专利名称：用于有选择地在安全技术上监控飞流气化反应器的方法
技术领域：
本申请主题涉及1.) 一种用于用单喷嘴或多喷嘴装置有选择地在 安全技术上监控高功率的飞流气化反应器的方法，所述单喷嘴或多喷
嘴装置用于在直至80bar的工作压力下用含氧的气化剂使处理成粉状 燃料的燃料进行自热的部分氧化，所述燃料比如是褐煤和石煤、石油 焦炭、固态的可研磨的含碳的残余物，但也可以是固体-液体-悬浮液， 即所谓的煤泥(Sluries )，以及2.) —种具有权利要求6所述特征的用 于控制飞流气化反应器的方法。
背景技术：
本发明涉及一种用于有选择地在安全技术方面监控具有直至 1500MW的功率的飞流气化反应器的方法，所述飞流气化反应器比如 可以用于大型合成物(Grosssynthesen )的合成气体供给或者用于为 IGCC (整体煤气化联合循环(Integrated Gasification Combined Cycle))提供可燃气体。
根据现有技术，在外衬陶覺的反应器上通过使用加热喷嘴为点燃 所述燃料喷嘴将陶瓷外衬预热到大于燃料的点火温度的温度上，并且 在拆下加热喷嘴之后在使用所述陶瓷外衬的点火电势的情况下起动所 述燃料喷嘴。通常在直至l.OMPa的压力下进行点火。
在具有被冷却的反应室轮廓的反应器上，借助于起动喷嘴来给所 述燃料喷嘴进行点火，所述起动喷嘴为此目的应该安置在反应器上。 如公知的一样，在直至l.OMPa的压力下进行点火。在点火过程之后， 熄灭并且拆下所述起动喷嘴。
气化过程的故障会导致所述燃料喷嘴的切断及反应器的减压。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于运行飞流气化设备的方法，该方 法在起动组合喷嘴之后或者在使用多喷嘴装置的情况下在起动生产喷 嘴之后通过控制及点火喷嘴的继续运行并且通过有选择的、针对安全 性的监控系统的采用在气化运行发生故障时对重新起动来说使反应器的减压没有必要。
该任务通过一种具有权利要求1或6所述特征的方法得到解决。
按本发明，借助于所述气化过程的针对安全性的监控的选择性实 施仅仅切断主燃料输送管道。通过控制及点火喷嘴的继续运行，将反 应器保持在工作压力下，并且在消除故障之后可以用所述控制及点火 喷嘴在没有很麻烦的设置和启动起动喷嘴并且接下来给所述反应器加 压的情况下再次起动燃料气化装置。本发明在保证技术可靠性及微少 的起动时间的情况下允许在直至8MPa (80bar)的工作压力下用含氧 的气化剂使处理成粉状燃料的燃料进行自热的部分氧化的运行，所述 燃料比如是褐煤和石煤、石油焦炭、固态的可研磨的含碳的残余物， 但也可以是固体-液体-悬浮液，即所谓的煤泥。
本申请主题的有利的改进方案在从属权利要求中说明。
下面借助于附图在为理解所必需的范围内作为实施例对本申请主 题进行详细解释。其中
图l是选择性的在安全技术上的监控的框图，并且
图2是具有介质输送管道、喷嘴、急冷装置(Quenching)及粗煤 气排出管道的气化反应器。
具体实施例方式
按本发明，在大功率的反应器上，所述气化过程的有选择的针对 安全性的监控按以下方式得到解决
借助于点火和控制喷嘴，原则上在所述气化器的工作压力下、由 此在直至8MPa (80bar)的压力下来起动燃料喷嘴。
布置在中央的控制和点火喷嘴在起动所述燃料喷嘴之后作为采用 有选择的监控的前提条件以最小负荷保持运行。优选所述点火和控制 喷嘴的功率为所述燃料喷嘴的额定负载的1%。气化设备的对于所述气 化过程的可靠运行来说必需的针对安全性的监控系统(FSC )关于有待 监控的参数以及在识别出故障时有待触发的开关动作分成两个层面， 也就是燃料气化装置的运行以及控制和点火喷嘴的运行。
在所述燃料气化运行内识别出故障时，仅仅使所述燃料气化装置 停止运转，也就是说将与燃料气化装置相关联的介质输送管道和排出 管道可靠地从所述反应器上分开。所述控制和点火喷嘴本身保持运行,
使得所述反应器对于所述燃料喷嘴的重新起动来说不必减压。在消除 故障和/或干扰之后，所述燃料气化装置借助于所述点火和控制喷嘴在 没有将起动喷嘴麻烦地再次加热或者设置以及接下来置于压力下的情 况下起动。
如果出现在所述装备的耐温度变化性和耐压性方面以及由此对操 作人员的安全来说意义重大的故障，那么整个过程就转换为安全的状 态，也就是说所述气化材料喷嘴以及控制和点火喷嘴停止运转，所有 输送的或者说排出的介质被可靠地阻隔并且所述反应器减压。
在气化反应器3中，应该在4MPa (40bar)的压力下使85t/h煤气 化。燃料和气化剂氧气和蒸汽借助于组合喷嘴2输送给所述反应器3, 在该反应器3中在大约1450X:温度下进行气化。所述组合喷嘴具有布 置在中央的、气体点火的点火和控制喷嘴2.1和真正的气化喷嘴2.2。
所产生的粗煤气与以液态形式出现的炉渣一起流入急冷器4中。 通过喷入过量的水将所述粗煤气冷却到大约2151C,并且用水蒸汽进行 饱和。所述炉渣滴落到在所述急冷器的池槽中存在的水池中并且颗粒 化。经冷却的粗煤气在侧面离开所述急冷器4并且流入接下来的煤气 网5中。
所述气化过程的监控借助于上级的针对安全性的控制装置来进 行。该控制装置的在两个层面或者说等级中的选择性的实施应该在介 质输送管道l中的流量测量及反应器压力P16的实施例上得到说明。
如果在燃料气化运行过程中在主燃料煤或者气化剂氧气和蒸汽的 提供方面出现故障，该故障导致净皮监控的流量F13-F15的偏差大于允 许的容差，那么所述气化喷嘴2.2就由所述选择性的针对安全性的控制 装置通过所述闭锁装置1.3-1.5的关闭停止运转。但是在通往点火和控 制喷嘴2.1的输送管道中的闭锁装置1.1和1.2则保持打开，使得所述 点火和控制喷嘴以1500m3N/h的可燃气体保持运行并且由此所述反应 器在40bar的压力下保持在备用运行状态中用于在消除故障之后重新 给所述气化喷嘴点火。
如果在气化运行中由于气体通道中的故障而在反应器3中出现压 力上升，这一点借助于压力测量位置P16来监控，那么所述选择性的 针对安全性的控制装置首先为了防止所述装备超过允许的压力而通过 关闭所述闭锁装置1.3-1.5来使所述气化喷嘴2.2停止运转。在消除障
碍之后，用继续处于运行中的点火和控制喷嘴2.1来重新起动所述气化 喷嘴。如果尽管所述气化喷嘴停止运转压力还是继续上升，那么所述 控制装置为保护所述装备并且由此为了操作人员的安全而通过处于介 质输送管道中的闭锁装置1.1和1.2的关闭也使所述点火和控制喷嘴2,1 停止运转并且通过出气装置5.1的关闭和减压装置5.2的打开来使所述 反应器3及急冷器4减压。
本发明包括一种用于用单喷嘴或多喷嘴装置有选择地在安全技术 上监控高功率的飞流气化反应器的方法，所述单喷嘴或多喷嘴装置用 于在直至80bar的工作压力下用含氧的气化剂使处理成粉状燃料的燃 料进行自热的部分氧化，所述燃料比如是褐煤和石煤、石油焦炭、固 态的可研磨的含碳的残余物，但也可以是固体-液体-悬浮液，即所谓的 煤泥，其中所述气化过程的以两个层面构成的监控系统为所述反应器 的可靠运行集成在管理系统(Leitsystem)中。
在所述方法的另一种设计方案中，所述用于对反应器的运行进行 监控的管理系统构造为针对安全性的防止故障的控制装置。
在所述方法的另一种设计方案中，如此构造所述控制装置的所存 储的逻辑电路，使得所述具有监控功能的燃料气化装置的测量位置在 出现故障信号时起动一个序列，该序列仅仅使燃料气化装置停止运转。
将相:的介质输送管道和排出管道从反应器上分开的步^。点火和控 制喷嘴保持运行并且将所述反应器保持在备用运行状态中。
在所述方法的另一种设计方案中，在识别出可能潜在地导致所述
重大的故障时，借助于^二停止运转序列通过可靠地阻:所有介质这 种方式除了所述燃料气化装置之外也使所述点火和控制喷嘴停止运 转，并且通过所述反应器的减压来使设备转换到安全的状态中。如此 执行该解决方案，使得在出现会导致所述点火和控制喷嘴的停止运转 序列被触发的故障时，借助于逻辑关联同样起动用于使所述燃料气化 装置停止运转的序列。
在所述方法的另一种设计方案中，在工作压力下起动所述燃料喷 嘴，其中在起动所述燃料喷嘴之后，所述控制和点火喷嘴以最小功率 保持运行，并且所述点火和控制喷嘴的功率被限制在所述燃料喷嘴的
额定负载的1%上,
权利要求
1.用单喷嘴或多喷嘴装置有选择地在安全技术上监控高功率的飞流气化反应器的方法，所述单喷嘴或多喷嘴装置用于在直至80bar的工作压力下用含氧的气化剂使被处理成粉状燃料的燃料进行自热的部分氧化，所述燃料比如是褐煤和石煤、石油焦炭、固态的可研磨的含碳的残余物，但也可以是固体-液体-悬浮液，即所谓的煤泥，其特征在于气化过程的以两个层面构成的监控系统为所述反应器的可靠运行而集成在管理系统中，其中第一层面保证燃料喷嘴的监控和控制，并且第二层面保证点火和控制喷嘴的点火、监控和控制。
2. 按权利要求l所述的方法，其特征在于，构造控制装置的所存储的逻辑电路，使得具有监控 功能的燃料气化装置的测量位置在出现故障信号时起动一个序列，该 序列仅仅使燃料气化装置停止运转，其中所述点火和控制喷嘴的运行 在工艺条件下保持。
3. 按权利要求1到2所述的方法， 其特征在于，在识别出导致超过装备的压力和温度的规定的极限值并且由此导 致危害装备的故障时，借助于第二停止运转序列通过可靠地阻隔所有 介质除了燃料气化装置之外也使点火和控制喷嘴停止运转，并且通过 系统的减压来使设备转换到安全的状态中，其中执行该解决方案，从 而在出现导致点火和控制喷嘴的停止运转序列触发的故障时，借助于 逻辑关联同样起动使燃料气化装置停止运转的序列。
4. 按权利要求1到3所述的方法， 其特征在于，所述用于对反应器的运行进行监控的管理系统构造为针对安全性 的防止故障的控制装置。
5. 按权利要求1到4所述的方法， 其特征在于，在工作压力下起动燃料喷嘴，其中在起动所述燃料喷嘴之后，所 述控制和点火喷嘴以1%的额定负载的最小功率保持运行。
6. 尤其按前述权利要求1到5中任一项所述的用于控制飞流气化 反应器的方法，所述飞流气化反应器在直至8MPa的工作压力下并且 在处于1200和1900t:之间的气化温度下用包含自由氧的气化剂使形成 灰的主燃料进行自热的部分氧化，其中，-能够控制用于点火和控制喷嘴的燃料尤其是可燃气体(1.1)的供给，-能够控制用于点火和控制喷嘴的气化剂(1.2)的供给， -能够测量和控制输送给燃料喷嘴的主燃料(1.3)的供给， -能够测量和控制用于输送给燃料喷嘴的主燃料的气化剂(1.4)的 供给，-能够测量和控制用于输送给燃料喷嘴的主燃料的水蒸汽(1.5)的 供给，所述点火和控制喷嘴在燃料喷嘴的正常的气化运行中保持运行， 在识别出所测量的流量(1.3) 、 (1.4) 、 (1.5)与其额定值之间 的偏差大于允许的容差时，在燃料气化运行内仅仅阻隔 -输送给燃料喷嘴的主燃料(1.3)的供给， -用于输送给燃料喷嘴的主燃料的气化剂(1.4)的供给， -用于输送给燃料喷嘴的主燃料的水蒸汽(1.5)的供给。
7. 按权利要求6所述的方法， 其特征在于，在超过临界参数比如在反应器的反应室(3)中的压力(P16)和 温度时，除了阻隔主燃料(1.3)的供给、用于主燃料的气化剂(1.4) 的供给、用于输送给燃料喷嘴的主燃料的水蒸汽(1.5)的供给之外， 也阻隔用于点火和控制喷嘴的燃料(1.1)及气化剂(1.2)的供给。
8. 按前述权利要求6到7中任一项所述的方法， 其特征在于，作为主燃料使用粉状燃料，尤其是处理成粉状燃料的燃料，如褐 煤和石煤、石油焦炭、固态的可研磨的含碳的残余物。
9. 按前述权利要求6到7中任一项所述的方法， 其特征在于，作为主燃料使用固体-液体-悬浮液，即所谓的煤泥。
全文摘要
本发明涉及用于有选择地在安全技术上监控飞流气化反应器的方法。本发明在保证技术可靠性和微少的起动时间的情况下允许在直至8MPa(80bar)的工作压力下用含氧的气化剂使被处理成粉状燃料的燃料进行自热的部分氧化，所述燃料比如是褐煤和石煤、石油焦炭、固态的可研磨的含碳的残余物，但也可以是固体-液体-悬浮液，即所谓的煤泥。按本发明，借助于气化过程的针对安全性的监控的选择性地实施，仅仅切断主燃料输送管道。通过控制和点火喷嘴的继续运行，将反应器保持在工作压力下，并且在消除故障之后可以用所述控制和点火喷嘴在没有对所述点火喷嘴进行十分麻烦的设置和起动以及接下来对反应器进行加压的情况下重新起动燃料气化装置。
文档编号C10J3/46GK101353595SQ200810144350
公开日2009年1月28日 申请日期2008年7月25日 优先权日2007年7月26日
发明者B·霍尔, M·欣格尼茨, N·费希尔 申请人:西门子公司