技术领域

本发明涉及一种石油焦配比添加控制系统， 尤其涉及一种壳牌粉煤气化用 石油焦配比添加控制系统， 属于化工控制系统技术领域。

背景技术

壳牌煤气化工艺作为第二代洁净煤气化技术的 代表， 在中国各地应用广 泛， 其采用气流床反应器， 以干煤粉为原料， 进行加压气化， 并实现了大规模 化生产。 壳牌煤气化技术的优点是对煤种适应性广、气 化压力高、气化效率高， 单系列生产能力大、 污染少等。 但是由于地域不同， 各地煤种不一样， 严重制 约了壳牌煤气化的生产负荷和产气率。以某公 司为例，由于受高灰分原煤影响， 气化炉负荷仅能维持在 85%以下运行， 但灰渣系统实际处理负荷已达 123%, 同 时高灰分也对设备造成巨大影响， 设备磨蚀情况持续恶化、 废热锅炉积灰速度 加快，装置因高灰分停车检修次数增加， 系统不具备高负荷、长周期运行能力。

石油焦具有低灰分、高热值等特点，所以在原 煤中掺混一定比例的石油焦， 可以降低入炉煤灰分比例， 以降低设备磨蚀、 壳牌气化炉合成气冷却器段积灰 风险。 同时， 还可根据不同的入炉煤质调整配焦比例， 以控制合成气中 ₂ JT含 量。 因此， 在原煤中加入一定比例石油焦， 无疑是改变目前生产运行的困境的 一个可行的好办法。

但是石油焦灰分含量小， 若石油焦配比比例过大或配比过小， 势必造成入 炉煤总体灰分大幅波动， 从而影响气化炉挂渣均匀度与厚度， 最为严重的是总 体灰分过小， 导致气化室膜式壁干烧， 烧穿设备； 同时， 石油焦硫含量高， 配 比比例过大， 同样会造成设备、 管道腐蚀加剧。 所以配焦比例最终取决于原煤 灰分的高低。 发明内容

本发明的目的在于提供一种石油焦配比添加控 制系统， 能够准确控制石油 焦的添加量， 降低原煤中的灰分含量达到装置的设计灰分值 。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种石油焦配比添加控制系 统，它至少包括第一工作区和第二工作区两个 工作区， 第一工作区由石油焦仓

A、 与石油焦仓 A连接的石油焦给煤机 A、 原煤仓 A、 与原煤仓 A连接的原煤给 煤机 A、 磨煤机 A以及 P ID控制器 A组成， 石油焦给煤机 A和原煤给煤机 A的 出口同时与磨煤机 A连接，石油焦给煤机 A中设置有石油焦电子皮带称 A和石 油焦电机变频器 A, 原煤给煤机 A中设置有原煤电子皮带称 A和原煤电机变频 器 A, PID控制器 A由乘法器 A、 配比输入模块 A、 加法器 A、 选择器 A、 切换 按钮 A以及电机变频控制器 A组成， 其中， 切换按钮 A设置在选择器 A上，选 择器 A上设置有第一输入端和第二入输出端，选择� � A通过切换按钮 A选择第 一输入端或第二输入端输入，原煤电子皮带称 A和配比输入模块 A的输出端与 乘法器 A的输入端相连，乘法器 A的输出端和选择器 A的输出端与加法器 A的 输入端相连， 加法器 A的输出端与电机变频控制器 A的输入端相连， 电机变频 控制器 A的输出端与石油焦电机变频器 A相连；

第二工作区由石油焦仓 B、与石油焦仓 B连接的石油焦给煤机 B、原煤仓 B, 与原煤仓 B连接的原煤给煤机 B、 磨煤机 B以及 P ID控制器 B组成， 石油焦给 煤机 B和原煤给煤机 B的出口同时与磨煤机 B连接，石油焦给煤机 B中设置有 石油焦电子皮带称 B和石油焦电机变频器 B, 原煤给煤机 B中设置有原煤电子 皮带称 B和原煤电机变频器 B, PID控制器 B由乘法器 B、 配比输入模块 B、加 法器 B、 选择器 B、 切换按钮 B以及电机变频控制器 B组成， 其中， 切换按钮 B 设置在选择器 B上， 选择器 B上设置有第一输入端和第二入输出端，选择� � B 通过切换按钮 B选择第一输入端或第二输入端输入，原煤电� �皮带称 B和配比 输入模块 B的输出端与乘法器 B的输入端相连， 乘法器 B的输出端和选择器 B 的输出端与加法器 B的输入端相连，加法器 B的输出端与电机变频控制器 B的 输入端相连， 电机变频控制器 B的输出端与石油焦电机变频器 B相连。

所述的切换按钮 A和切换按钮 B为单 -双系列切换按钮。

所述的选择器 A和选择器 B的两个输入端按照 "择一" 的方式分别与加法 器 A和加法器 B相连， 其中， 选择器 A的第二输入端与第二工作区的 PID控制 器 B内的乘法器 B输出端相连，选择器 B的第二输入端与第一工作区的 P I D控 制器 A内的乘法器 A输出端相连。

本发明的有益效果在于： 结合石油焦本身灰分含量小的特点， 通过两个工 作区的独立和配合工作， 实现了准确控制石油焦的添加量的目的， 降低了原煤 中的灰分含量， 达到了设计要求灰分值。

附图说明

图 1为本发明的结构示意图。

其中， 1-石油焦仓 A , 2-原煤仓 A , 3-原煤仓 B , 4-石油焦仓 B , 5-石油 焦给煤机 A , 6-原煤给煤机 A, 7-原煤给煤机 B, 8-石油焦给煤机 B, 9-磨煤机

A , 10-磨煤机 B, 11-石油焦电子皮带称 A, 12-石油焦电机变频器 A, 1 3-原煤 电子皮带称 A, 14-原煤电机变频器 A, 15-石油焦电子皮带称 B , 16-石油焦电 机变频器 B, 17-原煤电子皮带称 B, 18-原煤电机变频器 B, 19-乘法器 A, 20- 乘法器 B, 21-配比输入模块 A, 22-配比输入模块 B, 23-加法器 A, 24-加法器

B , 25-选择器 A, 26-选择器 B, 27-切换按钮 A, 28-切换按钮 B , 29-电机变频 控制器 A, 30-电机变频控制器 B, 31- PID控制器 A, 32- PID控制器 B。

具体实施方式 下面结合附图进一步描述本发明的技术方案， 但要求保护的范围并不局限 于所述。

如图 1 ,一种石油焦配比添加控制系统，它至少包括� �一工作区和第二工作 区两个工作区， 第一工作区由石油焦仓 Al、 与石油焦仓 A1连接的石油焦给煤 机 A5、 原煤仓 A2、 与原煤仓 A2连接的原煤给煤机 A6、 磨煤机 A9以及 PID控 制器 A31组成， 石油焦给煤机 A5和原煤给煤机 A6的出口同时与磨煤机 A9连 接，石油焦给煤机 A5中设置有石油焦电子皮带称 Al 1和石油焦电机变频器 A12, 原煤给煤机 A6中设置有原煤电子皮带称 A13和原煤电机变频器 A14 , PID控制 器 A31由乘法器 A19、 配比输入模块 A21、 加法器 A23、 选择器 A25、 切换按钮 A27以及电机变频控制器 A29组成，其中，切换按钮 A27设置在选择器 A25上， 选择器 A25上设置有第一输入端和第二入输出端，选择 器 A25通过切换按钮 A27 选择第一输入端或第二输入端输入， 原煤电子皮带称 A13和配比输入模块 A21 的输出端与乘法器 A19的输入端相连，乘法器 A19的输出端和选择器 A25的输 出端与加法器 A23的输入端相连， 加法器 A23的输出端与电机变频控制器 A29 的输入端相连， 电机变频控制器 A29的输出端与石油焦电机变频器 A12相连； 第二工作区由石油焦仓 B4、 与石油焦仓 B4连接的石油焦给煤机 B8、 原煤 仓 B3、 与原煤仓 B3连接的原煤给煤机 B7、 磨煤机 B10以及 PID控制器 B32组 成， 石油焦给煤机 B8和原煤给煤机 B7的出口同时与磨煤机 B10连接， 石油焦 给煤机 B8中设置有石油焦电子皮带称 B15和石油焦电机变频器 B16 ,原煤给煤 机 B7中设置有原煤电子皮带称 B17和原煤电机变频器 B18 , PID控制器 B32由 乘法器 B20、 配比输入模块 B22、 加法器 B24、 选择器 B26、 切换按钮 B28以及 电机变频控制器 B30组成， 其中， 切换按钮 B28设置在选择器 B26上， 选择器 B26上设置有第一输入端和第二入输入端，选择 器 B26通过切换按钮 B28选择第 一输入端或第二输入端输入，原煤电子皮带称 B17和配比输入模块 B22的输出 端与乘法器 B20的输入端相连，乘法器 B20的输出端和选择器 B26的输出端与 加法器 B24的输入端相连，加法器 B24的输出端与电机变频控制器 B30的输入 端相连， 电机变频控制器 B30的输出端与石油焦电机变频器 B18相连。

所述的切换按钮 A27和切换按钮 B28为单 -双系列切换按钮。

所述的选择器 A25和选择器 B26的两个输入端按照 "择一" 的方式分别与 加法器 A23和加法器 B24相连， 其中， 选择器 A25的第二输入端与第二工作区 的 PID控制器 B32内的乘法器 B20输出端相连，选择器 B26的第二输入端与第 一工作区的 PID控制器 A31内的乘法器 A19输出端相连。

本发明的操作原理如下：

( 1 )、 对需配焦的原煤取样进行灰分分析， 得出该原煤的灰分含量； ( 2 )、通过该原煤的灰分含量与设计要求灰分值� �算出该原煤需要的石油 焦的比例；

( 3 )、 手动设定原煤电机变频器 A14和原煤电机变频器 B18的变频值，原 煤电子皮带称 A13和原煤电子皮带称 B17会得到实时的给煤量，通过给煤量与 设定的配焦比例计算出该系列的添加的石油焦 量。

当第一工作区和第二工作区运行正常时，切换 按钮 A27和切换按钮 B28为 单系列， 选择器 A25和选择器 B26的输出为第一输出端的 0, 此时电机变频控 制器 A29和电机变频控制器 B30的设定值分别为原煤给煤机 A6的给煤量与配 比输入模块 A21输入值的乘积、 原煤给煤机 B7的给煤量与配比输入模块 B22 输入值的乘积，

第一工作区的乘法器 A19将来自原煤电子皮带称 A13的给煤量和配比输入 模块 A21的输入比例相乘后送入加法器 A23, 加法器 A23将选择器 A25的输出 和乘法器 A19的输出相加后送到电机变频控制器 A29作为设定值， 电机变频控 制器 A29再根据石油焦电子皮带称 Al l的石油焦量与加法器 A23的给出的设定 值对石油焦电机变频器 A12进行调节， 使实际给焦量达到设定值， 第一工作区 的原理和第一工作区相同， 第一工作区和第二工作区独立运行互不影响； 当第一工作区出现故障时， 即石油焦给煤机 A5出现故障， 切换第二工作 区按钮 B28切换为双系列，选择器 B26输出为第一工作区 PID控制器 A31内乘 法器 A19的输出， 此时电机变频控制器 B 30的输出是为给原煤给煤机 A6的给 煤量与配比输入模块 A 21输入值的乘积和原煤给煤机 B7的给煤量与配比输入 模块 B22输入值的乘积之和，石油焦给煤机 B8能够把当石油焦给煤机 A5没有 加入的石油焦量和本身需要加入石油焦量加入 到磨煤机 B10中 ； 同样的， 当 第二工作区出现故障时，石油焦给煤机 A5能够把当石油焦给煤机 B8未加入的 石油焦量和本身需要加入石油焦量加入到磨煤 机 A中。 通过手动设定原煤仓的给煤机的变频值，这时 给煤机的中的电子皮带秤把 此时的给煤量送入控制系统中，控制系统再通 过当前的给煤量与设定的配焦比 例计算出该系列的石油焦添加量，送给控制配 焦的给煤机的 PID控制器，由 PID 控制器完成对石油焦给煤机 A5和石油焦给煤机 B8的电机变频器控制，以保证 石油焦的量的准确添加， 以免造成配焦后的原煤灰分大幅度的变化， 对后序工 段造成巨大影响。 同时由 PID控制器控制的给煤机， 可以随着原煤量的变化和 当前的给焦量， 自动调节给焦给煤机的变频值， 具有^艮高的自动化程度和精确 度。

当有任一工作区的石油焦给煤机故障， 而无法添加石油焦时， 点击另一个 系列的控制系统有一个单 -双系列运行的切换按钮切换位双系列（正常� �为单系 歹l ), 可以将由于故障而未添加的石油焦由工作正常 的系列的给焦机添加， 再通 过后续工段对两个系列磨煤机磨出的的煤粉进 行混合以保证两个系列送到锅炉 的煤粉灰分不会大幅度的偏差； 当故障系列恢复正常时， 只需将原来的正常系 列的切回单系列运行， 即可。 正常状况下时， 两个工作区彼此独立， 的各自配 焦比例不同时， 也互不影响。 虽然在附图中只是示意性的绘出两个工作区， 但在实际生产的过程中，工 作区的数量可以有所不同，比如有三个工作区 ， 第一工作区、 第二工作区、 第 三工作区等等， 它们之间的石油焦仓和原煤仓相互彼此独立但 又可以相互作 用， 而且石油焦仓和原煤仓也可以装入不同的物料 ， 以达到其他两种或多种物 料按设定比例进行精确配比的目的。

体说明， 它们并非用以限制本发明的保护范围， 凡未脱离本发明技艺精神的所 作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保 护范围之内