CN112944805A - 一种igcc机组空分自动变负荷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IGCC机组空分自动变负荷的方法，包括如下步骤：空分产氧量自动控制；氧气压力自动控制；空冷塔氧气纯度自动控制；增压机三段送风流量自动控制；膨胀机机前温度自动控制。本发明的方法可减轻运行人员的操作负担，减少误操作，提升空分自动化水平，提高控制参数的稳定性。

Description

一种IGCC机组空分自动变负荷的方法
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种IGCC机组空分自动变负荷的方法。
背景技术
IGCC机组空分装置变负荷操完全由人进行手动控制。当机组接到涨负荷指令时，耗氧量增加，空分氧气压力降低，手动提高氧泵转速，每次提高0.1％，尽量维持氧压恒定。由于液氧量增加，膨胀机机前温度和空冷塔氧纯度降低，手动微开增压机入口阀，维持膨胀机机前温度恒定，手动微开高压空气节流阀，维持空冷塔进氧量与耗氧量保持平衡，以维持氧纯度恒定；由于增压机三段送风流量增加，空压机出口压力降低，手动开空压机入口导叶，维持空压机出口压力恒定。
由于空分的控制流程长，需控制变量多，无疑增加了运行人员的负担，且手动控制精度不足，存在误操作的风险。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可减轻运行人员操作负担，减少误操作，提升空分自动化水平，提高控制参数稳定性的IGCC机组空分自动变负荷的方法。
本发明提供的一种IGCC机组空分自动变负荷的方法，包括如下步骤：
空分产氧量自动控制，串级控制***根据气化炉耗氧量计算出空分产氧量作为产氧量设定，按照所述产氧量设定值，通过控制氧气放空阀开度调整所述空分的产氧量；
氧气压力自动控制，所述串级控制***通过控制液氧泵变频转速，维持所述空分输出的氧气压力恒定；
空冷塔氧气纯度自动控制，所述串级控制***根据所述空分的产氧量计算出空冷塔的进塔空气量作为进气量设定值，通过控制空压机入口导叶使所述空冷塔的进塔空气流量为所述进气量设定值；
增压机三段送风流量自动控制，所述串级控制***根据所述空分的氧气产量与高压氮气产量计算出增压机三段送风流量作为送风量设定值，通过调整设置于所述增压机三段出口至所述空冷塔上塔之间的高压空气节流阀的开度，控制所述增压机三段送风流量为所述送风量设定值；
膨胀机机前温度自动控制，所述串级控制***通过调整增压机入口蝶阀的开度，控制膨胀机机前温度维持稳定。
优选的，所述空分产氧量自动控制步骤中，所述氧气放空阀的控制方式包括串级模式、自动模式和手动模式；所述串级模式为将所述氧气放空阀投入串级控制***，根据气化炉氧气负荷设定氧气流量，氧气放空阀处于滑参数状态，始终关闭；所述自动模式为所述氧气放空阀投入自动控制，氧气流量通过运行人员手动设定；所述手动模式为所述氧气放空阀投入手动控制，所述氧气放空阀通过手动给开度。
优选的，所述氧气放空阀投入串级模式或自动模式，正常运行状态下，所述氧气放空阀指令输出为0％；当气化炉的任一煤线跳闸时，所述氧气放空阀输出调至15％，之后自动调节。
优选的，所述氧气压力自动控制步骤中，所述液氧泵包括主泵和备用泵，所述主泵和备用泵通过两个互相独立的控制回路进行控制，所述主泵运行通过PID控制器进行控制，并投入所述串级控制***，进行自动变速控压，所述备用泵通过PID控制器进行控制，通过手动控制，设定值跟踪实际值，若所述主泵发生异常停运，所述备用泵的变频器快速跟踪所述主泵的变频器指令，并发出报警，随后运行人员对所述备用泵进行微调，确认所述备用泵运行无问题后，将所述备用泵的PID控制器投入所述串级控制***，替代所述主泵进行自动控压。
优选的，所述液氧泵设置有转速速率限制，所述液氧泵的转速达到所述转速速率限制时，通过报警装置进行报警。
优选的，所述增压机入口蝶阀设置有动作速率限制，所述增压机入口蝶阀的动作速率达到所述动作速率限制时，通过报警装置进行报警。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：
本发明的方法通过控制***的引入，以及在控制流程上的研究改进，实现了IGCC机组空分装置的2％/min自动变负荷控制，避免了手动频繁修改控制参数，减轻了运行人员的操作负担，提高了设备的自动化水平，提高了工艺参数控制精度。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为IGCC机组空分自动变负荷的方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种IGCC机组空分自动变负荷的方法，包括如下步骤：
S11空分产氧量自动控制，串级控制***根据气化炉耗氧量计算出空分产氧量作为产氧量设定，按照产氧量设定值，通过控制氧气放空阀开度调整空分的产氧量；
S12氧气压力自动控制，串级控制***通过控制液氧泵变频转速，维持空分输出的氧气压力恒定；
S13空冷塔氧气纯度自动控制，串级控制***根据空分的产氧量计算出空冷塔的进塔空气量作为进气量设定值，通过控制空压机入口导叶使空冷塔的进塔空气流量为进气量设定值；
S14增压机三段送风流量自动控制，串级控制***根据空分的氧气产量与高压氮气产量计算出增压机三段送风流量作为送风量设定值，通过调整设置于增压机三段出口至空冷塔上塔之间的高压空气节流阀的开度，控制增压机三段送风流量为送风量设定值；
S15膨胀机机前温度自动控制，串级控制***通过调整增压机入口蝶阀的开度，控制膨胀机机前温度维持稳定。
在本实施例中，当机组接到涨负荷指令后，耗氧量增加，串级控制***根据气化炉的耗氧量，分别对空分、液氧泵、空冷塔、增压机以及膨胀机进行相应的输出调整，以满足气化炉变负荷的需求，实现了IGCC机组空分的自动变负荷操作。避免了手动频繁修改控制参数，减轻了运行人员的操作负担，提高了设备的自动化水平，提高了工艺参数控制精度。
在一优选实施例中，空分产氧量自动控制步骤中，氧气放空阀的控制方式包括串级模式、自动模式和手动模式；串级模式是将氧气放空阀投入串级控制***，根据气化炉氧气负荷设定氧气流量，氧气放空阀处于滑参数状态，始终关闭；自动模式是将氧气放空阀投入自动控制，氧气流量通过运行人员手动设定；手动模式是将氧气放空阀投入手动控制，氧气放空阀通过手动给开度。
在本实施例中，用于控制空分产氧量的氧气放空阀设置有多种控制模式，可根据机组生产的不同需求选用最适合的控制方式，适用性更高。
在一优选实施例中，氧气放空阀投入串级模式或自动模式，正常运行状态下，氧气放空阀指令输出为0％；当气化炉的任一煤线(输煤管线)跳闸时，氧气放空阀输出调至15％，之后自动调节。可防止氧气放空阀在全开状态，煤线跳闸时，由于自动控制调节慢而导致氧气管线超压的问题。
在一优选实施例中，氧气压力自动控制步骤中，液氧泵包括主泵和备用泵，主泵和备用泵通过两个互相独立的控制回路进行控制，主泵运行通过PID控制器进行控制，并投入串级控制***，进行自动变速控压，备用泵通过PID控制器进行控制，通过手动控制，设定值跟踪实际值，若主泵发生异常停运，备用泵的变频器快速跟踪主泵的变频器指令，并通过报警装置发出报警，随后运行人员对备用泵进行微调，确认备用泵运行无问题后，将备用泵的PID控制器投入串级控制***，替代主泵进行自动控压。
在本实施例中，主泵和备用泵同时连入管路，主泵正常运行状态下，备用泵手动控制，以较小输出频率跟随运行，其设定值跟踪实际值；主泵异常停运状态下，备用泵的变频器快速跟踪主泵的变频器指令，备用泵以主泵的输出频率运行，快速替代主泵，确保设备的正常运转。运行人员检查备用泵无异常后，将其投入串级控制***，实现自动空压。
在一优选实施例中，液氧泵设置有转速速率限制，转速速率限制设置为1％/min，且可根据需求调整转速速率限制的大小，液氧泵的转速达到转速速率限制时，通过报警装置进行报警，提醒运行人员及时进行处理。
在一优选实施例中，增压机入口蝶阀设置有动作速率限制，动作速率限制设置为1％/min，且可根据需求动作速率限制的大小，增压机入口蝶阀的动作速率达到动作速率限制时，通过报警装置进行报警，提醒运行人员及时进行处理。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种IGCC机组空分自动变负荷的方法，其特征在于，包括如下步骤：
空分产氧量自动控制，串级控制***根据气化炉耗氧量计算出空分产氧量作为产氧量设定值，通过控制氧气放空阀的开度使所述空分的产氧量为所述产氧量设定值；
氧气压力自动控制，所述串级控制***通过控制液氧泵变频转速，维持所述空分输出的氧气压力恒定；
空冷塔氧气纯度自动控制，所述串级控制***根据所述空分的产氧量计算出空冷塔的进塔空气量作为进气量设定值，通过控制空压机入口导叶使所述空冷塔的进塔空气流量为所述进气量设定值；
增压机三段送风流量自动控制，所述串级控制***根据所述空分的氧气产量与高压氮气产量计算出增压机三段送风流量作为送风量设定值，通过调整设置于所述增压机三段出口至所述空冷塔上塔之间的高压空气节流阀的开度，控制所述增压机三段送风流量为所述送风量设定值；
膨胀机机前温度自动控制，所述串级控制***通过调整增压机入口蝶阀的开度，控制膨胀机机前温度维持稳定。
2.根据权利要求1所述的IGCC机组空分自动变负荷的方法，其特征在于，所述空分产氧量自动控制步骤中，所述氧气放空阀的控制方式包括串级模式、自动模式和手动模式；所述串级模式为将所述氧气放空阀投入串级控制***，根据气化炉氧气负荷设定氧气流量，氧气放空阀处于滑参数状态，始终关闭；所述自动模式为所述氧气放空阀投入自动控制，氧气流量通过运行人员手动设定；所述手动模式为所述氧气放空阀投入手动控制，所述氧气放空阀通过手动给开度。
3.根据权利要求2所述的IGCC机组空分自动变负荷的方法，其特征在于，所述氧气放空阀投入串级模式或自动模式，正常运行状态下，所述氧气放空阀指令输出为0％；当气化炉的任一煤线跳闸时，所述氧气放空阀输出调至15％，之后自动调节。
4.根据权利要求3所述的IGCC机组空分自动变负荷的方法，其特征在于，所述氧气压力自动控制步骤中，所述液氧泵包括主泵和备用泵，所述主泵和备用泵通过两个互相独立的控制回路进行控制，所述主泵运行通过PID控制器进行控制，并投入所述串级控制***，进行自动变速控压，所述备用泵通过PID控制器进行控制，通过手动控制，设定值跟踪实际值，若所述主泵发生异常停运，所述备用泵的变频器快速跟踪所述主泵的变频器指令，并发出报警，随后运行人员对所述备用泵进行微调，确认所述备用泵运行无问题后，将所述备用泵的PID控制器投入所述串级控制***，替代所述主泵进行自动控压。
5.根据权利要求4所述的IGCC机组空分自动变负荷的方法，其特征在于，所述液氧泵设置有转速速率限制，所述液氧泵的转速达到所述转速速率限制时，通过报警装置进行报警。
6.根据权利要求5所述的IGCC机组空分自动变负荷的方法，其特征在于，所述增压机入口蝶阀设置有动作速率限制，所述增压机入口蝶阀的动作速率达到所述动作速率限制时，通过报警装置进行报警。
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