煤催化气化安全监控系统及其监控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤催化气化安全监控系统，包括煤催化气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；通过合理的设置各类检测装置的位置，可对运行情况进行实时检测，可预测可能存在的风险，通过合理的设置各类检测装置的数量，提高了风险预测的准确度，避免误操作，全程自动控制，保证系统的安全稳定运行，可实现煤催化气化技术工业装置的建设。本发明专利技术还公开了一种煤催化气化安全监控系统的监控方法，通过将各个检测到的参数与预设的参数值进行比较，通过合理的逻辑判断，当出现异常情况时可及时执行停车动作，避免危险事故发生；且各类预设参数值设定合理精准，可有效避免因误动作导致的停车。

【技术实现步骤摘要】
煤催化气化安全监控系统及其监控方法
：本专利技术涉及煤化工领域，尤其涉及一种煤催化气化安全监控系统及其监控方法。
技术介绍
：煤催化气化技术是煤洁净高效利用的一种重要方式，采用煤催化气化技术，煤在相对较低的温度下与水蒸汽(H2O)、氧气(O2)组成的气化剂在催化剂的催化作用下进行气化反应，生成高浓度的甲烷(CH4)。煤催化气化技术与其它煤气化技术相比，具有甲烷含量高、气化反应所需的温度低等优点。目前，煤催化气化技术经过多年试验，仍处于模拟仿真阶段，并没有相应的工业装置。因煤催化气化技术工艺条件苛刻，且伴随化学反应、传热、传质，生产过程中若发生泄漏、超温、超压等情况，必将产生严重后果：在煤催化气化的生产过程中，原料煤、氧气和蒸汽在750℃的流化床反应器内发生反应生成粗合成气，粗合成气中含有氢气、一氧化碳、硫化氢和二氧化碳等；当系统中发生超温、超压、泄漏，粗合成气可引发火灾，且一氧化碳和硫化氢还可造成人员中毒；又由于流化床反应器的煤粉加料、灰渣出料及飞灰出料均为间歇操作，系统中的门极易发生磨损造成工艺介质泄漏，而引发火灾、爆炸等危险事故；煤粉、蒸汽、氧气三者的比例不当也会发生超温爆炸事故；停车时，如氧气继续进入流化床反应器内，与炉内存留的可燃物相遇，也会在设备内部发生爆炸；此外，当原料压力低时，也会导致流化床反应器内物料倒串引起火灾爆炸。因此，结合煤催化气化工艺预测风险、并设计相适应的安全监控系统，是防止危险事故发生的关键，是建设煤催化气化技术工业装置的技术难点。
技术实现思路
：本专利技术的第一个目的在于提供一种安全可靠、稳定运行的煤催化气化安全监控系统；本专利技术的第二个目的在于提供一种可准确预测风险、逻辑控制合理的煤催化气化安全监控系统的监控方法。本专利技术的第一个目由如下技术方案实施：煤催化气化安全监控系统，包括煤催化气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；所述检测机构与所述PLC控制器通过有线或无线方式进行连接；所述检测机构用于检测所述煤催化气化装置的运行温度、运行压力和氧含量数据，并将检测到的运行温度、运行压力和氧含量数据传输给所述PLC控制器；所述PLC控制器与所述执行机构通过有线或无线方式进行连接，所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力和氧含量数据进行分析，并控制所述执行机构执行动作。进一步的，所述煤催化气化装置包括高压煤斗、星型给料机、流化床反应器、蒸汽发生装置、氧气源、激冷室、一级旋风分离器、二级旋风分离器、浸没式除尘器以及合成气储罐；所述高压煤斗的出料口与所述星型给料机的进料口连通，所述星型给料机的出料口通过下煤管线与所述流化床反应器的进料口连通，所述蒸汽发生装置的出汽口分两路，一路通过分布板蒸汽管线与分布板蒸氧管线的进汽口连通，另一路通过中心管蒸汽管线与中心管蒸氧管线的进汽口连通；所述氧气源的出气口分两路，一路通过分布板氧气管线与分布板蒸氧管线的进汽口连通，另一路通过中心管氧气管线与中心管蒸氧管线的进汽口连通；所述分布板蒸氧管线的出汽口与所述流化床反应器的分布板进汽口连通，所述中心管蒸氧管线出汽口与所述流化床反应器的中心管的进气口连通；所述流化床反应器的出渣口与所述激冷室的进渣口连通，所述流化床反应器的合成气出口通过管线与所述一级旋风分离器的进气口连通，所述一级旋风分离器的出气口通过管线与所述二级旋风分离器的进气口连通，所述二级旋风分离器的出气口通过管线与所述浸没式除尘器的进气口连通，所述浸没式除尘器的出气口通过合成气管线与所述合成气储罐的进气口连通，所述二级旋风分离器的出料口通过管线与所述一级旋风分离器的回料口连通，所述一级旋风分离器的出料口通过管线与所述流化床反应器的回料口连通；放空管线的一端与所述浸没式除尘器的出气口连通，所述放空管线的另一端放空；泄压管线的一端与所述合成气储罐的进气口连通，所述泄压管线的另一端放空。进一步的，所述检测机构包括设于所述分布板上的至少一个第一温度检测装置，设于所述合成气管线上的至少一个第二温度检测装置、氧含量分析仪和至少一个第一压力检测装置，设于所述流化床反应器床层处的至少一个第二压力检测装置，设于所述流化床反应器扩大段的至少一个第三压力检测装置，设于所述高压煤斗内的至少一个第四压力检测装置，设于所述流化床反应器合成气出口处的至少一个第五压力检测装置，设于所述激冷室内的至少一个第六压力检测装置，设于所述分布板蒸汽管线上的至少一个第七压力检测装置，设于所述分布板氧气管线上的至少一个第八压力检测装置，设于所述分布板蒸氧管线上的至少一个第九压力检测装置，设于所述中心管蒸汽管线上的至少一个第十压力检测装置，设于所述中心管氧气管线上的至少一个第十一压力检测装置，以及设于所述中心管蒸氧管线上的至少一个第十二压力检测装置；所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置、所述氧含量分析仪、所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置、所述第三压力检测装置、所述第四压力检测装置、所述第五压力检测装置、所述第六压力检测装置、所述第七压力检测装置、所述第八压力检测装置、所述第九压力检测装置、所述第十压力检测装置、所述第十一压力检测装置以及第十二压力检测装置均与所述PLC控制器的信号输入端连接。进一步的，所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置、所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置、所述第三压力检测装置、所述第四压力检测装置、所述第五压力检测装置、所述第六压力检测装置、所述第七压力检测装置、所述第八压力检测装置、所述第九压力检测装置、所述第十压力检测装置、所述第十一压力检测装置以及第十二压力检测装置的数量均为3个。进一步的，所述第一温度检测装置和所述第二温度检测装置均为温度传感器，所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置、所述第三压力检测装置、所述第四压力检测装置、所述第五压力检测装置、所述第六压力检测装置、所述第七压力检测装置以及所述第八压力检测装置、所述第九压力检测装置、所述第十压力检测装置、所述第十一压力检测装置以及第十二压力检测装置均为压力传感器。进一步的，所述执行机构包括设于所述分布板氧气管线上的分布板氧气切断阀、设于所述中心管氧气管线上的中心管氧气切断阀，设于所述下煤管线上的下煤切断阀，设于所述合成气管线上的粗煤气切断阀，设于所述泄压管线上的泄压调节阀以及设于所述放空管线上的高点放空调节阀；所述分布板氧气切断阀、所述中心管氧气切断阀、所述星型给料机的启停电机、所述下煤切断阀、所述粗煤气切断阀、所述泄压调节阀以及所述高点放空调节阀均与所述PLC控制器的信号输出端连接。本专利技术的第二个目由如下技术方案实施：煤催化气化安全监控系统的监控方法，检测机构检测煤催化气化装置的运行温度、运行压力和氧含量数据，并将检测到的运行温度、运行压力和氧含量数据传输给PLC控制器；所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力和氧含量数据进行分析，并控制执行机构执行动作。进一步的，在PLC控制器内预设第一温度设定值、第二温度设定值、第一压差设定值、第二压差设定值、第三压差设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.煤催化气化安全监控系统，其特征在于，包括煤催化气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；/n所述检测机构与所述PLC控制器通过有线或无线方式进行连接；所述检测机构用于检测所述煤催化气化装置的运行温度、运行压力和氧含量数据，并将检测到的运行温度、运行压力和氧含量数据传输给所述PLC控制器；/n所述PLC控制器与所述执行机构通过有线或无线方式进行连接，所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力和氧含量数据进行分析，并控制所述执行机构执行动作。/n

【技术特征摘要】
1.煤催化气化安全监控系统，其特征在于，包括煤催化气化装置、检测机构、PLC控制器以及执行机构；
所述检测机构与所述PLC控制器通过有线或无线方式进行连接；所述检测机构用于检测所述煤催化气化装置的运行温度、运行压力和氧含量数据，并将检测到的运行温度、运行压力和氧含量数据传输给所述PLC控制器；
所述PLC控制器与所述执行机构通过有线或无线方式进行连接，所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力和氧含量数据进行分析，并控制所述执行机构执行动作。


2.根据权利要求1所述的煤催化气化安全监控系统，其特征在于，所述煤催化气化装置包括高压煤斗、星型给料机、流化床反应器、蒸汽发生装置、氧气源、激冷室、一级旋风分离器、二级旋风分离器、浸没式除尘器以及合成气储罐；
所述高压煤斗的出料口与所述星型给料机的进料口连通，所述星型给料机的出料口通过下煤管线与所述流化床反应器的进料口连通，所述蒸汽发生装置的出汽口分两路，一路通过分布板蒸汽管线与分布板蒸氧管线的进汽口连通，另一路通过中心管蒸汽管线与中心管蒸氧管线的进汽口连通；所述氧气源的出气口分两路，一路通过分布板氧气管线与分布板蒸氧管线的进汽口连通，另一路通过中心管氧气管线与中心管蒸氧管线的进汽口连通；所述分布板蒸氧管线的出汽口与所述流化床反应器的分布板进汽口连通，所述中心管蒸氧管线出汽口与所述流化床反应器的中心管的进气口连通；所述流化床反应器的出渣口与所述激冷室的进渣口连通，所述流化床反应器的合成气出口通过管线与所述一级旋风分离器的进气口连通，所述一级旋风分离器的出气口通过管线与所述二级旋风分离器的进气口连通，所述二级旋风分离器的出气口通过管线与所述浸没式除尘器的进气口连通，所述浸没式除尘器的出气口通过合成气管线与所述合成气储罐的进气口连通，所述二级旋风分离器的出料口通过管线与所述一级旋风分离器的回料口连通，所述一级旋风分离器的出料口通过管线与所述流化床反应器的回料口连通；
放空管线的一端与所述浸没式除尘器的出气口连通，所述放空管线的另一端放空；泄压管线的一端与所述合成气储罐的进气口连通，所述泄压管线的另一端放空。


3.根据权利要求2所述的煤催化气化安全监控系统，其特征在于，所述检测机构包括设于所述分布板上的至少一个第一温度检测装置，设于所述合成气管线上的至少一个第二温度检测装置、氧含量分析仪和至少一个第一压力检测装置，设于所述流化床反应器床层处的至少一个第二压力检测装置，设于所述流化床反应器扩大段的至少一个第三压力检测装置，设于所述高压煤斗内的至少一个第四压力检测装置，设于所述流化床反应器合成气出口处的至少一个第五压力检测装置，设于所述激冷室内的至少一个第六压力检测装置，设于所述分布板蒸汽管线上的至少一个第七压力检测装置，设于所述分布板氧气管线上的至少一个第八压力检测装置，设于所述分布板蒸氧管线上的至少一个第九压力检测装置，设于所述中心管蒸汽管线上的至少一个第十压力检测装置，设于所述中心管氧气管线上的至少一个第十一压力检测装置，以及设于所述中心管蒸氧管线上的至少一个第十二压力检测装置；
所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置、所述氧含量分析仪、所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置、所述第三压力检测装置、所述第四压力检测装置、所述第五压力检测装置、所述第六压力检测装置、所述第七压力检测装置、所述第八压力检测装置、所述第九压力检测装置、所述第十压力检测装置、所述第十一压力检测装置以及第十二压力检测装置均与所述PLC控制器的信号输入端连接。


4.根据权利要求3所述的煤催化气化安全监控系统，其特征在于，所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置、所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置、所述第三压力检测装置、所述第四压力检测装置、所述第五压力检测装置、所述第六压力检测装置、所述第七压力检测装置、所述第八压力检测装置、所述第九压力检测装置、所述第十压力检测装置、所述第十一压力检测装置以及所述第十二压力检测装置的数量均为3个。


5.根据权利要求4所述的煤催化气化安全监控系统，其特征在于，所述第一温度检测装置和所述第二温度检测装置均为温度传感器，所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置、所述第三压力检测装置、所述第四压力检测装置、所述第五压力检测装置、所述第六压力检测装置、所述第七压力检测装置以及所述第八压力检测装置、所述第九压力检测装置、所述第十压力检测装置、所述第十一压力检测装置以及所述第十二压力检测装置均为压力传感器。


6.根据权利要求2所述的煤催化气化安全监控系统，其特征在于，所述执行机构包括设于所述分布板氧气管线上的分布板氧气切断阀、设于所述中心管氧气管线上的中心管氧气切断阀，设于所述下煤管线上的下煤切断阀，设于所述合成气管线上的粗煤气切断阀，设于所述泄压管线上的泄压调节阀以及设于所述放空管线上的高点放空调节阀；
所述分布板氧气切断阀、所述中心管氧气切断阀、所述星型给料机的启停电机、所述下煤切断阀、所述粗煤气切断阀、所述泄压调节阀以及所述高点放空调节阀均与所述PLC控制器的信号输出端连接。


7.利用权利要求1—6任一所述的煤催化气化安全监控系统的监控方法，其特征在于，检测机构检测煤催化气化装置的运行温度、运行压力和氧含量数据，并将检测到的运行温度、运行压力和氧含量数据传输给PLC控制器；所述PLC控制器对接收到的运行温度、运行压力和氧含量数据进行分析，并控制执行机构执行动作。


8.根据权利要求7所述的煤催化气化安全监控系统的监控方法，其特征在于，在PLC控制器内预设第一温度设定值、第二温度设定值、第一压差设定值、第二压差设定值、第三压差设定值、第四压差设定值、第五压差设定值、第六压差设定值、第七压差设定值、第八...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁澄，曹晶，王波，李美喜，王凤彬，
申请(专利权)人：新能能源有限公司，浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15