CN111019707B - 控制气化炉运行的方法、装置和气化炉 - Google Patents

控制气化炉运行的方法、装置和气化炉 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种控制气化炉运行的方法、装置和气化炉，用于解决相关技术中联锁和顺控在气化炉运行时同时存在会使得联锁、顺控动作相互矛盾而造成安全隐患的技术问题。所述控制气化炉运行的方法包括：在执行开车程序或停车程序中的每个步骤之前，确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件；顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件；当监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，切换为联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至停车步稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致。

Description

控制气化炉运行的方法、装置和气化炉
技术领域
本公开涉及气化炉领域，具体地，涉及一种控制气化炉运行的方法、装置和气化炉。
背景技术
煤气化装置开工过程中，需要点火、升温、升压、投煤。其中，投煤过程无法通过操作员手动开工实现，所以需要用顺控(即顺序控制)来实现投煤，同时也需要通过联锁***对煤气化装置的操作过程进行保护。
由于，联锁是对多个阀门同时发命令以让多个阀门执行命令，并且不需要检测阀门的回讯。而顺控必须检测阀门的回讯，如果接收不到回讯，顺控在对下个阀门发出命令之前就需要等待。如果联锁和顺控同时存在，就会发生联锁、顺控相互矛盾的情况，这样会存在这安全隐患。
发明内容
本公开提供一种控制气化炉运行的方法、装置和气化炉，以解决相关技术中联锁和顺控在气化炉运行时同时存在会使得联锁、顺控相互矛盾而造成安全隐患的技术问题。
为实现上述目的，本公开实施例的第一方面，提供一种控制气化炉运行的方法，所述方法包括：
在执行开车程序或停车程序中的每个步骤之前，确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件；
顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件；
当监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，切换为联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至停车步稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致。
可选地，所述顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作，包括：
按照顺序将第一控制指令发送给该步骤中所用的当前阀门；
确认收到当前阀门执行第一控制命令后的回讯；
按照顺序将第二控制指令发送给该步骤中所用的下一个阀门。
可选地，所述联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至停车步稳态，包括：
将联锁指令同时发送给所用的所有阀门，顺控跳步至停车步稳态。
可选地，所述开车程序包括长明灯点火步骤；
顺序控制长明灯点火步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足长明灯点火步骤对应的联锁条件，包括：
将对应的控制指令按顺序先后发送给仪表风切断阀、仪表风调节阀、燃料气切断阀、燃料气调节阀、助推气调节阀、氮气切断阀；
在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令后，控制上述的阀门进入稳态；上述的阀门稳态时的最终开关状态为阀门执行控制指令后所处的状态；
在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令时，实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件。
本公开实施例的第二方面，提供一种控制气化炉运行的装置，所述装置包括：
确认模块，用于在执行开车程序或停车程序中的每个步骤之前，确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件；
第一控制模块，用于顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件；
第二控制模块，用于当监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，切换为联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至停车步稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致。
可选地，所述第一控制模块包括：
第一发送子模块，用于按照顺序将第一控制指令发送给该步骤中所用的当前阀门；
确认子模块，用于确认收到当前阀门执行第一控制命令后的回讯；
第二发送子模块，用于按照顺序将第二控制指令发送给该步骤中所用的下一个阀门。
可选地，所述第二控制模块还用于：将联锁指令同时发送给所用的所有阀门，顺控跳步至停车步稳态。
可选地，所述开车程序包括长明灯点火步骤；
所述第一控制模块还包括：
第三发送子模块，用于将对应的控制指令按顺序先后发送给仪表风切断阀、仪表风调节阀、燃料气切断阀、燃料气调节阀、助推气调节阀、氮气切断阀；
控制子模块，用于在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令后，控制上述的阀门进入稳态；上述的阀门稳态时的最终开关状态为阀门执行控制指令后所处的状态；
监测子模块，用于在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令时，实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件。
本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
本公开实施例的第四方面，提供一种气化炉，所述气化炉包括上述第二方面中任一项所述的控制气化炉运行的装置。
采用上述技术方案，至少能够达到如下技术效果：
本公开利用联锁纵向保护顺控，当联锁发生时，将当前的顺控切换为联锁控制，并且使联锁控制下的阀门的最终位置与顺控结尾时阀门的位置一致，进而很好的解决了联锁和顺控的执行关系，避免了联锁和顺控同时执行阀门而导致联锁、顺控相互矛盾的情况，解决了相关技术中联锁和顺控在气化炉运行时同时存在会使得联锁、顺控相互矛盾而造成安全隐患的技术问题，利用顺控和联锁相结合的方法实现了气化炉开工过程中的立体保护。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开一示例性实施例示出的一种控制气化炉运行的方法流程图。
图2是本公开一示例性实施例示出的另一种控制气化炉运行的方法流程图。
图3是本公开一示例性实施例示出的一种控制气化炉运行的装置框图。
图4是本公开一示例性实施例示出的一种控制气化炉运行的装置的第一控制模块的框图。
图5是本公开一示例性实施例示出的另一种气化炉运行的装置的第一控制模块的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1根据一示例性实施例示出的一种控制气化炉运行的方法流程图，以解决相关技术中联锁和顺控在气化炉运行时同时存在会使得联锁、顺控相互矛盾而造成安全隐患的技术问题。如图1示，该方法包括：
S11，在执行开车程序或停车程序中的每个步骤之前，确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件。
S12，顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件。
S13，当监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，切换为联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至停车步稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致。
在对本公开的方法步骤阐述之前，先对气化炉的开车程序和停车程序进行介绍，开车程序所用阀门的动作由顺控完成，顺控就是由DCS(Distributed Control System；集散控制***)***控制阀门动作，阀门动作有先后顺序，所以叫顺控，也就是顺序控制。开车程序首先需要长明灯点火：气化炉压力在0.3Mpa以下，首先打开燃料气阀门，当燃料气流量达到0.45kg/h后，打开仪表风阀门，点火枪开始点火，并控制仪表风和燃料气流量比例为17:1；接着，增加助推燃料气，并加入低压氧气，控制氧气与燃料气比例在3.4:1，此时，长明灯点火完毕。接着，将燃气烧嘴点燃：首先打开低量程燃料气阀门，根据氧燃比自动给氧气调节阀赋值，并控制氧气流量，根据气化炉升温曲线，不断增加燃料气和氧气流量。根据升温曲线不断增加燃料气和氧气流量，当低量程燃料气流量达到调节上限，打开高量程燃料气流量调节阀，高量程氧燃比与低量程氧燃比数值一样，随后打开高量程氧气调节阀，根据升温曲线，不断提高高量程燃料气和氧气流量。当气化炉温度达到1100度后，开始升高气化炉压力，将气化炉压力升至正常操作压力，开始投煤。投煤时需要将煤浆泵循环，然后顺控会自动打开煤浆上下游阀门，当煤浆进入气化炉后，根据氧煤比的设定值，氧气阀门由顺控自动打开，将氧气送入气化炉。至此，气化炉的开车程序完成。
气化炉的停车程序是：首先降低煤浆进入气化炉的流量，当煤浆流量降至最低负荷后，由顺控关闭煤浆和氧气阀门，同时燃气烧嘴的高量程燃料气和氧气会打开，根据降温曲线，不断减少燃料气和氧气流量。当气化炉温度低于1300度后，气化炉开始降压至0.17Mpa。降至低压后，高量程燃料气和氧气流量继续减少至最低值。接着，打开低量程燃料气和氧气，关闭高量程燃料气和氧气阀门。逐渐降低低量程燃料气和氧气流量，当气化炉温度降至871度以下，关闭低量程燃料气和氧气阀门，气化炉开始自然降温。至此，气化炉停车程序完成。
在步骤S11中，在执行上述的开车程序或停车程序中的每个步骤之前，需要确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件。比如，长明灯点火烧嘴进入点火步骤之前，顺控条件要求气化炉压力达到0.3Mpa，氮气吹扫流量大于236Nm3/h，操作员确认点火枪投用。
在气化炉的运行参数达到顺控条件的要求后，执行步骤S12，可以通过DCS***顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作，并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件。其中，所述顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作，包括：按照顺序将第一控制指令发送给该步骤中所用的当前阀门；确认收到当前阀门执行第一控制命令后的回讯；按照顺序将第二控制指令发送给该步骤中所用的下一个阀门。
气化炉中的每个步骤可能包括了多个阀门的操作，在达到顺控条件的要求后，DCS***通过先后发出控制指令顺序控制阀门的开闭，并且DCS***需要收到当前阀门的回讯后才给下一个阀门发出控制指令。在顺序控制多个阀门的操作过程中，需要实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件，比如，当氧燃比高于4时，或氧气压力高于0.8Mpa时，或燃料气流量低于0.5kg/h时。
如果在执行某个步骤的过程中，监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件，执行步骤S13，切换为联锁控制该步骤中所用阀门跳步动作，顺控跳步至停车步稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致。其中，所述联锁控制该步骤中所用阀门跳步动作，顺控跳步至稳态，包括：将联锁指令同时发送给所用的所有阀门，顺控跳步至停车步稳态。联锁可以是由SIS(SafetyInstrumented System；安全仪表***)***发出命令控制阀门动作，联锁控制一般是同时发出多个命令以让多个阀门同事执行动作。
当气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，则停止顺序控制，强制顺控至停车步骤，顺控在停车步的动作自动旁路至动作结尾，比如，顺序控制由DCS***旁路至停车步稳态，SIS***同时发出多个控制指令给该步骤中所用的所有阀门，控制指令数量与所用阀门数量可以一致。该步骤中所用阀门的在收到控制指令后执行对应的操作，顺控跳步至稳态，所述稳态为阀门按照顺序控制结束停车步骤时所呈现的开关状态，进而不会影响下一次对该步骤所用阀门的操作。
本公开利用联锁纵向保护顺控，当联锁发生时，将当前的顺控切换为联锁控制，并且使联锁控制下的阀门的最终位置与顺控在停车步结尾时阀门的位置一致，进而很好的解决了联锁和顺控的执行关系，避免了联锁和顺控同时执行阀门而导致联锁无法进行的情况，解决了相关技术中联锁和顺控在气化炉运行时同时存在会使得联锁、顺控相互矛盾而造成安全隐患的技术问题，利用顺控和联锁相结合的方法实现了气化炉开工过程中的立体保护。
值得说明的是，对于图1示的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本公开所必须的。
接下来以开车程序中的点火烧嘴步骤为例对本公开进行阐述。图2是根据一示例性实施例示出的另一种控制气化炉运行的方法流程图，以解决相关技术中联锁和顺控在气化炉运行时同时存在会使得联锁、顺控相矛盾造成安全隐患的技术问题。如图2示，该方法包括：
S21，在执行点火烧嘴之前，确认气化炉的运行参数满足点火烧嘴步骤对应的顺控条件。比如，操作员确认，或氧气进入燃气烧嘴2分钟，或联锁发生。在确认气化炉的运行参数满足点火烧嘴步骤对应的顺控条件后，DCS***顺序控制仪表风切断阀、仪表风调节阀、燃料气切断阀、燃料气调节阀、助推气调节阀、氮气切断阀。
S22，DCS***向仪表风切断阀发出控制指令以关闭仪表风切断阀，仪表风切断阀收到该控制指令后会关闭切断阀门XV-134030和XV-134031，并打开放空阀XV-134032。DCS***发出控制指令后如果没有收到仪表风切断阀的关回讯，则进入等待状态，直到收到仪表风切断阀的关回讯后才执行下一个步骤S23。
S23，DCS***向仪表风调节阀发出控制指令以关闭仪表风调节阀。DCS***发出控制指令后如果没有收到仪表风切断阀的关回讯，则进入等待状态，直到收到仪表风切断阀的关回讯后才执行下一个步骤S24。
S24，DCS***向燃料气切断阀发出控制指令以关闭燃料气切断阀，燃料气切断阀收到该控制指令后会关闭切断阀门XV-134033或XV-134034，并打开放空阀XV-134035。DCS***发出控制指令后如果没有收到燃料气切断阀的关回讯，则进入等待状态，直到收到燃料气切断阀的关回讯后才执行下一个步骤S25。
S25，DCS***向燃料气调节阀发出控制指令以关闭燃料气调节阀。DCS***发出控制指令后如果没有收到燃料气切断阀的关回讯，则进入等待状态，直到收到燃料气切断阀的关回讯后才执行下一个步骤S26。
S26，DCS***向助推气调节阀和氮气切断阀发出指令以关闭助推气调节阀并打开氮气切断阀，助推气调节阀和氮气切断阀在收到指令后关闭放空阀XV-134039，并打开切断阀XV-134038或XV-134151。DCS***发出控制指令后如果没有收到助推气调节阀和氮气切断阀的关回讯，则进入等待状态，直到收到助推气调节阀和氮气切断阀的关回讯后才执行下一个步骤S27。
S27，控制点火烧嘴步骤所用的所有阀门进入稳态。
S28，在步骤S22至步骤S26的执行过程中，实时监测气化炉的运行参数是否满足点火烧嘴步骤对应的联锁条件，比如，当氧燃比高于4时，或氧气压力高于0.8Mpa时，或燃料气流量低于0.5kg/h时。如果气化炉的运行参数不满足点火烧嘴步骤对应的联锁条件，则由DCS***按照顺序执行步骤S22至步骤S26；如果在步骤S22至步骤S26中的某个步骤中，监测到气化炉的运行参数满足点火烧嘴步骤对应的联锁条件，则切换为SIS***控制，同时向仪表风切断阀、仪表风调节阀、燃料气切断阀、燃料气调节阀、助推气调节阀、氮气切断阀发出控制指令，使得所用的所有阀门进入稳态，即直接跳步至步骤S27。
图3是本公开一示例性实施例示出的一种控制气化炉运行的装置框图。如图3所示，所述控制气化炉运行的装置300包括：
确认模块310，用于在执行开车程序或停车程序中的每个步骤之前，确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件；
第一控制模块320，用于顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件；
第二控制模块330，用于当监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，切换为联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致。
可选地，如图4所示，所述第一控制模块320包括：
第一发送子模块321，用于按照顺序将第一控制指令发送给该步骤中所用的当前阀门；
确认子模块322，用于确认收到当前阀门执行第一控制命令后的回讯；
第二发送子模块323，用于按照顺序将第二控制指令发送给该步骤中所用的下一个阀门。
可选地，所述第二控制模块还用于：将联锁指令同时发送给所用的所有阀门，顺控跳步至停车步稳态。
可选地，所述开车程序包括长明灯点火步骤，如图5所示，所述第一控制模块320还包括：
第三发送子模块324，用于将对应的控制指令按顺序先后发送给仪表风切断阀、仪表风调节阀、燃料气切断阀、燃料气调节阀、助推气调节阀、氮气切断阀；
控制子模块325，用于在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令后，控制上述的阀门进入稳态；上述的阀门稳态时的最终开关状态为阀门执行控制指令后所处的状态；
监测子模块326，用于在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令时，实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项可选实施例所述控制气化炉运行的方法步骤。
本公开还提供一种气化炉，所述气化炉包括上述控制气化炉运行的装置。
关于上述实施例中气化炉，其中各个装置执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种控制气化炉运行的方法，其特征在于，所述方法包括：
在执行开车程序或停车程序中的每个步骤之前，确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件；
顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件；
当监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，切换为联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致；
其中，所述开车程序包括长明灯点火步骤；
顺序控制长明灯点火步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足长明灯点火步骤对应的联锁条件，包括：
将对应的控制指令按顺序先后发送给仪表风切断阀、仪表风调节阀、燃料气切断阀、燃料气调节阀、助推气调节阀、氮气切断阀；
在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令后，控制上述的阀门进入稳态；上述的阀门稳态时的最终开关状态为阀门执行控制指令后所处的状态；
在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令时，实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作，包括：
按照顺序将第一控制指令发送给该步骤中所用的当前阀门；
确认收到当前阀门执行第一控制命令后的回讯；
按照顺序将第二控制指令发送给该步骤中所用的下一个阀门。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述联锁控制该步骤中所用阀门动作，顺控跳步至稳态，包括：
将联锁指令同时发送给所用的所有阀门，顺控跳步至停车步稳态。
4.一种控制气化炉运行的装置，其特征在于，所述装置包括：
确认模块，用于在执行开车程序或停车程序中的每个步骤之前，确认气化炉的运行参数满足该步骤对应的顺控条件；
第一控制模块，用于顺序控制该步骤中所用阀门的先后动作并在该步骤中实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件；
第二控制模块，用于当监测到气化炉的运行参数满足该步骤对应的联锁条件时，切换为联锁控制该步骤中所用阀门跳步动作，顺控跳步至停车步稳态，以使该步骤中所用阀门的最终开关状态与按照顺序控制在停车步骤中所用阀门的最终开关状态一致；
所述开车程序包括长明灯点火步骤；
所述第一控制模块还包括：
第三发送子模块，用于将对应的控制指令按顺序先后发送给仪表风切断阀、仪表风调节阀、燃料气切断阀、燃料气调节阀、助推气调节阀、氮气切断阀；
控制子模块，用于在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令后，控制上述的阀门进入稳态；上述的阀门稳态时的最终开关状态为阀门执行控制指令后所处的状态；
监测子模块，用于在上述的阀门按顺序执行对应的控制指令时，实时监测气化炉的运行参数是否满足该步骤对应的联锁条件。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块包括：
第一发送子模块，用于按照顺序将第一控制指令发送给该步骤中所用的当前阀门；
确认子模块，用于确认收到当前阀门执行第一控制命令后的回讯；
第二发送子模块，用于按照顺序将第二控制指令发送给该步骤中所用的下一个阀门。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二控制模块还用于：将联锁指令同时发送给所用的所有阀门，顺控跳步至停车步稳态。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述方法的步骤。
8.一种气化炉，其特征在于，所述气化炉包括权利要求4至6中任一项所述的装置。
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