时比氧耗最终返回经济运行区间值范围，从而保持最经济运行状态，进而实现节能降耗安全保障。为保障汽化炉安全运行，还需同时设置安全报警参数，当气化炉炉膛温度、出口温度等安全参数报警时，气化炉实时经济性调节模块停止工作转为人工调节模式，并报警提醒操作人员查看原因。故障排除后，经过操作人员确认后，重新恢复自动调节。
16.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。


技术特征：
1.一种煤气化炉实时经济性调节方法，包括汽化炉控制系统，其特征在于：还包括入炉煤流量计、入炉氧气流量计、煤气全组分红外和色谱分析仪和经济运行计算模块；所述入炉煤流量计用于采集实时的入炉煤流量；所述入炉氧气流量计用于采集实时的入炉氧气流量；所述煤气全组分红外和色谱分析仪用于采集粗煤气流量和粗煤气组分；所述实时经济性计算模块用于计算气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗，作为表征气化炉运行经济性的特征指标，当实时比煤耗和实时比氧耗超出经济运行区间时，通过控制逻辑对入炉煤量进行自动调节，确保气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗始终处于经济运行区间；操作步骤如下：a、通过入炉煤流量计采集实时的入炉煤流量和氧气流量，并将数据传输至计算模块；b、通过煤气化炉外送粗煤气流量计采集气化炉产出粗煤气实时流量，并将数据传输至计算模块；c、通过煤气化炉外送粗煤气红外线组分分析仪采集气化炉产出产出粗煤气实时组分分析，并将数据传输至计算模块；d、实时经济性计算模块利用预先设置好的计算公式和传输来的入炉煤流量和氧气流量、气化炉外送粗煤气流量、粗煤气组组分得出此时煤气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗；计算公式如下：实时比煤耗=入炉煤总瞬时流量/外送粗煤气流量/（1-水含量）/（co体积分数+h2体积分数）/1000；实时比氧耗=入炉氧气总瞬时流量/外送粗煤气流量/（1-水含量）/（co体积分数+h2体积分数）/1000；得出实时比煤耗和实时比氧耗后与预先设定好的经济运行区间进行对比，当实时比煤耗和实时比氧耗大于经济运行区间值时，通过逻辑控制，入炉煤流量和氧气流量调节阀自动关小，通过自动调节使实时比煤耗和实时比氧耗后始终处于预先设定好的经济运行区间，从而实现煤气化炉的经济运行。

技术总结
本发明涉及一种煤气化炉实时经济性调节方法，属于煤气化技术领域，具体包括包括汽化炉控制系统，还包括入炉煤流量计、入炉氧气流量计、煤气全组分红外和色谱分析仪和经济运行计算模块；实时经济性计算模块用于计算气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗，作为表征气化炉运行经济性的特征指标，当实时比煤耗和实时比氧耗超出经济运行区间时，通过控制逻辑对入炉煤量进行自动调节，确保气化炉的实时比煤耗和实时比氧耗始终处于经济运行区间；本发明能够解决现有煤气化炉操作技术中存在的运行不够经济的技术问题。济的技术问题。济的技术问题。


技术研发人员：罗俊韬 孙刚 陈洪伟 郝占全 武永光 张玉良 石文峰
受保护的技术使用者：晋能控股装备制造集团华昱能源化工山西有限责任公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/3/3