氧氣進料控制系統及其氣化爐進料系統技術方案

本發明專利技術公開了一種氧氣進料控制系統及其氣化爐進料系統。所述氧氣進料控制系統包括氧氣流量建立系統和氧氣投料系統；所述氧氣流量建立系統的管線由氧氣源依次經第一遠程控制閥和氧氣流量調節閥與所述氧氣投料系統連接；所述氧氣投料系統的管線依次經第一切斷閥和第二切斷閥后分為至少兩條支管，每條所述支管經支管節流元件與噴嘴連接。所述氣化爐進料系統包括所述氧氣進料控制系統。本發明專利技術大大降低了一套氧氣進料控制系統中閥門和計量系統的硬件投資，進而降低了整個氣化爐系統的投資成本以及系統的操作強度和復雜性，減少了因閥門和計量系統的部分損壞導致的系統故障停車概率，增強了整個氣化爐進料系統的可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種氧氣進料控制系統及其氣化爐進料系統。
技術介紹
煤炭氣化過程是以氧氣(空氣、富氧或工業純氧)、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為可燃性氣體的工藝過程，其中氣流床氣化技術因其良好的技術指標、高處理負荷和環境友好性等特點，成為當今煤炭氣化的主流技術。其中，多噴嘴對置式煤氣化技術是國際先進的大型煤氣化主流技術之一，其以獨特的大型化優勢、優異的工藝性能和安全可靠性，得到了廣泛的工業應用。多噴嘴對置式氣化技術的特點是煤等含碳物質(粉態或漿態)和氧氣分別經過四套流量調節、計量和多道切斷閥后進入氣化爐。與單噴嘴氣化爐相比，其控制閥門與計量系統較復雜，投資較大，尤其是高壓高純氧氣的計量與控制系統。傳統的多噴嘴煤氣化技術中的氣化爐氧氣控制系統分為氧氣流量建立系統和氧氣投料系統，氧氣控制系統還包括四組調節、計量和控制系統，在氣化爐投料與控制中采用兩兩組合的形式得到一套控制系統，分別對每一個燒嘴的氧氣進料進行調節、計量和控制。對于一臺多噴嘴對置式氣化爐，一般有兩套控制系統，其控制閥門與計量系統十分復雜和龐大，由于管道布置、儀器儀表、燒嘴尺寸等存在某些硬件上無法避免的細微差異，常會導致最終一對燒嘴中氧氣進料分配不均勻，影響生產效果，且該控制系統投資成本巨大，長時間運行易出現系統可靠性等問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的是現有技術控制系統操作強度大、結構復雜、長時間運行易出現可靠性問題、以及投資成本巨大的缺陷，提供了一種系統較簡化、
可靠性較好、投資較低的氧氣進料控制系統及其氣化爐進料系統。在本專利技術之前，本領域常規氧氣進料控制系統為了實現氧氣進料比例在噴嘴間的均勻分配，分別對每個噴嘴對應設置一套控制閥門與計量系統，不僅投資成本大，系統可靠性也低，容易因單個閥門管件的損壞導致整個氣化爐進料系統的停車乃至連帶性的損害；另一方面，基于本領域常規知識，節流元件如標準孔板主要僅用于配合各種差壓計或差壓變送器測量管道中各種流體的流量等；而本專利技術通過實驗室測試以及實際工程應用，意外地發現節流元件對于上述技術問題的解決具有較大實用意義，并結合相關技術手段最終應用節流元件實現了噴嘴間氧氣進料比例的均勻分配以及系統的組成優化。本專利技術通過下述技術方案來解決上述技術問題：本專利技術提供了一種氧氣進料控制系統，所述氧氣進料控制系統包括氧氣流量建立系統和氧氣投料系統；所述氧氣流量建立系統的管線由氧氣源依次經第一遠程控制閥和氧氣流量調節閥與所述氧氣投料系統連接；所述氧氣投料系統的管線依次經第一切斷閥和第二切斷閥后分為至少兩條支管，每條所述支管經支管節流元件與噴嘴連接。本專利技術中，所述氧氣流量調節閥和所述第一切斷閥之間的管線上較佳地還設有放空支管，所述放空支管的管線依次經第三切斷閥和第二遠程控制閥接大氣放空。本專利技術中，每條所述支管較佳地分為內通道管線和外通道管線，其中，所述外通道管線經外通道節流元件與噴嘴外通道連接，所述內通道管線經內通道節流元件與噴嘴內通道連接，以實現噴嘴的內通道和外通道之間氧氣進料比例的均勻分配。本專利技術中，所述外通道節流元件與所述噴嘴外通道之間的管線上較佳地設有一止回閥。本專利技術中，所述內通道節流元件與所述噴嘴內通道之間的管線上較佳地設有一止回閥。本專利技術中，所述氧氣進料控制系統較佳地還包括氮氣輔助系統，用于投料前后的管道吹掃以及停車后的系統保護；所述氮氣輔助系統包括前氮氣輔助系統和后氮氣輔助系統；所述前氮氣輔助系統的管線包括第一氮氣支管和第二氮氣支管，所述第一氮氣支管由氮氣源依次經截止閥、第三遠程控制閥和止回閥后與第一氮氣接入點連接，所述第一氮氣接入點位于所述第一遠程控制閥與所述氧氣流量調節閥之間的管線上，所述第二氮氣支管由所述氮氣源依次經截止閥、第四切斷閥和止回閥后與第二氮氣接入點連接，所述第二氮氣接入點位于所述第一切斷閥與所述第二切斷閥之間的管線上；所述后氮氣輔助系統的管線包括第三氮氣支管和第四氮氣支管，所述第三氮氣支管由所述氮氣源依次經截止閥、第五切斷閥和止回閥后與第三氮氣接入點連接，所述第三氮氣接入點位于所述第二切斷閥與所述支管的分叉點之間的管線上，所述第四氮氣支管由所述氮氣源依次經截止閥和第六切斷閥接入于所述第五切斷閥與所述第三氮氣支管上的止回閥之間的管線上。本專利技術中，所述支管節流元件、所述外通道節流元件和所述內通道節流元件較佳地均為標準孔板；所述標準孔板為本領域常規使用的標準孔板，其具體規格在現場管道布置完成后，根據管道內流體流動的雷諾數計算或模擬出管道局部阻力系數，然后根據本領域常規方法計算管道內流體壓降，得到標準孔板的規格選擇。本專利技術中，所述支管節流元件、所述外通道節流元件和所述內通道節流元件的材料與所述氧氣進料控制系統的管線的材料一致，一般為本領域常規使用的氧氣輸送管道材料，例如Inconel600型鎳-鉻-鐵基固溶強化合金或Inconel625型鎳-鉻-鐵基固溶強化合金。本專利技術中，所述第一遠程控制閥、所述第二遠程控制閥和所述第三遠程控制閥均為本領域常規使用的遠程控制閥，其中，所述第二遠程控制閥較佳
地為放空背壓閥。本專利技術中，所述第一切斷閥、所述第二切斷閥、所述第三切斷閥、所述第四切斷閥、所述第五切斷閥和所述第六切斷閥均為本領域常規使用的切斷閥。本專利技術中，所述氧氣流量調節閥為本領域常規使用的氧氣流量調節閥。本專利技術中，所述第一氮氣接入點與所述氧氣流量調節閥之間的管線上較佳地設有一主管文丘里管，所述主管文丘里管與總流量計連接。本專利技術中，所述支管的分叉點與所述支管節流元件之間的管線上較佳地設有一支管文丘里管，所述支管文丘里管與支管流量計連接。本專利技術中，所述內通道管線和所述外通道管線的分叉點與所述內通道節流元件之間的管線上較佳地設有一內通道文丘里管，所述內通道文丘里管與內通道流量計連接。本專利技術中，所述第三氮氣支管和所述第四氮氣支管之間的分叉點與所述第四氮氣支管的截止閥之間的管線上較佳地接有一氮氣流量計。本專利技術中，所述總流量計、所述支管流量計、所述內通道流量計和所述氮氣流量計均為本領域常規使用的流量計，其中，所述總流量計較佳地與本領域常規使用的流量報警器連接，所述支管流量計和所述內通道流量計較佳地與本領域常規使用的流量控制器連接，所述氮氣流量計較佳地為孔板流量計。本專利技術中，所述第一氮氣接入點與所述主管文丘里管之間的管線上較佳地經一截止閥接有一第一壓力表。本專利技術中，所述氧氣流量調節閥與所述放空支管之間的管線上較佳地經一截止閥接有一第二壓力表。本專利技術中，所述第二氮氣接入點與所述第二切斷閥之間的管線上較佳地經一球閥接有一第三壓力表。本專利技術中，所述第一壓力表、所述第二壓力表和所述第三壓力表均為本領域常規使用的壓力表。本專利技術中，其他未特指的閥門如截止閥、止回閥和球閥等均為本領域常規使用的閥門。本專利技術還提供了一種多噴嘴對置式水煤漿或煤粉氣化爐進料系統，其包括如上所述的氧氣進料控制系統。在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本專利技術各較佳實例。本專利技術的積極進步效果在于：本專利技術在不影響氧氣在兩個噴嘴間均勻分配進料與系統安全穩定控制的前提下，大大降低了一套氧氣進料控制系統中閥門和計量系統的硬件投資，進而降低了整個氣化爐系統的投資成本以及系統的操作強度和復雜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氧氣進料控制系統，其特征在于，其包括氧氣流量建立系統和氧氣投料系統；所述氧氣流量建立系統的管線由氧氣源依次經第一遠程控制閥和氧氣流量調節閥與所述氧氣投料系統連接；所述氧氣投料系統的管線依次經第一切斷閥和第二切斷閥后分為至少兩條支管，每條所述支管經支管節流元件與噴嘴連接。

【技術特征摘要】
1.一種氧氣進料控制系統，其特征在于，其包括氧氣流量建立系統和氧氣投料系統；所述氧氣流量建立系統的管線由氧氣源依次經第一遠程控制閥和氧氣流量調節閥與所述氧氣投料系統連接；所述氧氣投料系統的管線依次經第一切斷閥和第二切斷閥后分為至少兩條支管，每條所述支管經支管節流元件與噴嘴連接。2.如權利要求1所述的氧氣進料控制系統，其特征在于，所述氧氣流量調節閥和所述第一切斷閥之間的管線上還設有放空支管，所述放空支管的管線依次經第三切斷閥和第二遠程控制閥接大氣放空。3.如權利要求2所述的氧氣進料控制系統，其特征在于，所述第二遠程控制閥為背壓閥。4.如權利要求2所述的氧氣進料控制系統，其特征在于，每條所述支管分為內通道管線和外通道管線，其中，所述外通道管線經外通道節流元件與噴嘴外通道連接，所述內通道管線經內通道節流元件與噴嘴內通道連接；較佳地，所述外通道節流元件與所述噴嘴外通道之間的管線上設有一止回閥；較佳地，所述內通道節流元件與所述噴嘴內通道之間的管線上設有一止回閥。5.如權利要求4所述的氧氣進料控制系統，其特征在于，所述支管節流元件、所述外通道節流元件和所述內通道節流元件均為標準孔板。6.如權利要求4所述的氧氣進料控制系統，其特征在于，所述氧氣進料控制系統還包括氮氣輔助系統，所述氮氣輔助系統包括前氮氣輔助系統和后氮氣輔助系統；所述前氮氣輔助系統的管線包括第一氮氣支管和第二氮氣支管，所述第一氮氣支管由氮氣源依次經截止閥、第三遠程控制閥和止回閥后與第一氮氣接入點連接，所述第一氮氣接入點位于所述第一遠程控制閥與所述氧氣流量調節閥之間的管線上，所述第二氮氣支管由所述氮氣源依次經截止閥、第四
\t切斷閥和止回閥后與第二氮氣接入點連接，所述第二氮氣接入...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許建良，于廣鎖，劉海峰，代正華，趙輝，李偉鋒，梁欽鋒，郭曉鐳，郭慶華，龔欣，王輔臣，王亦飛，陳雪莉，王興軍，劉霞，陸海峰，李超，龔巖，王立，
申請(專利權)人：華東理工大學，上海熠能燃氣科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31