一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法，包括燃料加热器、烟气发生器、风机、空气预热器、气化炉和温度监测装置，将燃料通过燃料加热器后进入烟气发生器，燃料加热器提高了烘炉系统燃料适应性，既可以使用气体燃料，也可以使用液体燃料，同时，燃料流量控制系统用于燃料流量的测量和控制；空气经风机增压和空气预热器加热后进入烟气发生器，空气流量由空气流量控制系统测量和控制，根据烟气分析仪测量的烟气成分来调节燃料和空气的流量配比，根据温度监测装置测量烘炉温度来调节燃料和空气流量，实现燃料和空气流量配比准确控制，可以降低燃料的不完全燃烧热损失和排烟热损失，利用空气预热器回收利用高温烟气的热量，实现能量利用。

【技术实现步骤摘要】
一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法
本专利技术涉及煤气化
，特别涉及一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法。
技术介绍
煤气化技术是煤炭清洁高效利用的核心技术之一，其核心设备是气化炉。根据气化炉炉膛结构和材料的不同，气化炉主要可分为耐火砖气化炉和水冷壁气化炉。与耐火砖气化炉相比，水冷壁气化炉的热效率更高、煤种适应性更广。气化炉内的煤气化反应涉及高温、高压、多相条件下复杂物理和化学过程，反应生成的煤气含有少量的硫化氢、氰化氢等腐蚀性气体，还会产生高温灰渣。为了保护水冷壁气化炉运行安全，抵御炉膛内复杂的气氛和条件，水冷壁气化炉通常在水冷壁的炉膛侧壁面上敷设以碳化硅为主要成分的耐火材料，气化炉壳体内侧壁面上也会敷设一定厚度的耐火材料。耐火材料与一定比例的结合剂和水混合搅拌，以捣打或浇筑方式敷设在相应壁面上。水冷壁气化炉烘炉是为了去除耐火材料中的游离水和结晶水，固化材料与结合剂，使得耐火材料性能达到理想状态。现有烘炉系统在工作过程中，燃料和空气的流量配比主要基于已有经验或计算值，仅根据温度测点的温度变化来调节。这种流量配比及调节方式不够准确，也无法及时响应燃料组分变化。烘炉系统产生的热烟气在烘炉后直接排至大气，造成了大量热损失和环境的热污染，当燃料燃烧不充分时，烟气中含有的一氧化碳还会引起环境污染和安全问题。
技术实现思路
针对现有烘炉系统存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法，实现水冷壁气化炉烘炉过程的燃料和空气的流量配比准确控制和调节，以及能量充分利用和环境污染有效控制。为解决上述问题，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种水冷壁气化炉的烘炉系统，包括燃料加热器、烟气发生器、风机、空气预热器、气化炉和温度监测装置，所述燃料加热器的燃料出口与烟气发生器的燃料入口连接，且燃料加热器的燃料出口与烟气发生器的燃料入口之间设置有燃料流量控制系统；所述风机的出口与空气预热器的空气入口连接，空气预热器的空气出口与烟气发生器的空气入口连接，且空气预热器的空气出口与烟气发生器的空气入口之间设置有空气流量控制系统；所述烟气发生器的烟气出口与气化炉的烟气入口连接，所述气化炉的烟气出口与空气预热器的烟气入口连接，气化炉上设置有温度监测装置。进一步地，所述燃料流量控制系统包括燃料流量测量仪表、燃料流量控制器和燃料调节阀，所述燃料调节阀用于调节燃料加热器出口的燃料流量，所述燃料流量测量仪表用于采集燃料加热器出口的燃料流量值，所述燃料流量控制器用于接收燃料流量值，并将燃料流量值与预设的燃料流量给定值进行比较，根据比较结果控制燃料调节阀的开度。进一步地，所述空气流量控制系统包括空气流量测量仪表、空气流量控制器和风机变频器，所述空气流量测量仪表用于采集空气预热器的空气出口的空气流量值，所述空气流量控制器用于接收空气流量值，并将空气流量值与预设的空气流量给定值进行比较，将比较结果输出给风机变频器，所述风机变频器根据比较结果调节风机的转速。进一步地，还包括气液分离器，所述气液分离器与空气预热器的烟气出口连接。进一步地，所述气液分离器与空气预热器的烟气出口之间设置有烟气分析仪。进一步地，所述温度监测装置包括若干个测温热电偶，温度测量范围为0℃～1200℃。一种水冷壁气化炉的烘炉系统的烘炉方法，向燃料加热器的燃料入口通入燃料，被加热的燃料通过燃料流量控制系统测量和控制后，送至烟气发生器内；同时，风机的入口连接大气，空气经过风机增压和空气预热器加热后，通过空气流量控制系统测量和控制后，送至烟气发生器内；燃料和空气在烟气发生器内燃烧产生高温烟气，高温烟气进入气化炉进行烘炉，同时，温度监测装置对气化炉烘炉温度进行实时监测，气化炉出口的高温烟气通过空气预热器将热量传递给空气后，再进入气液分离器进行气液分离，烟气分析仪对空气预热器烟气出口的烟气成分含量进行测量，根据测量的烟气成分含量来调整燃料和空气的流量配比。进一步地，预先设定燃料流量控制器的燃料流量给定值和燃料调节阀开度，燃料流量控制器根据燃料流量测量值与燃料流量给定值的偏差进行控制，当燃料流量测量值大于燃料流量给定值时，燃料流量控制器控制燃料调节阀开度减小，直到燃料流量测量值等于燃料流量给定值时，燃料调节阀开度维持不变；当燃料流量测量值小于燃料流量给定值时，燃料流量控制器控制燃料调节阀开度增大，直到燃料流量测量值等于燃料流量给定值时，燃料调节阀开度维持不变；预先设定空气流量控制器的空气流量给定值和风机转速，空气流量控制器根据空气流量测量值与空气流量给定值的偏差进行控制，当空气流量测量值大于空气流量给定值时，风机变频器控制风机转速降低，直到空气流量测量值等于空气流量给定值时，风机转速维持不变；当空气流量测量值小于空气流量给定值时，风机变频器控制风机转速增加，直到空气流量测量值等于空气流量给定值时，风机转速维持不变；烟气分析仪测量烟气中一氧化碳和氧气的含量，当烟气中含有一氧化碳时，通过空气流量控制系统增加风机转速，直到烟气中没有一氧化碳时，风机转速维持不变；当烟气中的氧气含量高于6％时，通过空气流量控制系统降低风机转速，直到氧气含量不高于6％时，风机转速维持不变。进一步地，所述燃料为气体燃料或液体燃料。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术的燃料加热器的燃料出口与烟气发生器的燃料入口连接，且燃料加热器的燃料出口与烟气发生器的燃料入口之间设置有燃料流量控制系统；风机的出口与空气预热器的空气入口连接，空气预热器的空气出口与烟气发生器的空气入口连接，且空气预热器的空气出口与烟气发生器的空气入口之间设置有空气流量控制系统；烟气发生器的烟气出口与气化炉的烟气入口连接，气化炉上设置有温度监测装置。通过本专利技术的烘炉系统，将燃料通过燃料加热器后进入烟气发生器，燃料加热器提高了烘炉系统的燃料适应性，既可以使用天然气或焦炉气等气体燃料，也可以使用液化石油气或丙烷等液体燃料，同时，燃料流量控制系统用于燃料流量的测量和控制；空气进入烟气发生器，空气的流量由空气流量控制系统测量和控制，根据测量的烟气成分含量来调整燃料和空气的流量配比，根据测量的烘炉温度来调整燃料和空气的流量，进而实现燃料和空气的流量及其配比的准确控制，确保燃料充分燃烧，降低燃料的不完全燃烧热损失。将空气预热器的空气入口与风机的出口连接，空气预热器的空气出口与烟气发生器的空气入口连接；空气预热器的烟气入口与气化炉的烟气出口连接，高温烟气经过空气预热器给空气加热。通过这样的系统设计，空气经风机增压和空气预热器加热后送至烟气发生器入口，空气的流量由空气流量控制系统测量和控制；空气预热器利用高温烟气的余热来加热空气，可以降低烟气的排烟温度和排烟热损失，同时可以改善燃料的着火和燃烧条件，降低燃料消耗量。进一步地，燃料流量控制系统包括燃料流量测量仪表、燃料流量控制器和燃料调节阀，所述燃料调节阀用于调节燃料加热器出口的燃料流量，所述燃料流量测量仪表用于采集燃料加热器出口的燃料流量值，所述燃料流量控制器用于接收燃料流量值，并将燃料流量值与预设的燃料流量给定值进行比较，根据比较结果控制燃料调节阀的开度。根据经验或计算值预先设定燃料流量控制器燃料流量给定值和燃料调节阀开度，燃料流量控制器根据燃料流量测量值与给定值的偏差进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水冷壁气化炉的烘炉系统，其特征在于：包括燃料加热器(1)、烟气发生器(3)、风机(4)、空气预热器(5)、气化炉(7)和温度监测装置(8)，所述燃料加热器(1)的燃料出口与烟气发生器(3)的燃料入口连接，且燃料加热器(1)的燃料出口与烟气发生器(3)的燃料入口之间设置有燃料流量控制系统(2)；所述风机(4)的出口与空气预热器(5)的空气入口连接，空气预热器(5)的空气出口与烟气发生器(3)的空气入口连接，且空气预热器(5)的空气出口与烟气发生器(3)的空气入口之间设置有空气流量控制系统(6)；所述烟气发生器(3)的烟气出口与气化炉(7)的烟气入口连接，所述气化炉(7)的烟气出口与空气预热器(5)的烟气入口连接，气化炉(7)上设置有温度监测装置(8)。

【技术特征摘要】
1.一种水冷壁气化炉的烘炉系统，其特征在于：包括燃料加热器(1)、烟气发生器(3)、风机(4)、空气预热器(5)、气化炉(7)和温度监测装置(8)，所述燃料加热器(1)的燃料出口与烟气发生器(3)的燃料入口连接，且燃料加热器(1)的燃料出口与烟气发生器(3)的燃料入口之间设置有燃料流量控制系统(2)；所述风机(4)的出口与空气预热器(5)的空气入口连接，空气预热器(5)的空气出口与烟气发生器(3)的空气入口连接，且空气预热器(5)的空气出口与烟气发生器(3)的空气入口之间设置有空气流量控制系统(6)；所述烟气发生器(3)的烟气出口与气化炉(7)的烟气入口连接，所述气化炉(7)的烟气出口与空气预热器(5)的烟气入口连接，气化炉(7)上设置有温度监测装置(8)。2.根据权利要求1所述的一种水冷壁气化炉的烘炉系统，其特征在于：所述燃料流量控制系统(2)包括燃料流量测量仪表、燃料流量控制器和燃料调节阀，所述燃料调节阀用于调节燃料加热器(1)出口的燃料流量，所述燃料流量测量仪表用于采集燃料加热器(1)出口的燃料流量值，所述燃料流量控制器用于接收燃料流量值，并将燃料流量值与预设的燃料流量给定值进行比较，根据比较结果控制燃料调节阀的开度。3.根据权利要求1所述的一种水冷壁气化炉的烘炉系统，其特征在于：所述空气流量控制系统(6)包括空气流量测量仪表、空气流量控制器和风机变频器，所述空气流量测量仪表用于采集空气预热器(5)的空气出口的空气流量值，所述空气流量控制器用于接收空气流量值，并将空气流量值与预设的空气流量给定值进行比较，将比较结果输出给风机变频器，所述风机变频器根据比较结果调节风机(4)的转速。4.根据权利要求1所述的一种水冷壁气化炉的烘炉系统，其特征在于：还包括气液分离器(9)，所述气液分离器(9)与空气预热器(5)的烟气出口连接。5.根据权利要求4所述的一种水冷壁气化炉的烘炉系统，其特征在于：所述气液分离器(9)与空气预热器(5)的烟气出口之间设置有烟气分析仪(10)。6.根据权利要求1所述的一种水冷壁气化炉的烘炉系统，其特征在于：所述温度监测装置(8)包括若干个测温热电偶，温度测量范围为0℃～1200℃。7.根据权利要求1～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智，许世森，李广宇，刘刚，任永强，李小宇，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11