[发明专利]气化器监视和控制系统

说明书

本申请是2011年10月8日提交的申请号为201110315777.3、发明名称为“气化器监视和控制系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本文公开的主题涉及气化器，且更具体地涉及气化器传感器和监视器。

背景技术

IGCC动力设备能够相对清洁和有效地从诸如煤或天然气之类的各种含碳给料生成能量。IGCC技术可通过使含碳给料在气化器中与氧气和蒸汽反应而将其转化为一氧化碳(CO)和氢气(H₂)的气态混合物，即合成气。气化器内的反应可产生称为炉渣的副产品。炉渣通常顺着气化器的内壁流下并最终离开气化器。炉渣有时可能不会从气化器流出并且可能代之以聚集在气化器喉部。为了确定炉渣是否堵住气化器喉部，操作员可能需要使气化器停机，移除给料喷射器，并人工检查气化器内部。不幸的是，人工检查引起气化器的高成本停机时间，并由于它基于操作员的经验而在一定程度上是主观的。

发明内容

下面概述了范围与原始主张权利的发明相称的特定实施例。这些实施例并非旨在限制要求保护的发明的范围，相反，这些实施例仅旨在提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包含与以下阐述的实施例相似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括：包括限定腔室、进口、出口和端口的壁的气化器；与进口联接的组合给料喷射器，其中该组合给料喷射器构造成将第一燃料和空气喷入腔室以预热气化器，并且该组合给料喷射器构造成在预热后将第二燃料和氧气喷入气化器以使第二燃料气化；与端口联接的光学传感器；以及与该光学传感器联接的监视系统，其中该监视系统配置成从光学传感器获取数据、处理该数据并基于该数据而提供代表气化器的状态的输出。

在第二实施例中，一种系统包括：气化器监视器，该监视器配置成从指向气化器的腔室中的光学传感器获取图像数据、处理该图像数据并基于该图像数据而提供代表气化器的状态的输出；以及对来自气化器监视器的输出作出响应的气化器控制器，其中该气化器控制器配置成响应于该输出来调节进入气化器的燃料流或氧气或空气流中的至少一者。

在第三实施例中，一种方法包括：获得气化器的腔室的图像；以及相对于基线在空间上分析该图像以确定腔室内部的磨损状态或炉渣状态。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，全部附图中相似的附图标记代表相似的零件，其中：

图1是可采用用于气化器的内部监视器和控制系统的IGCC动力设备的一个实施例的方框图；

图2是带有用于在内部监视和控制气化器的系统的气化器的一个实施例的截面图；

图3是示出了用于在从预热模式过渡到气化模式期间在内部监视和控制气化器的过程的一个实施例的流程图；

图4是示出了用于基于为了确定气化器内部的一个或更多个状态而分析的图像数据而在内部监视和控制气化器的过程的一个实施例的流程图；

图5是代表气化器内部的图像数据的一个实施例的示例性的视图；

图6是代表气化器内部的经处理的图像数据的一个实施例的示例性的视图；

图7是用于在气化器运行期间在内部监视气化器的光学器件的一个实施例的截面图；以及

图8是用于在气化器的停机时间期间在内部检查气化器的光学器件的一个实施例的截面图。

零部件列表

100  IGCC系统

102  燃料源

104  给料制备单元

106  气化器

108  炉渣

110  气体净化器

111  硫

112  硫处理装置

113  可分离盐

114  水处理单元

116  碳捕获系统

120  燃烧器

118  燃气涡轮发动机

122  ASU

123  补充空气压缩机

124  DGAN压缩机

130  涡轮

131  驱动轴

132  压缩机

134  负载

136  蒸汽涡轮发动机

138  HRSG系统

140  第二负载

142  冷凝器

128  冷却塔

150  系统

152  气化器

154  组合给料喷射器

156  光学器件