【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流化床反应器的控制，例如配置用于在流化床中实施一过程的循环流化床(cfb)或鼓泡流化床(bfb)锅炉、气化器或反应器。
技术介绍
1、反应器，例如炉排锅炉和流化床锅炉，通常用于产生蒸汽，蒸汽可用于多种目的，例如用于发电和加热。
2、使用流化床反应器来将固体材料转化为气体产物也是已知的，例如气化器。
3、在流化床锅炉中，燃料和固体颗粒床材料引入炉中，并通过从炉的底部部分引入流化气体来流化床材料和燃料。燃料的燃烧在炉中发生。在bfb燃烧中，流化气体通过床，从而在床中形成气泡。在bfb中流化床可以通过控制流化气体供给和燃料供给来相当方便地控制。
4、在cfb燃烧中，流化气体通过床材料。大多数床颗粒将夹带在流化气体中并且它们将由流化气体携带。颗粒从流化气体分离并使它们循环返回炉中。
5、为了使流化床中的过程将根据期望进行，流化床的控制是最重要的。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是改进流化床反应器系统中的床控制。该目的可以使用根据独立权利要求1的方法来满足。
2、本专利技术的第二目的是改进流化床反应器系统中的床控制的精度。该目的可以使用根据平行独立权利要求6的方法来满足。
3、本专利技术的第三目的是改进流化床反应器系统中的床控制。该目的可以使用根据平行独立权利要求9的方法来满足。
4、本专利技术的第四目的是改进流化床反应器系统中的床控制。该目的可以使用根据平行独立权利要求12的方法来满足
5、从属权利要求描述了方法的有利方面。
6、本专利技术的优点
7、关于本专利技术的第一目的，用于确定流化床反应器系统中的局部温度异常的方法，该反应器系统包括具有栅格的反应室，该栅格配备有至少三个温度传感器，所述至少三个温度传感器一起限定测量栅格，其中，每个温度传感器代表测量点，所述方法包括以下步骤：
8、-在测量点处测量床温度；
9、-使用至少一个数值床温度模型计算测量点的床温度，以获得在反应器系统的正常操作状况下的计算床温度；
10、-对于测量点中的至少一些，将测量温度与计算温度进行比较，并且如果超过异常阈值，则确定存在局部温度异常。
11、使用该方法，用于监测床温度的至少三个温度传感器与数值床温度模型一起，提高了流化床温度测量的精度，使得现在可以检测局部床温度异常。
12、特别地，尤其是如果床温度在栅格水平处测量，在不愿意受理论束缚的情况下，局部异常可以被视为与流化床中的烧结状况的开始相关。本专利技术人已经观察到局部温度异常充当流化床开始烧结的前兆。因此，通过监测测量温度相对于计算温度，可以检测到开始的床烧结，并且可以及时采取措施来修复床或至少避免烧结变得更糟。这可能有助于避免反应器系统由于床烧结而关闭，以及昂贵的维修。有利地，床温度异常提供关于床质量的信息，优选地，床中是否发生烧结的信息。或者换句话说，将有可能接收关于床相关问题的信息，如果不采取补救行动，所述问题可能具有导致关闭的趋势。因此，可以改进反应器的可用性和/或可以降低操作成本。该方法优选地在本地控制系统中或远程地、优选地在过程智能系统中自动地执行。
13、测量点的计算床温度可以通过以下方式获得：
14、-准备和标定反应器操作数据(包括预定过程变量)与每个测量点处的测量床温度之间的数值模型；
15、-监测反应器的当前操作数据，包括每个测量点处的测量温度以及预定过程变量；
16、-对于至少一个测量点，数值模型用于使用当前操作数据和至少两个其它测量点的测量温度来计算计算温度；
17、-将计算温度和测量温度相对于异常标准进行比较，并且如果满足异常标准则确定存在局部温度异常。
18、可以使用优选地至少m天前的历史数据以延迟的方式执行标定，其中m至少为3，优选地m至少为7，更优选地m至少为14。以这种方式，可以更好确保刚刚出现的床质量问题将不会污染标定。
19、在流化床中实施燃烧过程的情况下，预定过程变量包括一次空气流量、燃料水分、主蒸汽流量、烟气氧量和床压力以及测量床温度。
20、根据本专利技术的实施例，计算床温度模型可以从以下方程获得：
21、y＝b0+b1×x1+b2×x2+...+bn-1×xn-1+bn×xn，
22、其中：
23、b0…bn是从线性回归模型获得的模型系数
24、x1至xn＝预选定过程变量1至n
25、在反应器是流化床气化器的情况下，过程参数包括以下中的一个或多个：
26、x1＝供给气化器的总蒸汽流量
27、x2＝至气化器的氧气入口流量
28、x3＝待气化原料的预选定属性(例如水分、和/或碱含量、和/或卤素含量中的一种或多种)
29、x4＝床温度测量值的平均值
30、x5＝预选定属性(例如h2和co,h2o、co2、o2和n2中的一种或多种)
31、x5＝床压力的平均值
32、x6＝再循环气体流量的平均值(如果适用)
33、x7＝蒸汽和氧气入口供给之间的控制比的平均值
34、在反应器是用于水合碱金属氧化物或碱土金属氧化物的流化床水合反应器的情况下，过程参数包括以下中的一个或多个：
35、x1＝总蒸汽流量
36、x2＝待水合的碱金属氧化物的第一预选定属性(例如其原始形式或其旨在增强其性能的工程变体(例如涂层或处理)的材料的尺寸分布、孔隙率和反应性))
37、x3＝床温度测量值的平均值
38、x4＝产物气体含量/温度
39、x5＝床压力的平均值
40、x6＝再循环气体流量的平均值。
41、在反应器是用于清洁烟气或过程气体流以去除co2和/或其它酸性气体的流化床反应器的情况下，过程参数包括以下中的一个或多个：
42、x1＝待清洁气体的总流率
43、x2＝待清洁气体的预选定属性
44、x3＝床温度测量值的平均值
45、x4＝反应物材料(例如进入反应器的cao)的流量
46、x5＝结果材料(例如来自反应器的caco3)的流率
47、x5＝床压力的平均值
48、在反应器是配置为燃烧燃料材料的流化床锅炉的情况下，可以从以下方程获得计算床温度模型：
49、y＝b0+b1×x1+b2×x2+b3×x3+b4×x4+b5×x5+b6×x6，
50、其中：
51、b0…b6是从线性回归模型获得的模型系数，以及
52、预定过程变量包括：
53、x1＝总空气流量，计算为一次空气流量(x1prim)和二次空气流量(x1sec)的总和
54、x2＝燃料水分
55、x3＝与输出床温度测量值(y)相邻的床温度测量值(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定流化床反应器系统(10)中的局部温度异常的方法，该反应器系统(10)包括具有栅格(250)的反应室(12)，该栅格(250)配备有至少三个温度传感器(20i)，所述至少三个温度传感器一起限定测量栅格，其中，每个温度传感器(20i)代表测量点(Pi,i＝1,...,n)；
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在该方法中，测量点(Pi,i＝1,...,N)的计算床温度(TCi；i＝1,...,N)通过以下方式获得：
3.根据权利要求2所述的方法，其中：使用优选地至少M天前的历史数据以延迟的方式执行标定，其中，M至少为3，优选地M至少为7，更优选地M至少为14。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中：当检测到局部温度异常时，在预定时间内不执行所述标定。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：当检测到满足给定阈值的局部温度异常时，在预定时间内不执行所述标定。
6.一种用于标定反应器系统(10)的流化床的数值模型的方法，优选地在根据权利要求1至5中任一项所述的方法的背景中使用，其中：
7.根据权利要求6
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中：在检测到局部温度异常时阻止所述标定。
9.一种估计流化床反应器床烧结的风险的方法，其中：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述方法中，进一步地，
11.根据权利要求10所述的方法，其中：使用根据权利要求1至5中任一项所述的方法获得计算床温度(TCi；I＝1,...,n)。
12.一种控制流化床反应器系统(10)的方法，其中：
13.根据权利要求12所述的方法，其中：操作的自动调节包括以下中的至少一个或多个：a)增加或减少反应物供给(151、152)，b)增加或减少待处理原料(20)的流率，c)增加或减少床材料供给和/或床材料去除，d)暂时限制反应器产量。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中：使用根据权利要求1至5中任一项所述的方法来监测局部床温度异常。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中：使用根据权利要求9至11中任一项所述的方法来监测床烧结指数。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中：监测的局部床温度异常和/或监测烧结指数是数值模型，并且其中，所述数值模型的延迟标定用于减少或避免标定数据中的最近床状况的影响。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：使用根据权利要求6至8中任一项所述的方法来执行所述延迟标定。
18.一种反应器系统(10)，其特征在于，所述反应器系统(10)配置成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定流化床反应器系统(10)中的局部温度异常的方法，该反应器系统(10)包括具有栅格(250)的反应室(12)，该栅格(250)配备有至少三个温度传感器(20i)，所述至少三个温度传感器一起限定测量栅格，其中，每个温度传感器(20i)代表测量点(pi,i＝1,...,n)；
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在该方法中，测量点(pi,i＝1,...,n)的计算床温度(tci；i＝1,...,n)通过以下方式获得：
3.根据权利要求2所述的方法，其中：使用优选地至少m天前的历史数据以延迟的方式执行标定，其中，m至少为3，优选地m至少为7，更优选地m至少为14。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中：当检测到局部温度异常时，在预定时间内不执行所述标定。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：当检测到满足给定阈值的局部温度异常时，在预定时间内不执行所述标定。
6.一种用于标定反应器系统(10)的流化床的数值模型的方法，优选地在根据权利要求1至5中任一项所述的方法的背景中使用，其中：
7.根据权利要求6所述的方法，其中：以预定间隔重复所述标定。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中：在检测到局部温度异常时阻止所述标定。
9.一种估计流化床反应器床烧结的风险的方法，其中：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：M·柳科宁，J·米耶蒂宁，A·凯图宁，
申请(专利权)人：住友重机械福惠能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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