粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统制造方法及图纸

一种能保证装置运行过程中氧气与煤粉流量的稳定调节、有效避免因操作失误引起的氧气过量、同时减少工艺操作人员的操作次数、提高工艺指标精确度的粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统，包括粉煤流量控制回路、氧气流量控制回路、氧煤比交叉耦合控制回路、负荷控制加交叉限幅选择控制回路和气化炉，粉煤流量控制回路设在与气化炉相连的粉煤输送管线上，粉煤流量控制回路包括依次相连的煤粉流量调节器和三个煤粉流量计；载气管道上装有载气流量计和载气调节阀；氧气流量控制回路设在与气化炉相连的氧气输送管线上，氧气流量控制回路包括依次相连的温度测量仪表、压力测量仪表、三个氧气流量计和氧气调节阀。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动控制系统，尤其涉及一种粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统。
技术介绍
气流床粉煤加压气化技术是国际上最先进的煤气化技术之一，以粉煤为原料的气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高等技术优势，有更强的市场竞争力。粉煤加压气化工艺是以粉煤和纯氧为原料，采用气流床反应器，在高温、高压、非催化条件下进行部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为有效成分的粗合成气。控制炉温是提高碳转化率的关键，而为防止氧气过剩发生爆炸事故，必须对氧气和粉煤的流量比例进行控制。氧气与煤粉的进料量控制又与氧煤比设定、负荷设定及前面的氧气系统、后面的合成气系统等诸多因素相互关联制约，联锁逻辑十分复杂，稍有偏差就会造成装置停车乃至爆炸。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能保证装置运行过程中氧气与煤粉流量的稳定调节、有效避免因操作失误引起的氧气过量、同时减少工艺操作人员的操作次数、提高工艺指标精确度的粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为—种粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统，包括粉煤流量控制回路、氧气流量控制回路、氧煤比交叉耦合控制回路、负荷控制加交叉限幅选择控制回路和气化炉，其特征是粉煤流量控制回路设在与气化炉相连的粉煤输送管线上，粉煤流量控制回路包括依次相连的煤粉流量调节器和三个煤粉流量计，煤粉流量调节器为一补气装置，包括两个载气入口、一个物料入口、一个物料出口 ；载气管道上装有载气流量计和载气调节阀；氧气流量控制回路设在与气化炉相连的氧气输送管线上，氧气流量控制回路包括依次相连的温度测量仪表、压力测量仪表、三个氧气流量计和氧气调节阀；氧煤比交叉耦合控制回路包括有氧煤比设定器，氧煤比设定器上连接有相并连的乘法器和除法器；负荷控制加交叉限幅选择控制回路包括有负荷设定器，负荷设定器上连接有限幅器，限幅器上连接有相并连的高值选择器和低值选择器。本技术利用离散控制系统(简称DCS)设计，应用于粉煤加压气化装置，按比例自动控制氧气与煤粉流量，利用离散控制系统(简称DCQ实现了氧煤比自动控制，包括中值选择、比例控制、温度压力补偿、选择控制、交叉耦合控制和交叉限幅控制等一系列综合控制。使用本技术保证了装置运行过程中氧气与煤粉流量的稳定调节，可有效避免因操作失误引起的氧气过量，同时减少工艺操作人员的操作次数，提高工艺指标的精确度， 为生产装置的安全运行提供了技术保障。附图说明图1是本技术的控制原理示意图；图2是本技术的结构示意图。附图中1、粉煤流量控制回路；2、氧气流量控制回路；3、氧煤比交叉耦合控制回路；4、负荷控制加交叉限幅选择控制回路；5、气化炉。11、煤粉流量计；12、煤量中值选择器；13、载气流量调节器；14、煤粉流量调节器； 15、载气流量计；131、载气阀门控制器；132、载气调节阀。21、氧气流量计；22、压力测量仪表；23、温度测量仪表；24、温压补偿单元；25、氧量中值选择器；26、氧气纯度校正器；27、氧气流量调节器；28、乘法计算器；271、氧气阀门控制器；272、氧气调节阀。31、乘法器；32、除法器；33、氧煤比设定器。41、负荷设定器；42、限幅器；43、高值选择器；44、低值选择器。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步描述一种粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统，如图1、图2所示，包括粉煤流量控制回路1、氧气流量控制回路2、氧煤比交叉耦合控制回路3、负荷控制加交叉限幅选择控制回路4和气化炉5，粉煤流量控制回路1设在与气化炉5相连的粉煤输送管线上，粉煤流量控制回路1包括依次相连的煤粉流量调节器14和三个煤粉流量计11，煤粉流量调节器14 为一补气装置，包括两个载气入口、一个物料入口、一个物料出口，载气经载气调节阀132 调节后由载气入口补入煤粉流量调节器14，载气调节阀132上装有载气阀门控制器131，用于控制载气调节阀132开度，载气管道上装有载气流量计15用于测量载气流量，三个煤粉流量计11测得的三个煤粉流量值送入离散控制系统(简称DCQ内煤量中值选择器12，经选择得到煤粉流量值送给载气阀门控制器131。氧气流量控制回路2设在与气化炉5相连的氧气输送管线上，氧气流量控制回路2包括依次相连的温度测量仪表23、压力测量仪表 22、三个氧气流量计21和氧气调节阀272，压力测量仪表22、温度测量仪表23和三个氧气流量计21测得压力、温度及氧气流量值送入DCS系统的温压补偿单元M，温压补偿后的氧气流量传给DCS系统内的氧量中值选择器25，从氧量中值选择器25输出的氧量值送入DCS 系统的乘法计算器观，与氧气纯度校正器沈给出的氧气纯度值进行计算得到的氧气量分别送给氧气调节阀272的氧气阀门控制器271和氧煤比交叉耦合控制回路3的除法器32。 所述氧煤比交叉耦合控制回路3和负荷控制加交叉限幅选择控制回路4利用DCS系统设计，氧煤比交叉耦合控制回路3包括有氧煤比设定器33，氧煤比设定器33上连接有相并连的乘法器31和除法器32，乘法器31接受负荷控制加交叉限幅选择控制回路4的低值选择器44的输出信号，除法器32输出信号给负荷控制加交叉限幅选择控制回路4的高值选择器43相连；负荷控制加交叉限幅选择控制回路4包括有负荷设定器41，负荷设定器41上连接有限幅器42，限幅器42上连接有相并连的高值选择器43和低值选择器44，高值选择器43信号输出给载气阀门控制器131，低值选择器44接受煤量中值选择器12的输出值，低值选择器44的输出信号送给氧煤比交叉耦合控制回路3的乘法器31。所述煤粉流量计11的数量为三个，依次串联；所述氧气流量计21的数量为三个， 在同一测量点，相互并联。上面所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的构思和范围进行限定，在不脱离本技术设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本技术的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本技术的保护范围，本技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本技术是一种用于粉煤加压气化装置安全运行的氧煤比自动控制系统，能按设定比例自动控制粉煤气化装置氧气流量与粉煤流量，氧气煤粉流量调节控制是该系统的核心。本技术由粉煤流量控制回路、氧气流量控制回路、氧煤比交叉耦合控制回路和负荷控制加交叉限幅选择控制回路等4个部分组成，下面分别介绍1、粉煤流量控制回路。粉煤流量控制回路1包括煤粉流量计11、煤量中值选择器12、载气流量调节器13 和煤粉流量调节器14。三个煤粉流量测量值同时输入煤量中值选择器，经中值选择后作为煤粉流量最终值，载气流量调节器的输出值控制载气调节阀132动作，对煤粉载气量进行调节，从而控制煤粉流量，使煤粉输送量保持在给定值上。其中，载气流量调节器包括一个载气流量计15、一个载气调节阀，煤粉流量调节器14为一补气装置，包括两个载气入口、一个物料入口、一个物料出口。载气通过该补气装置均勻补入输料管路，对煤粉流量进行调节。粉煤流量控制回路中，由三个煤粉流量计11分别对煤粉流量进行测量，得到三个测量值，将这三个测量值送入中值选择器进行中值选择，在这里，中值选择器对输入的测量值进行比较，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统，包括粉煤流量控制回路（１）、氧气流量控制回路（２）、氧煤比交叉耦合控制回路（３）、负荷控制加交叉限幅选择控制回路（４）和气化炉（５），其特征是：粉煤流量控制回路（１）设在与气化炉（５）相连的粉煤输送管线上，粉煤流量控制回路（１）包括依次相连的煤粉流量调节器（１４）和煤粉流量计（１１），煤粉流量调节器（１４）为一补气装置，包括两个载气入口、一个物料入口、一个物料出口；载气管道上装有载气流量计（１５）和载气调节阀（１３２）；氧气流量控制回路（２）设在与气化炉（５）相连的氧气输送管线上，氧气流量控制回路（２）包括依次相连的温度测量仪表（２３）、压力测量仪表（２２）、氧气流量计（２１）和氧气调节阀（２７２）；氧煤比交叉耦合控制回路（３）包括有氧煤比设定器（３３），氧煤比设定器（３３）上连接有相并连的乘法器（３１）和除法器（３２）；负荷控制加交叉限幅选择控制回路（４）包括有负荷设定器（４１），负荷设定器（４１）上连接有限幅器（４２），限幅器（４２）上连接有相并连的高值选择器（４３）和低值选择器（４４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路文学，金刚，郭宝贵，张鸿林，李磊，刘珂，王辉，王军，傅进军，刘宗峰，闫风琴，荆波，李彩艳，孙西红，宋甜甜，胡宇峰，尹洪清，
申请(专利权)人：水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心，
类型：实用新型
国别省市：37