CN114015478B - 一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***和方法，该***包括设置在细磨装置上的煤浆浓度控制子***、煤浆粒度控制子***和安全保护***；细磨装置包括粗浆槽入口管道、制浆水管道、粗浆槽、粗浆槽出口管道、细磨机和细磨机出口管道；该方法包括步骤一、制备浓度均匀的煤浆；步骤二、控制煤浆浓度；步骤三、控制煤浆粒度。本发明设计合理且实现方便、使用效果好，煤浆浓度及粒度控制方法步骤简单，能够提高煤浆浓度和粒度的控制精度和稳定性，能够减小细磨机部件损坏的概率，延长细磨机的使用寿命，保证细磨装置的安全，同时不需要人工采样、分析和控制，能有效减轻分析人员和操作人员的劳动强度。

Description

一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***和方法

技术领域

本发明属于煤气化技术领域，具体涉及一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***和方法。

背景技术

以煤为基础采用湿法生产合成气时，一般采用棒磨机湿磨制浆工艺制备煤浆。这种制浆工艺的特点是把原料煤、水与添加剂一起加入棒磨机，在棒磨机中湿磨制备煤浆，制得的煤浆的浓度一般不大于61％。用这种煤浆制合成气时，由于煤浆浓度较低，进入气化炉的水分偏多，致使煤气化的煤耗和氧耗较高，气化效率低。

为了提高煤浆浓度，把棒磨机出口槽中部分粗煤浆送入细磨装置再次研磨，以便制得粒度更细的煤浆。从棒磨机出口槽来的粗煤浆进入细磨装置内的粗浆槽，同时向粗浆槽补充一定量的制浆水，把粗浆槽内的煤浆稀释至工艺所需的浓度并搅拌均匀后经细磨机给料泵输送至细磨机。在细磨机中，对粗煤浆进行研磨制得粒度符合要求的细煤浆，然后再把这种细煤浆送入棒磨机。在棒磨机中，细煤浆与原料煤、水和添加剂一起研磨，用细磨装置制得的细煤浆填充粗颗粒煤浆间的空隙，从而提高煤浆的浓度，制成性能良好的高浓度气化煤浆。

在现阶段工业化生产装置中，一般由分析人员对煤浆采样，然后测量煤浆浓度和粒度。根据分析人员的分析结果，细磨装置的操作人员再调节煤浆浓度和粒度。由于这种人工手动测量并控制煤浆浓度和粒度的方法，不仅采样分析周期长，而且煤浆浓度和粒度的控制随机性较大，从而导致煤浆浓度和粒度的控制精度不高。这种手动分析煤浆浓度与粒度的方法不仅增加了分析人员和细磨装置操作人员的劳动强度，而且不能连续测量与控制煤浆的浓度与粒度，从而导致出细磨装置的煤浆浓度与粒度波动范围大，不利于制备高浓度气化煤浆，导致合成气的性能不稳定。为了减轻分析人员和操作人员的劳动强度，提高入气化炉煤浆的浓度和气化物料的利用率，降低综合投资成本，提高企业经济效益，需要发明一种稳定可靠的控制煤浆浓度和粒度的控制***。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其设计合理且实现方便、使用效果好，煤浆浓度及粒度控制方法步骤简单，能够提高煤浆浓度和粒度的控制精度和稳定性，能够减小细磨机部件损坏的概率，延长细磨机的使用寿命，保证细磨装置的安全，同时不需要人工采样、分析和控制，能有效减轻分析人员和操作人员的劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：包括设置在细磨装置上的煤浆浓度控制子***、煤浆粒度控制子***和安全保护***；

所述细磨装置包括粗浆槽入口管道、制浆水管道、粗浆槽、粗浆槽出口管道、细磨机和细磨机出口管道；所述粗浆槽入口管道与细磨装置外的粗煤浆管道连接，所述制浆水管道与细磨装置外的制浆水管道连接，所述细磨机出口管道与细磨装置外的棒磨机入口管道连接；

所述煤浆浓度控制子***包括搅拌机、煤浆浓度传感器、煤浆浓度给定器、煤浆浓度调节器、电气阀门***和制浆水流量调节阀；

所述煤浆粒度控制子***包括煤浆粒度传感器、煤浆粒度给定器、煤浆粒度调节器、第一变频调速器、第一变频电机和细磨机给料泵；

所述安全保护***包括料位传感器、粗浆槽料位给定器、粗浆槽料位调节器、粗浆槽料位报警器、第二变频调速器、第二变频电机、粗浆槽给料泵、煤浆切断阀和联锁控制器，所述煤浆浓度调节器、煤浆粒度调节器和粗浆槽料位调节器均设置在集散控制***中。

上述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：所述搅拌机通过现场操作柱启动，所述搅拌机通过安全保护***或现场操作柱停止。

上述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：所述煤浆浓度传感器和煤浆切断阀均安装在粗浆槽出口管道上并且煤浆切断阀的安装位置距细磨机入口的距离最小，所述煤浆粒度传感器安装在细磨机出口管道上，所述制浆水流量调节阀安装在制浆水管道上，所述料位传感器安装在粗浆槽的外壁下部。

上述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：当所述粗浆槽中的料位高于料位设定值时，所述安全保护***使粗浆槽给料泵的转速降低，从而使进入粗浆槽的煤浆流量减少；当粗浆槽中的料位低于料位设定值时，所述安全保护***使粗浆槽给料泵的转速升高，从而使进入粗浆槽的煤浆流量增加。

上述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：启动所述细磨机给料泵后，延时设定时间再打开煤浆切断阀。

上述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：当所述细磨机启动过程结束后，所述细磨机匀速转动。

同时，本发明还公开了一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、制备浓度均匀的煤浆，具体过程如下：

步骤101、通过粗浆槽料位给定器设定粗浆槽的料位高度并将此料位高度作为料位设定值，启动粗浆槽给料泵使粗煤浆进入粗浆槽；

步骤102、把集散控制***中的煤浆浓度调节器切换到手动位置，然后开启制浆水流量调节阀；

步骤103、通过料位传感器对粗浆槽的料位进行检测，并将检测到的料位转换为电信号送至粗浆槽料位调节器作为粗浆槽料位测量值；粗浆槽料位调节器对粗浆槽料位测量值和料位设定值进行比较得到粗浆槽料位偏差值，然后对得到的偏差值按照比例积分控制算法进行运算，得到控制粗浆槽给料泵转速的信号并把该信号送至第二变频调速器；第二变频调速器根据该控制信号调节第二变频电机的转速，使粗浆槽给料泵的转速随控制信号而变化，从而对进入粗浆槽的煤浆流量进行调节，直至粗浆槽的料位稳定在料位设定值；

步骤104、当粗浆槽中的料位达到料位设定值时启动搅拌机，使粗煤浆和制浆水在搅拌机的搅动下在粗浆槽中混合均匀，制成浓度均匀的煤浆；

步骤二、控制煤浆浓度，具体过程如下：

步骤201、启动细磨机给料泵，并延时设定时间打开煤浆切断阀，使浓度均匀的煤浆进入细磨机；

步骤202、通过煤浆浓度给定器设定煤浆浓度并将该浓度作为煤浆浓度设定值，再把集散控制***中的煤浆浓度调节器切换到自动位置，在煤浆进入细磨机的过程中，通过煤浆浓度传感器对煤浆浓度进行检测，并将检测到的煤浆浓度转换为电信号送至所述煤浆浓度调节器作为煤浆浓度测量值；

步骤203、所述煤浆浓度调节器对接收到的煤浆浓度测量值和煤浆浓度设定值进行比较得到煤浆浓度偏差值，然后按照比例积分控制算法对煤浆浓度偏差值进行运算，得到控制制浆水流量调节阀的开度的信号，通过调节制浆水流量调节阀的开度调节进入粗浆槽的制浆水流量，使煤浆浓度测量值稳定在煤浆浓度设定值；

步骤三、控制煤浆粒度，具体过程如下：

步骤301、通过煤浆粒度给定器设定工艺所需的煤浆粒度并将该煤浆粒度作为煤浆粒度设定值；

步骤302、在煤浆通过细磨机出口管道的过程中，煤浆粒度传感器对煤浆粒度进行检测，并将检测到的煤浆粒度转换为电信号送至煤浆粒度调节器作为煤浆粒度测量值；

步骤303、煤浆粒度调节器对接收到的煤浆粒度测量值和煤浆粒度设定值进行比较得到煤浆粒度偏差值，然后按照比例积分控制算法对煤浆粒偏差值进行运算，得到控制细磨机给料泵转速的信号并把此信号送至第一变频调速器，第一变频调速器根据控制信号调节第一变频电机的转速，使细磨机给料泵的转速随控制信号而变化，从而对进入细磨机的煤浆流量进行调节，使煤浆在细磨机中的研磨时间发生变化，直至细磨机出口的煤浆粒度测量值稳定在煤浆粒度设定值。

上述的控制方法，其特征在于：步骤103中，当粗浆槽中的料位低于料位报警值的下限值时，粗浆槽料位报警器发出声光报警，当粗浆槽中的料位低于料位联锁值的下限值时，安全保护***使细磨机给料泵和搅拌机停止运行，同时使煤浆切断阀关闭；当粗浆槽中的料位恢复到料位设定值时，启动细磨机给料泵和搅拌机，然后延时设定时间打开煤浆切断阀；

当粗浆槽中的料位高于料位报警值的上限值时，粗浆槽料位报警器发出声光报警，当粗浆槽中的料位高于料位联锁值的上限值时，安全保护***使粗浆槽给料泵停止运行，同时使制浆水流量调节阀关闭，料位联锁值的下限值低于料位报警值的下限值，料位联锁值的上限值高于料位报警值的上限值。

上述的控制方法，其特征在于：步骤203中，当煤浆浓度测量值低于煤浆浓度设定值时，调小制浆水流量调节阀的开度，使进入粗浆槽的制浆水量减少；当煤浆浓度测量值高于煤浆浓度设定值时，调大制浆水流量调节阀的开度，使进入粗浆槽的制浆水量增加。

上述的控制方法，其特征在于：步骤303中，当煤浆粒度测量值小于煤浆粒度设定值时，增大细磨机给料泵的转速，使进入细磨机的煤浆流量增大，从而使煤浆在细磨机中的研磨时间缩短；当煤浆粒度测量值大于煤浆粒度设定值时，减小细磨机给料泵的转速，使进入细磨机的煤浆流量减小，从而使煤浆在细磨机中的研磨时间延长。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明提高了煤浆浓度和粒度的控制精度；在工业化装置中采用本发明的控制***后，由控制***自动连续测量并实时控制煤浆浓度和粒度，从而使煤浆浓度和粒度的控制精度得到提高。

2、本发明提高了煤浆浓度和粒度的稳定性，同时提高了煤浆的合格率；由于本发明的控制***能够连续实时测量并控制煤浆浓度和粒度，如果煤浆浓度或粒度偏离工艺过程的设定值，则本发明的控制***能够及时采取控制措施，使煤浆浓度或粒度及时恢复到设定值，从而提高了煤浆浓度和粒度的稳定性，提高了煤浆的合格率。

3、本发明能够减小细磨机部件损坏的概率，延长细磨机的使用寿命；由于细磨机属于大功率转动设备，其研磨腔内除过煤浆外还装有大量的研磨球。在生产过程中，如果细磨机转速突然发生改变，则易导致细磨机轴承、转动轴或驱动研磨球转动的研磨齿损坏，也易导致研磨球破裂；通过第一变频电机驱动细磨机给料泵，进而通过改变第一变频电机的转速实现对细磨机出口管道内的煤浆粒度的调节，而不采用细磨机调速的方式控制煤浆的粒度，除细磨机启动与停车过程外，正常生产时细磨机匀速转动，细磨机的转速突然改变的概率大为减小，从而减小了细磨机部件损坏的概率。

4、本发明减轻了分析人员和操作人员的劳动强度；在当前的工业化装置中，一般每隔6小时通过人工采样，人工手动分析煤浆的浓度和粒度，然后分析人员把分析结果告知细磨装置的操作人员，再由操作人员根据分析结果控制制浆水流量和煤浆在细磨机中的研磨时间，这种人工手动分析煤浆浓度和粒度的方式不仅采样分析周期长、易受环境影响，而且分析结果受人为因素影响较大，最重要的是目前这种手动分析煤浆浓度和粒度的方式不能实时反映煤浆浓度和粒度的变化，从而导致细磨机出口的煤浆浓度和粒度分布变化较大，不利于合成气的生产；在工业化装置中采用本发明的控制***后，由控制***自动测量并控制煤浆浓度和粒度，不需要人工采样、分析和控制，从而减轻了分析人员和操作人员的劳动强度。

5、本发明保证了细磨装置的安全；通过在细磨装置上设置安全保护***，不仅能够保证粗浆槽内的煤浆不会溢出也不会被抽空，同时还能保证细磨机给料泵在启动或停止时细磨机中的煤浆不会倒流。

综上所述，本发明设计合理且实现方便、使用效果好，煤浆浓度及粒度控制方法步骤简单，不仅能够提高煤浆浓度和粒度的控制精度和稳定性，能够减小细磨机部件损坏的概率，延长细磨机的使用寿命，保证细磨装置的安全，同时不需要人工采样、分析和控制，能有效减轻分析人员和操作人员的劳动强度。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的现场仪表布置示意图。

图2为本发明的控制***组成示意图。

图3为本发明的控制方法流程框图。

附图标记说明:

1—粗浆槽入口管道； 2—第一变频调速器； 3—第一变频电机；

4—细磨机给料泵； 5—电气阀门***； 6—制浆水流量调节阀；

7—制浆水管道； 8—粗浆槽料位报警器； 10—粗浆槽；

11—搅拌机； 12—料位传感器； 13—煤浆浓度传感器；

14—粗浆槽出口管道； 15—第二变频调速器； 16—第二变频电机；

17—粗浆槽给料泵； 18—煤浆切断阀； 19—细磨机；

20—煤浆粒度传感器； 21—细磨机出口管道； 22—煤浆浓度给定器；

23—煤浆粒度给定器； 24—粗浆槽料位给定器；

25—集散控制***。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，包括设置在细磨装置上的煤浆浓度控制子***、煤浆粒度控制子***和安全保护***；

所述细磨装置包括粗浆槽入口管道1、制浆水管道7、粗浆槽10、粗浆槽出口管道14、细磨机19和细磨机出口管道21；所述粗浆槽入口管道1与细磨装置外的粗煤浆管道连接，所述制浆水管道7与细磨装置外的制浆水管道连接，所述细磨机出口管道21与细磨装置外的棒磨机入口管道连接；

所述煤浆浓度控制子***包括搅拌机11、煤浆浓度传感器13、煤浆浓度给定器22、煤浆浓度调节器、电气阀门***5和制浆水流量调节阀6；

所述煤浆粒度控制子***包括煤浆粒度传感器20、煤浆粒度给定器23、煤浆粒度调节器、第一变频调速器2、第一变频电机3和细磨机给料泵4；

所述安全保护***包括料位传感器12、粗浆槽料位给定器24、粗浆槽料位调节器、第二变频调速器15、第二变频电机16、粗浆槽给料泵17、煤浆切断阀18、粗浆槽料位报警器8和联锁控制器，所述煤浆浓度调节器、煤浆粒度调节器和粗浆槽料位调节器均设置在集散控制***25中。

在本实施例中，通过在粗浆槽出口管道14上安装煤浆浓度传感器13，并在制浆水管道7上安装制浆水流量调节阀6，能够通过煤浆浓度传感器13检测粗浆槽出口管道14内的煤浆浓度，同时通过调节制浆水流量调节阀6的开度能实现对粗浆槽10内的煤浆浓度的调节，能有效提高煤浆浓度的稳定性，进而能提高煤浆的合格率。

在本实施例中，通过在细磨机出口管道21上安装煤浆粒度传感器20，同时在粗浆槽出口管道14上设置细磨机给料泵4，能够通过煤浆粒度传感器20实时监测细磨机出口管道21内的煤浆粒度，同时通过调节细磨机给料泵4的转速实现对细磨机出口管道21内的煤浆粒度的调节，能有效提高煤浆粒度的稳定性，进而能提高煤浆的合格率。

在本实施例中，通过第一变频电机3驱动细磨机给料泵4，进而通过改变第一变频电机3的转速实现对细磨机出口管道21内的煤浆粒度的调节，而不采用细磨机调速的方式控制煤浆的粒度，除细磨机19启动与停车过程外，正常生产时细磨机19匀速转动，细磨机19的转速突然改变的概率大为减小，从而减小了细磨机部件损坏的概率。

在本实施例中，通过在细磨装置上设置安全保护***，不仅能够保证粗浆槽10内的煤浆不会溢出也不会被抽空，而且还能保证细磨机给料泵4在启动或停止时细磨机19中的煤浆不会倒流。

在本实施例中，所述粗浆槽给料泵17和细磨机给料泵4均采用杭州兴隆泵业有限公司的XG系列螺杆泵；所述电气阀门***5采用重庆川仪自动化股份有限公司的HEP系列电气阀门***；所述制浆水流量调节阀6采用重庆川仪自动化股份有限公司的CV300系列气动调节阀；所述料位传感器12采用重庆川仪自动化股份有限公司的PDS463系列单法兰液位传感器；所述煤浆浓度传感器13采用天健创新监测仪表股份有限公司的TPD超声矿浆浓度计；所述煤浆粒度传感器20采用德国新帕泰克有限公司的OPUS粒度传感器；所述煤浆切断阀18采用浙江永盛科技股份有限公司切断球阀。

在本实施例中，第一变频调速器2和第二变频调速器15均采用ABB公司的ACS800变频调速器，第一变频电机3和第二变频电机16均采用浙爆集团有限公司的YVF系列变频调速三相异步电动机。

在本实施例中，搅拌机11安装在粗浆槽10的顶部，所述搅拌机11采用南京蓝恒环保设备有限公司JBJ系列浆式搅拌机，现场操作柱采用浙江森恩防爆电器有限公司的BZC8050操作柱；集散控制***25采用JX-300XP集散控制***。

在本实施例中，所述煤浆浓度调节器、煤浆粒度调节器和粗浆槽料位调节器均为比例积分调节器；煤浆浓度给定器22、煤浆粒度给定器23、粗浆槽料位给定器24、粗浆槽料位调节器、煤浆浓度调节器、煤浆粒度调节器、粗浆槽料位报警器和联锁控制器均由集散控制***25中的功能块实现。

在本实施例中，集散控制***25输出的用于控制制浆水流量调节阀6的信号、控制第一变频调速器2和第二变频调速器15的信号为4mA～20mA的电信号；电气阀门***5输出的气压信号是0.02MPa～0.1MPa的标准气压信号；集散控制***25输出的用于控制搅拌机11和煤浆切断阀18的信号为开关信号。

在本实施例中，所述搅拌机11通过现场操作柱启动，所述搅拌机11通过集散控制***25或现场操作柱停止，现场操作柱上具有用于控制搅拌机11的按钮。

在本实施例中，所述煤浆浓度传感器13和煤浆切断阀18均安装在粗浆槽出口管道14上并且煤浆切断阀18的安装位置距细磨机19入口的距离最小，所述煤浆粒度传感器20安装在细磨机出口管道21上，所述制浆水流量调节阀6安装在制浆水管道7上，所述料位传感器12安装在粗浆槽10的外壁下部。

在本实施例中，当所述粗浆槽10中的料位高于料位设定值时，所述安全保护***使粗浆槽给料泵17的转速降低，从而使进入粗浆槽10的煤浆流量减少；当粗浆槽10中的料位低于料位设定值时，所述安全保护***使粗浆槽给料泵17的转速升高，从而使进入粗浆槽10的煤浆流量增加。

在本实施例中，启动所述细磨机给料泵4后延时设定时间再打开煤浆切断阀18，具体延时时间根据细磨机给料泵4出口至细磨机19入口的管道长度确定。

在本实施例中，启动所述细磨机给料泵4后延时20秒再打开煤浆切断阀18。

在本实施例中，当所述细磨机19启动过程结束后，所述细磨机19匀速转动。

实施例2

本实施例与实施例1不同的是，本发明还公开了一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制方法，如图1和图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤一、制备浓度均匀的煤浆，具体过程如下：

步骤101、通过粗浆槽料位给定器24设定粗浆槽10的料位高度并将此料位高度作为料位设定值，启动粗浆槽给料泵17使粗煤浆进入粗浆槽10；

在本实施例中，通过粗浆槽入口管道1进入粗浆槽10的粗煤浆浓度为45wt％，流量为45000kg/h，通过制浆水管道7进入粗浆槽10的制浆水流量为9300kg/h，粒度小于0.044mm的煤浆与总煤浆的重量比大于85wt％，煤浆温度为50℃～60℃，粗煤浆通过粗浆槽入口管道1进入粗浆槽10后，在煤浆浓度控制子***的控制下，制得浓度为37.3wt％的煤浆；在煤浆粒度控制子***的控制下，浓度合格的煤浆在细磨机19中研磨，最后制得浓度为37.3wt％，粒度小于0.020mm的煤浆，其中粒度小于0.020mm的煤浆与总煤浆的重量比大于95wt％；

步骤102、把集散控制***25中的煤浆浓度调节器切换到手动位置，然后开启制浆水流量调节阀6；

在细磨装置初次启动后，因煤浆浓度波动较大，故把煤浆浓度调节器切换到手动位置，以防煤浆浓度调节器积分饱和。

步骤103、通过料位传感器12对粗浆槽10中的料位进行检测，并将检测到的料位转换为电信号送至粗浆槽料位调节器作为粗浆槽料位测量值；粗浆槽料位调节器对粗浆槽料位测量值和料位设定值进行比较得到粗浆槽料位偏差值，然后按照比例积分控制算法对粗浆槽料位偏差值进行运算，得到控制粗浆槽给料泵17转速的信号并把该信号送至第二变频调速器15；第二变频调速器15根据该控制信号调节第二变频电机16的转速，使粗浆槽给料泵17的转速随控制信号而变化，从而对进入粗浆槽10的煤浆流量进行调节，直至粗浆槽10的料位稳定在料位设定值；

步骤104、当粗浆槽10中的料位达到料位设定值时启动搅拌机11，使粗煤浆和制浆水在搅拌机11的搅动下在粗浆槽10中混合均匀，制成浓度均匀的煤浆；

从粗浆管道1进入细磨装置的煤浆是粗煤浆，是需要进一步磨细的煤浆，粗煤浆进入粗浆槽后，需要加水稀释，稀释后浓度不均匀，为了提高煤浆浓度的测量精度，所以需要制备浓度均匀的煤浆。

步骤二、控制煤浆浓度，具体过程如下：

步骤201、启动细磨机给料泵4，并延时设定时间打开煤浆切断阀18，使浓度均匀的煤浆进入细磨机19；

在本实施例中，由于从细磨机给料泵4的出口至细磨机19入口的管道较长，为了防止细磨机19中的煤浆倒流，在细磨机给料泵4启动后延时25秒再打开煤浆切断阀18。

步骤202、通过煤浆浓度给定器22设定煤浆浓度并将该浓度作为煤浆浓度设定值，再把集散控制***25中的煤浆浓度调节器切换到自动位置，在煤浆进入细磨机19的过程中，通过煤浆浓度传感器13对煤浆浓度进行检测，并将检测到的煤浆浓度转换为电信号送至所述煤浆浓度调节器作为煤浆浓度测量值；

步骤203、所述煤浆浓度调节器对接收到的煤浆浓度测量值和煤浆浓度设定值进行比较得到煤浆浓度偏差值，然后按照比例积分控制算法对煤浆浓度偏差值进行运算，得到控制制浆水流量调节阀6的开度的信号，通过调节制浆水流量调节阀6的开度调节进入粗浆槽10的制浆水流量，使煤浆浓度测量值稳定在煤浆浓度设定值；

步骤三、控制煤浆粒度，具体过程如下：

步骤301、通过煤浆粒度给定器23设定工艺所需的煤浆粒度并将该煤浆粒度作为煤浆粒度设定值；

步骤302、在煤浆通过细磨机出口管道21的过程中，煤浆粒度传感器20对煤浆粒度进行检测，并将检测到的煤浆粒度转换为电信号送至集散控制***25中的煤浆粒度调节器作为煤浆粒度测量值；

步骤303、煤浆粒度调节器对接收到的煤浆粒度测量值和煤浆粒度设定值进行比较得到煤浆粒度偏差值，然后按照比例积分控制算法对煤浆粒度偏差值进行运算，得到控制细磨机给料泵4转速的信号并把此信号送至第一变频调速器2，第一变频调速器2根据控制信号调节第一变频电机3的转速，使细磨机给料泵4的转速随控制信号而变化，从而对进入细磨机19的煤浆流量进行调节，使煤浆在细磨机19中的研磨时间发生变化，直至细磨机19出口的煤浆粒度测量值稳定在煤浆粒度设定值。

在步骤103中，当粗浆槽10中的料位低于料位报警值的下限值时，粗浆槽料位报警器8发出声光报警，当粗浆槽10中的料位低于料位联锁值的低值时，安全保护***使细磨机给料泵4和搅拌机11停止运行，同时使煤浆切断阀18关闭；当粗浆槽10中的料位恢复到料位设定值时，启动细磨机给料泵4和搅拌机11，然后延时设定时间打开煤浆切断阀18；

在步骤103中，当粗浆槽10中的料位高于料位报警值的上限值时，粗浆槽料位报警器8发出声光报警，当粗浆槽10中的料位高于料位联锁值的上限值时，安全保护***使粗浆槽给料泵17停止运行，同时使制浆水流量调节阀6关闭。

在本实施例中，料位报警值的下限值设定为粗浆槽高度的30％，料位报警值的上限值设定为粗浆槽高度的70％；料位联锁值的下限值设定为粗浆槽高度的20％，料位联锁值的上限值设定为粗浆槽高度的85％。

在本实施例中，用料位传感器12测量粗浆槽10的料位，如果粗浆槽10的料位低于30％，则粗浆槽料位报警器8发出声光报警，提示操作人员采取措施；如果粗浆槽10的料位低于20％，则安全保护***同时停搅拌机11和细磨机给料泵4并关闭煤浆切断阀18；如果粗浆槽10的料位高于70％，则粗浆槽料位报警器8就发出声光报警提示操作人员采取措施；如果粗浆槽10的料位高于85％，则安全保护***就停粗浆槽给料泵17并关闭制浆水阀6。

在步骤203中，当煤浆浓度测量值低于煤浆浓度设定值时，调小制浆水流量调节阀6的开度，使进入粗浆槽10的制浆水量减少；当煤浆浓度测量值高于煤浆浓度设定值时，调大制浆水流量调节阀6的开度，使进入粗浆槽10的制浆水量增加。

在步骤303中，当煤浆粒度测量值小于煤浆粒度设定值时，增大细磨机给料泵4的转速，使进入细磨机19的煤浆流量增大，从而使煤浆在细磨机中的研磨时间缩短；当煤浆粒度测量值大于煤浆粒度设定值时，减小细磨机给料泵4的转速，使进入细磨机19的煤浆流量减小，从而使煤浆在细磨机19中的研磨时间延长。

实施例3

本实施例与实施例2不同的是，通过粗浆槽入口管道1进入粗浆槽10的粗煤浆浓度为64wt％，流量为11300kg/h，通过制浆水管道7进入粗浆槽10的制浆水流量为4782kg/h，煤浆最大粒度小于1.43mm，煤浆温度为50℃～60℃，粗煤浆进入粗浆槽10后，在煤浆浓度控制子***的控制下，制得浓度为44.9wt％的煤浆；在煤浆粒度控制子***的控制下，浓度合格的煤浆在细磨机中研磨，最后制得浓度为44.9wt％，粒度小于0.044mm的煤浆,其中粒度小于0.044mm的煤浆与总煤浆的重量比大于95wt％。

在本实施例中，所用的现场仪表与实施例2相同，所用的集散控制***25为ECS-700集散控制***。

Claims (9)

1.一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：包括设置在细磨装置上的煤浆浓度控制子***、煤浆粒度控制子***和安全保护***；

所述细磨装置包括粗浆槽入口管道(1)、制浆水管道(7)、粗浆槽(10)、粗浆槽出口管道(14)、细磨机(19)和细磨机出口管道(21)；所述粗浆槽入口管道(1)与细磨装置外的粗煤浆管道连接，所述制浆水管道(7)与细磨装置外的制浆水管道连接，所述细磨机出口管道(21)与细磨装置外的棒磨机入口管道连接；

所述煤浆浓度控制子***包括搅拌机(11)、煤浆浓度传感器(13)、煤浆浓度给定器(22)、煤浆浓度调节器、电气阀门***(5)和制浆水流量调节阀(6)；

所述煤浆粒度控制子***包括煤浆粒度传感器(20)、煤浆粒度给定器(23)、煤浆粒度调节器、第一变频调速器(2)、第一变频电机(3)和细磨机给料泵(4)；

所述安全保护***包括料位传感器(12)、粗浆槽料位给定器(24)、粗浆槽料位调节器、粗浆槽料位报警器(8)、第二变频调速器(15)、第二变频电机(16)、粗浆槽给料泵(17)、煤浆切断阀(18)和联锁控制器，所述煤浆浓度调节器、煤浆粒度调节器和粗浆槽料位调节器均设置在集散控制***(25)中；

所述煤浆浓度传感器(13)和煤浆切断阀(18)均安装在粗浆槽出口管道(14)上并且煤浆切断阀(18)的安装位置距细磨机(19)入口的距离最小，所述煤浆粒度传感器(20)安装在细磨机出口管道(21)上，所述制浆水流量调节阀(6)安装在制浆水管道(7)上，所述料位传感器(12)安装在粗浆槽(10)的外壁下部；

粗浆槽入口管道(1)和制浆水管道(7)均与粗浆槽(10)连接，粗浆槽出口管道(14)连接在粗浆槽(10)和细磨机(19)之间，细磨机出口管道(21)连接在细磨机(19)上，细磨机给料泵(4)安装在粗浆槽出口管道(14)上，粗浆槽给料泵(17)安装在粗浆槽入口管道(1)上，通过第一变频电机(3)驱动细磨机给料泵(4)，通过第二变频电机(16)驱动粗浆槽给料泵(17)，搅拌机(11)安装在粗浆槽(10)的顶部。

2.按照权利要求1所述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：所述搅拌机(11)通过现场操作柱启动，所述搅拌机(11)通过安全保护***或现场操作柱停止。

3.按照权利要求1所述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：当所述粗浆槽(10)中的料位高于料位设定值时，所述安全保护***使粗浆槽给料泵(17)的转速降低，从而使进入粗浆槽(10)的煤浆流量减少；当粗浆槽(10)中的料位低于料位设定值时，所述安全保护***使粗浆槽给料泵(17)的转速升高，从而使进入粗浆槽(10)的煤浆流量增加。

4.按照权利要求1所述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：启动所述细磨机给料泵(4)后，延时设定时间再打开煤浆切断阀(18)。

5.按照权利要求1所述的一种生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度控制***，其特征在于：当所述细磨机(19)启动过程结束后，所述细磨机(19)匀速转动。

6.一种利用权利要求1所述***进行生产合成气过程中的煤浆浓度及粒度的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、制备浓度均匀的煤浆，具体过程如下：

步骤101、通过粗浆槽料位给定器(24)设定粗浆槽(10)的料位高度并将此料位高度作为料位设定值，启动粗浆槽给料泵(17)使粗煤浆进入粗浆槽(10)；

步骤102、把集散控制***(25)中的煤浆浓度调节器切换到手动位置，然后开启制浆水流量调节阀(6)；

步骤103、通过料位传感器(12)对粗浆槽(10)的料位进行检测，并将检测到的料位转换为电信号送至集散控制***(25)中的粗浆槽料位调节器作为粗浆槽料位测量值；粗浆槽料位调节器对粗浆槽料位测量值和料位设定值进行比较得到粗浆槽料位偏差值，然后对得到的偏差值按照比例积分控制算法进行运算，得到控制粗浆槽给料泵(17)转速的信号并把该信号送至第二变频调速器(15)；第二变频调速器(15)根据控制信号调节第二变频电机(16)的转速，使粗浆槽给料泵(17)的转速随控制信号而变化，从而对进入粗浆槽(10)的煤浆流量进行调节，直至粗浆槽(10)的料位稳定在料位设定值；

步骤104、当粗浆槽(10)中的料位达到料位设定值时启动搅拌机(11)，使粗煤浆和制浆水在搅拌机(11)的搅动下在粗浆槽(10)中混合均匀，制成浓度均匀的煤浆；

步骤二、控制煤浆浓度，具体过程如下：

步骤201、启动细磨机给料泵(4)，并延时设定时间打开煤浆切断阀(18)，使浓度均匀的煤浆进入细磨机(19)；

步骤202、通过煤浆浓度给定器(22)设定煤浆浓度并将该浓度作为煤浆浓度设定值，再把集散控制***(25)中的煤浆浓度调节器切换到自动位置，在煤浆进入细磨机(19)的过程中，通过煤浆浓度传感器(13)对煤浆浓度进行检测，并将检测到的煤浆浓度转换为电信号送至所述煤浆浓度调节器作为煤浆浓度测量值；

步骤203、所述煤浆浓度调节器对接收到的煤浆浓度测量值和煤浆浓度设定值进行比较得到煤浆浓度偏差值，然后按照比例积分控制算法对煤浆浓度偏差值进行运算，得到控制制浆水流量调节阀(6)的开度的信号，通过调节制浆水流量调节阀(6)的开度调节进入粗浆槽(10)的制浆水流量，使煤浆浓度测量值稳定在煤浆浓度设定值；

步骤三、控制煤浆粒度，具体过程如下：

步骤301、通过煤浆粒度给定器(23)设定工艺所需的煤浆粒度并将该煤浆粒度作为煤浆粒度设定值；

步骤302、在煤浆通过细磨机出口管道(21)的过程中，煤浆粒度传感器(20)对煤浆粒度进行检测，并将检测到的煤浆粒度转换为电信号送至集散控制***(25)中的煤浆粒度调节器作为煤浆粒度测量值；

步骤303、煤浆粒度调节器对接收到的煤浆粒度测量值和煤浆粒度设定值进行比较得到煤浆粒度偏差值，然后按照比例积分控制算法对煤浆粒度偏差值进行运算，得到控制细磨机给料泵(4)转速的信号并把此信号送至第一变频调速器(2)，第一变频调速器(2)根据控制信号调节第一变频电机(3)的转速，使细磨机给料泵(4)的转速随控制信号而变化，从而对进入细磨机(19)的煤浆流量进行调节，使煤浆在细磨机(19)中的研磨时间发生变化，直至细磨机(19)出口的煤浆粒度测量值稳定在煤浆粒度设定值。

7.按照权利要求6所述的控制方法，其特征在于：步骤103中，当粗浆槽(10)中的料位低于料位报警值的下限值时，粗浆槽料位报警器(8)发出声光报警；当粗浆槽(10)中的料位低于料位联锁值的下限值时，安全保护***使细磨机给料泵(4)和搅拌机(11)停止运行，同时使煤浆切断阀(18)关闭；当粗浆槽(10)中的料位恢复到料位设定值时，启动细磨机给料泵(4)和搅拌机(11)，然后延时设定时间打开煤浆切断阀(18)；

当粗浆槽(10)中的料位高于料位报警值的上限值时，粗浆槽料位报警器(8)发出声光报警；当粗浆槽(10)中的料位高于料位联锁值的上限值时，安全保护***使粗浆槽给料泵(17)停止运行，同时使制浆水流量调节阀(6)关闭。

8.按照权利要求6所述的控制方法，其特征在于：步骤203中，当煤浆浓度测量值低于煤浆浓度设定值时，调小制浆水流量调节阀(6)的开度，使进入粗浆槽(10)的制浆水量减少；当煤浆浓度测量值高于煤浆浓度设定值时，调大制浆水流量调节阀(6)的开度，使进入粗浆槽(10)的制浆水量增加。

9.按照权利要求6所述的控制方法，其特征在于：步骤303中，当煤浆粒度测量值小于煤浆粒度设定值时，增大细磨机给料泵(4)的转速，使进入细磨机(19)的煤浆流量增大，从而使煤浆在细磨机中的研磨时间缩短；当煤浆粒度测量值大于煤浆粒度设定值时，减小细磨机给料泵(4)的转速，使进入细磨机(19)的煤浆流量减小，从而使煤浆在细磨机(19)中的研磨时间延长。

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