双流化床煤气化工艺负荷的控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002]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。
[0003] 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】
[0004] 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。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种双流化床煤气化工艺负荷的控制方法，包括：
[0007] 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；
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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。
[0011] 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：
[0012] 计算实时负荷 Load :Load = F(coal)/F(standard) X 100% ;其中，F(coal)为测 量到的进煤量，F(standard)为设计满负荷；
[0013] 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；
[0014] 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；
[0015] 其中，a〈b〈100% <c。
[0016] 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：
[0017] 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 ;
[0018] 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dLlll、dLl 12及dLl 13,则通过进煤PID算法计算进煤量设定值Sll的公 式如下：
[0019] Sll = S11+KP11X (dLlll-dL112)+TIllXdLlll+TDllX (dLlll-2dL112+dL113)；
[0020] 其中，KP11、Till及TDll分别为低负荷状态时进煤PID算法的比例、积分及微分 参数；
[0021 ] 根据进煤量设定值SI 1计算进煤螺旋频率Wl 1 ;
[0022] 之后，并根据煤量设定值Sll计算空气流量设定值S21及蒸汽流量设定值S31 :
[0023] S21 = C11XS11 ；S31 = C21XS11 ；
[0024] 其中，Cll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；
[0025] 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：
[0026] V21 = V21+KP21X (dF211-dF212)+TI21XdF211+TD21X (dF211-2dF212+dF213);
[0027] 其中，KP21、Tm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；
[0028] 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：
[0029] V31 = V31+KP31X (dF311-dF312)+TI31XdF311+TD31X (dF311-2dF312+dF313);
[0030] 其中，KP31、TI31及TD31分别为低负荷状态时蒸汽PID算法的比例、积分及微分 参数。
[0031] 进一步的，当双流化床煤气发生装置处于正常负荷状态时，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：
[0032] 假设进煤量设定值为S12,空气流量设定值为S22,蒸汽流量设定值为S32 ;
[0033] 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dL121、dL122及dL123,则通过进煤PID算法计算进煤量设定值S12的公 式如下：
[0034] S12 = S12+KP12X (dL121-dL122)+TI12XdL121+TD12X (dL121-2dL122+dL123);
[0035] 其中，KP12、TI12及TD12分别为正常负荷状态时进煤PID算法的比例、积分及微 分参数；
[0036] 根据进煤量设定值S12计算进煤螺旋频率W12 ;
[0037] 之后，根据煤量设定值S12计算空气流量设定值S22及蒸汽流量设定值S32 :
[0038] S22 = C12XS12 ；S31 = C22XS12 ；
[0039] 其中，C12与C22分别为正常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；
[0040] 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S22之间的偏差 分别记为dF221、dF222及dF223 ;则通过空气PID算法计算空气阀门输出值V22的公式如 下：
[0041] V22 = V22+KP22X (dF221-dF222)+TI22XdF221+TD22X (dF221-2dF222+dF223);
[0042] 其中，KP22、TI22及TD22分别为正常负荷状态时空气PID算法的比例、积分及微 分参数；
[0043] 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S32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：
[0044] V32 = V32+KP32X (dF321-dF322)+TI32XdF321+TD32X (dF321-2dF322+dF323);
[0045] 其中，KP32、TI32及TD32分别为正常负荷状态时蒸汽PID算法的比例、积分及微 分参数。
[0046] 进一步的，当双流化床煤气发生装置处于高负荷状态时，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：
[0047] 假设进煤量设定值为S13,空气流量设定值为S23,蒸汽流量设定值为S33 ;
[0048] 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dL131、dL132及dL133,则通过进煤PID算法计算进煤量设定值S13的公 式如下：
[0049] S13 = S13+KP13X (dL131-dL132)+TI13XdL131+TD13X (dL131-2dL132+dL133);
[0050] 其中，KP13、TI13及TD13分别为高负荷状态时进煤PID算法的比例、积分及微分 参数；
[0051 ] 根据进煤量设定值S13计算进煤螺旋频率W13 ;
[0052] 之后，根据煤量设定值S13计算空气流量设定值S23及蒸汽流量设定值S33 :
[0053] S23 = C13XS13 ；S33 = C23XS13 ；
[0054] 其中，C13与C23分别为高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；
[0055] 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S23之间的偏差 分别记为dF231、dF232及dF233 ;则通过空气PID算法计算空气阀门输出值V23的公式如 下：
[0056] V23 = V23+KP23X (dF231-dF232)+TI23XdF231+TD23X (dF231-2dF232+dF233);
[0057] 其中，KP23、TI23及TD23分别为高负荷状态时空气PID算法的比例、积分及微分 参数；
[0058] 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S33之间的偏差 分别记为dF331、dF332及dF333 ;则通过蒸汽PID算法计算蒸汽阀门输出值V33的公式如 下：
[0059] V33 = V33+KP33X (dF331-dF332)+TI33XdF331+TD33X (dF331-2dF332+dF333);
[0060] 其中，KP33、TI33及TD33分别为高负荷状态时蒸汽PID算法的比例、积分及微分 参数。
[0061] -种双流化床煤气化工艺负荷的控制系统，包括：
[0062] 数据测量模块，用于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；
[0063] 运行状态判断模块，用于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；
[0064] 控制参数计算模块，用于当双流化床煤气发生装置为正常运行状态时，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；
[0065] 进料调节模块，用于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。
[0066] 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：
[0067] 计算实时负荷 Load :Load = F(coal)/F(standard) X 100% ;其中，F(coal)为测 量到的进煤量，F(standard)为设计满负荷；
[0068] 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；