一種粉煤加壓氣化反應裝置粉煤燒嘴運行的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤化工技術領域，尤其涉及一種粉煤加壓氣化反應裝置粉煤燒嘴運行的控制方法。
【背景技術】
[0002]粉煤加壓氣化技術是一種潔凈、高效將各類固態的煤炭轉化成氣態的氫氣和一氧化碳混合氣體的先進技術，其基本原理是將煤炭磨制成干燥的煤粉，用惰性氣體連續送入帶有水冷壁的氣化爐，在高溫高壓條件下，通過精確控制煤、氧和水蒸氣等原料的比例及物料均勻分布等，經過反應生成含一氧化碳加氫氣多90%的粗煤氣，然后，經過激冷、分離、洗滌等工藝過程，分離出固態物體，得到純凈的飽和態合成氣體，生成的粗煤氣碳轉化率高、有效氣成分含量高，甲烷含量低。其特點是將來自原料煤貯倉的碎煤加入到磨煤機內磨成粉狀，由高溫惰性氣流烘干，經加壓輸送至氣化爐，與來自空分的純氧在爐內發生高溫燃燒反應，生成粗合成氣，作為后續工段的原料氣，可以廣泛應用于煤基甲醇、煤基合成氨以及煤制天然氣、煤制合成油、煤制烯烴、煤制氫、IGCC發電等領域。
[0003]傳統的煤燒嘴采用單一的控制方法為:無論氧氣系統還是粉煤輸送系統出現問題，氣化爐都要停車檢修。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明提供一套自動化程度高、控制簡練、安全可靠的單燒(噴)嘴多氧氣管線和多條粉煤管線進料，分組控制的方法和系統，能夠實現氧氣管線和粉煤管線的在線檢修，確保粉煤加壓氣化裝置長周期、連續穩定的安全運行生產。本發明還提供了一套安全聯鎖保護方法。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]一種粉煤加壓氣化反應裝置粉煤燒嘴運行的控制方法，其所述方法包括開工燒嘴運行并升壓到0.8MPaG-l.2MPaG和600°C -1000°C，優選1.0MPaG和800°C，以滿足投煤條件，此時第一組進料系統和第二組進料系統同時或者分別將粉煤和氧氣投入粉煤氣化反應裝置，并使開工燒嘴停止工作，從而完成由開工燒嘴至煤燒嘴的過渡，以及使所述粉煤退出循環，并對粉煤氣化反應裝置繼續進行升壓、升溫操作，使其在預定的壓力和溫度下工作；如果第一組進料系統出現問題，則停止第一組進料系統，啟動第一組進料系統吹掃程序，并通入保護氣；如果第二組進料系統出現問題，則停止第二組進料系統，啟動第二組進料系統吹掃程序，并通入保護氣；如果氣化爐其它系統出現問題，則兩組進料系統同時停止，同時啟動兩組進料系統的吹掃程序，并同時通入保護氣體。
[0008]第一組進料系統包括:一條氧氣管線、兩到四條粉煤管線和一條過熱蒸汽管線。第一組進料系統開車步驟為:(I)打開第一組粉煤循環切斷閥，打開第一組粉煤第一切斷閥，使粉煤循環起來；(2)當第一組投料條件滿足時，打開煤燒嘴第一組氧氣第一切斷閥的旁路閥，當第一組氧氣第一切斷閥前后壓差低于預定值時，打開煤燒嘴第一組氧氣第一切斷閥，關閉煤燒嘴第一組氧氣第一切斷閥的旁路閥，將煤燒嘴第一組氧氣流量調節閥設定至預定啟動開度，打開第一組粉煤第二切斷閥和第一組粉煤第三切斷閥，打開煤燒嘴第一組氧氣最后切斷閥，將所述煤燒嘴第一組氧氣流量調節閥和第一組粉煤流量調節閥啟動“氧氣/粉煤”比率控制；
[0009](3)關閉所有第一組粉煤切斷閥，打開第一組粉煤循環管線吹掃閥進行吹掃，經過預定時間的吹掃后，關閉第一組粉煤循環管線吹掃閥；
[0010](4)打開所有第一組過熱蒸汽切斷閥，將第一組過熱蒸汽流量調節閥設定至啟動開度，啟動所述第一組過熱蒸汽流量調節閥和所述第一組氧氣流量調節閥“蒸汽/氧氣”比例控制。
[0011]第二組進料系統包括:一條氧氣管線、一到三條粉煤管線和一條過熱蒸汽管線。第二組進料系統開車步驟為:(I)打開第二組粉煤循環切斷閥，打開第二組粉煤第一切斷閥，使粉煤循環起來；(2)當第二組投料條件滿足時，打開第二組氧氣第一切斷閥的旁路閥，當第二組氧氣第一切斷閥前后壓差低于預定值時，打開煤燒嘴第二組氧氣第一切斷閥，關閉煤燒嘴第二組氧氣切斷閥的旁路閥，將煤燒嘴第二組氧氣流量調節閥設定至預定啟動開度，打開第二組粉煤第二切斷閥和第二組粉煤第三切斷閥，打開煤燒嘴第二組氧氣最后切斷閥，將所述煤燒嘴第二組氧氣流量調節閥和第二組粉煤流量調節閥啟動“氧氣/粉煤”比率控制；
[0012](3)關閉所有第二組粉煤循環切斷閥，打開第二組粉煤循環管線吹掃閥進行吹掃，經過預定時間的吹掃后，關閉第二組粉煤循環管線吹掃閥；
[0013](4)打開所有第二組過熱蒸汽切斷閥，將第二組過熱蒸汽流量調節閥設定至啟動開度，啟動所述第二組過熱蒸汽流量調節閥和所述煤燒嘴第二組氧氣流量調節閥“蒸汽/氧氣”比例控制。
[0014]氣化爐其它系統包括:氣化爐自身系統；合成氣系統；燒嘴冷卻水系統、中壓鍋爐水系統；氣化水循環系統；公用工程系統。
[0015]觸發兩套進料系統同時安全停車保護的過程變量主要有:氣化爐壓力過高、合成氣溫度過高、煤燒嘴冷卻水總流量和煤燒嘴冷卻水各分支流量過低、燒嘴冷卻水灌液位過低、汽包液位過高或過低、鍋爐循環水泵少于兩臺正常工作、至盤管的鍋爐循環水流量過低、激冷室液位過低、激冷水流量過低、洗滌塔液位過低、渣鎖斗循環泵停止工作、儀表空氣過低、氮氣或者二氧化碳總管壓力過低、火檢信號丟失、停車按鈕。
[0016]其中一套進料系統出現危險情況停車步驟為:(I)關閉所述一套進料系統的煤燒嘴氧氣后第一切斷閥、煤燒嘴氧氣第一切斷閥的旁路閥、煤燒嘴氧氣流量調節閥、煤燒嘴氧氣最后切斷閥、粉煤第一切斷閥、粉煤第二切斷閥和粉煤第三切斷閥，打開煤燒嘴氧氣管線吹掃閥和粉煤管線吹掃閥；(2)關閉過熱蒸汽管線所有切斷閥和流量切斷閥；(3)打開粉煤循環切斷閥，全開粉煤流量調節閥，全開輸送高壓氮氣流量調節閥，經過預定時間后，關閉粉煤循環切斷閥，打開粉煤循環管線吹掃閥；(4)粉煤循環管線吹掃一定時間后，關閉粉煤循環管線吹掃閥和粉煤流量調節閥，關閉煤燒嘴氧氣管線主吹掃閥，為了避免氣化爐中可燃物質進入氧氣管道，引起氧氣管線爆燃，需保持煤燒嘴氧氣管線小流量吹掃閥和粉煤管線吹掃閥為打開狀態。
[0017]兩套進料系統同時安全停車工作的步驟:同時關閉兩條進料系統的煤燒嘴氧氣所有切斷閥和氧氣流量調節閥、粉煤所有切斷閥、過熱蒸汽管線所有切斷閥和流量調節閥，打開煤燒嘴氧氣管線吹掃閥和粉煤管線吹掃閥；打開粉煤循環切斷閥，全開粉煤流量調節閥，全開輸送高壓氮氣流量調節閥，經過預定時間后，關閉粉煤循環切斷閥，打開粉煤循環管線吹掃閥；粉煤循環管線吹掃一定時間后，關閉粉煤循環管線吹掃閥和粉煤流量調節閥，關閉煤燒嘴氧氣管線吹掃閥和粉煤管線吹掃閥。
[0018](三)有益效果
[0019]本發明提供一套自動化程度高、控制簡練、安全可靠的單燒嘴多組進料，分組控制的方法和系統，能夠實現氧氣管線和粉煤管線的在線檢修，確保粉煤加壓氣化裝置長周期、連續穩定的安全運行生產。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明系統框架圖。
[0021]圖2為本發明工藝流程圖。
[0022]圖3為本發明開車順控流程圖。
[0023]圖4為本發明停車順控流程圖。
[0024]圖中，Al為氣化爐吹掃、點火、開工系統；A2為第一組粉煤燒嘴進料系統；A3為第二組粉煤燒嘴進料系統；A4為氣化爐其它系統；A5為粉煤氣化反應裝置。
【具體實施方式】
[0025]下面通過具體實施例加以附圖，對本發明進行詳細描述。
[0026]實施例1
[0027]如圖1所示，開工燒嘴運行并升壓到1.0MPaG和800°C后，兩套進料系統A2和A3同時啟用或者分別啟用粉煤循環，當投煤條件滿足時，A2和A3同時啟用或者分別將粉煤和氧氣投入粉煤氣化反應裝置A5，并使開工燒嘴停止工作，以及使所述粉煤退出循環，并對粉煤氣化反應裝置繼續進行升壓、升溫操作，使其在預定的壓力和溫度下工作。如果兩套進料系統分別投料時，則第二套進料系統的氧氣管線和粉煤管線要在第一套進料系統投料之前通入保護氣體。
[0028]如圖2所示:第一組進料系統A2包括:一條氧氣管線、兩到四條粉煤管線和一條過熱蒸汽管線。第一組進料系統A2開車步驟為:A21、打開所述粉煤循環切斷閥，打開第一組粉煤第一切斷閥，使粉煤循環起來;A22、當第一組投料條件滿足時，打開煤燒嘴第一組氧氣第一切斷閥的旁路閥，當第一組氧氣第一切斷閥前后壓差低于預定值時，打開煤燒嘴第一組氧氣第一切斷閥，關閉煤燒嘴第一組氧氣第一切斷閥的旁路閥，將煤燒嘴第一組氧氣流量調節閥設定至預定啟動開度，打開第一組粉煤第二切斷閥和第一組粉煤第三切斷閥，打開煤燒嘴第一組氧氣最后切斷閥，將所述煤燒嘴第一組氧氣流量調節閥和第一組粉煤流量調節閥啟動“氧氣/粉煤”比率控制；A23、關閉所有第一組粉煤切斷閥，打開第一組粉煤循環管線吹掃閥進行吹掃，經過預定時間的吹掃后，關閉第一組粉煤循環管線吹掃閥；A24、打開所有第一組過熱蒸汽切斷閥，將第一組過熱蒸汽流量調節閥設定至啟動開度，啟動所述第一組過熱蒸汽流量調節閥和所述第一組氧氣流量調節閥“蒸汽/氧氣”比例控制。
[0029]第二組進料系統A3包括:一條氧氣管線、一到三條粉煤管線。第二組進料系統A3開車步驟為:A31、打開所述粉煤循環切斷閥，打開第二組粉煤第一切斷閥，使粉煤循環起來;A32、當第二組投料條件滿足時，打開第二組氧氣第一切斷閥的旁路閥，當第二組氧氣第一切斷閥前后壓差低于預定值時，打開煤燒嘴第二組氧氣第一切斷閥，關閉煤燒嘴第二組氧氣切斷閥的旁路閥，將煤燒嘴第二組氧氣流量調節閥設定至預定啟動開度，打開第二組粉煤第二切斷閥和第二組粉煤第三切斷閥，打開煤燒嘴第二組氧氣最后切斷閥，將所述煤燒嘴第二組氧氣流量調節閥和第二組粉煤流量調節閥啟動“氧氣/粉煤”比率控制；A33、關閉所有第二組粉煤循環切斷閥，打開第二組粉煤循環管線吹掃閥進行吹掃，經過預定時間的吹掃后，關閉第二組粉煤循環管線吹掃閥；A34、打開所有第二組過熱蒸汽切斷閥，將第二組過熱蒸汽流量調節閥設定至啟動開度，啟動所述第二組過熱蒸汽流量調節閥和所述煤燒嘴第二組氧氣流量調節閥“蒸汽/氧氣”比例控制。
[0030]氣化爐其它系統A4包括:
[0031]A41、氣化爐自身系統(氣化爐壓力