[发明专利]双流化床煤气化工艺负荷的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化领域，尤其涉及一种双流化床煤气化工艺负荷的控制方法及系统。

背景技术

当前，机械、冶金、建材、轻工、化工、耐材等行业热加工车间已广泛使用燃料煤气作为燃料气的主要来源之一。作为燃料煤气生产装置煤气发生炉水平可直接反映上述行业总体水平。与传统的两段固定床煤气发生炉装置相比，双流化床煤气发生装置在技术上、安全性、环保上有了很大提高，具体表现在：应用流态化技术处理低阶、高灰分的碎煤，煤气余热回收利用不存在因换热造成爆燃爆炸安全隐患，无酚水，无焦油等等。

但是，双流化床煤气化工艺负荷调节往往由由下游生产的煤气需求量来决定，煤气需求量变化直接影响工艺操作参数调节和煤气质量；而且工况变化时，气化用煤量、气化剂用量与产气量之间的关系会发生线性时变变化，而传统的PID控制(比例、积分、微分控制)适用于线性定常系统，常用于固定床煤气发生炉，对双流化床煤气化工艺负荷调节控制效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种双流化床煤气化工艺负荷的控制方法及系统，提高了煤气化装置对工况的适应性，提高了工艺负荷调整期间的工艺抗冲击能力，以及提高了设备的寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双流化床煤气化工艺负荷的控制方法，包括：

测量双流化床煤气发生装置的进煤量、空气流量及蒸汽流量；

根据测量到的数据判断双流化床煤气发生装置是否为正常运行状态；

若是，则采用预设的进料控制算法并根据双流化床煤气发生装置当前所处的负荷状态，以及空气流量及蒸汽流量的变化量计算相应的进煤量、空气流量及蒸汽流量控制参数；

根据计算到的进煤量、空气流量及蒸汽流量控制参数对双流化床煤气发生装置进行进料调节，从而实现负荷控制。

进一步的，所述判断双流化床煤气发生装置是否为正常运行状态包括：

计算实时负荷Load：Load＝F(coal)/F(standard)×100％；其中，F(coal)为测量到的进煤量，F(standard)为设计满负荷；

根据计算到的实时负荷Load并结合预设的判定阈值判断双流化床煤气发生装置的是否为正常运行状态；若a≤Load，则判定双流化床煤气发生装置为正常运行状态，若0≤Load<a，则判定为开车或故障状态；

若为正常运行状态则进一步判定其负荷状态：当a≤Load<b，判定为低负荷状态；当b≤Load<c，判定为正常负荷状态；当Load>c，判定为高负荷状态；

其中，a<b<100％<c。

进一步的，当双流化床煤气发生装置处于低负荷状态时，采用预设的进料控制算法计算相应的进煤量、空气流量及蒸汽流量控制参数的步骤包括：

假设进煤量设定值为S11，空气流量设定值为S21，蒸汽流量设定值为S31；

将当前周期、上一周期、上上周期的双流化床煤气发生装置负荷与设定负荷之间的偏差分别记为dL111、dL112及dL113，则通过进煤PID算法计算进煤量设定值S11的公式如下：

S11＝S11+KP11×(dL111-dL112)+TI11×dL111+TD11×(dL111-2dL112+dL113)；

其中，KP11、TI11及TD11分别为低负荷状态时进煤PID算法的比例、积分及微分参数；

根据进煤量设定值S11计算进煤螺旋频率W11；

之后，并根据煤量设定值S11计算空气流量设定值S21及蒸汽流量设定值S31：

S21＝C11×S11；S31＝C21×S11；

其中，C11与C21分别为低负荷状态时空气流量、蒸汽流量比例控制中与进煤量的比值系数；

将当前周期、上一周期、上上周期的空气流量与空气流量设定值S21之间的偏差分别记为dF211、dF212及dF213；则通过空气PID算法计算空气阀门输出值V21的公式如下：

V21＝V21+KP21×(dF211-dF212)+TI21×dF211+TD21×(dF211-2dF212+dF213)；

其中，KP21、TI21及TD21分别为低负荷状态时空气PID算法的比例、积分及微分参数；

将当前周期、上一周期、上上周期的蒸汽流量与蒸汽流量设定值S31之间的偏差分别记为dF311、dF312及dF313；则通过蒸汽PID算法计算蒸汽阀门输出值V31的公式如下：