一种粉体质量流量的调控方法技术

本发明专利技术公开了一种粉体质量流量的调控方法，步骤为(1)获取节流部件在不同输送压差下的粉体质量流量的调控曲线，其由三段依次连接的直线组成：拟合直线①、②和③；(2)确定调控方法：在某一输送压差ΔP下，先判断现有工况点位于ΔP对应的调控曲线的哪条拟合直线上：若位于拟合直线②上，则在拟合直线②上调控粉体质量流量y；若位于拟合直线①上，则降低ΔP至粉体质量流量Y位于其下方另一条调控曲线的拟合直线②上，再在该直线上通过调节节流部件开度x调控y；若位于拟合直线③上，则增大ΔP至Y位于其上方另一条调控曲线的拟合直线②上，再在该直线上通过调节x调控y。本发明专利技术提供的调控方法可使粉体质量流量波动幅度不超过12％。

A method for controlling mass flow rate of powder

The invention discloses a control method of powder mass flow, step (1) to obtain the throttle parts in different conveying pressure under the powder mass flow regulation curve, which in turn are connected by three segment linear components: 1, 2 and 3, fitting a straight line; (2) to determine the regulation methods in a a pressure difference P, first determine which fitting line regulation curve of existing operating point is located in the delta of the corresponding P: if located in the linear fitting, fitting a straight line on the regulation of powder mass flow y; if located on the fitting line, reduce the fitting line to delta P powder. Y flow at the bottom of another control curve the, and then by adjusting the throttle opening of components in the regulation of X Y on the line; if in the linear fitting, linear fitting is increased to Y P at the top of another curve of regulation, and then on the line Regulation of X by regulating y. The control method provided by the invention can make the mass flow fluctuation range of powder not exceed 12%.

【技术实现步骤摘要】
一种粉体质量流量的调控方法
本专利技术涉及一种粉体质量流量的调控方法。
技术介绍
在煤气化工艺中，以纯氧、煤粉为主要反应原料的气化炉通常处于高温(1200℃-1700℃)、高压(3MPa-7MPa)状态，并且入炉氧气与煤粉的比例(氧煤比)直接决定了炉内运行温度和气化反应效果。因此，稳定的入炉煤粉流量是气化炉安全、高效、稳定运行的重要条件之一。其中，对于以气力输送方式供料的煤气化炉来说，入炉煤粉质量流量的稳定高效调控对于安全稳定运行有着至关重要的影响。在现有的粉煤加压气化技术中(气化压力通常4.0MPa)，为了能够有效调控入炉煤粉流量，通常保持煤粉发料罐和气化炉压差约为1.0MPa，从而使发料罐内的煤粉连续不断地以密相气力输送方式通过管道被输送进入气化炉中。同时，输送管道上还安装有能够调控节流开度的节流部件(如调节阀等)，从而根据气化炉负荷需要，在一定压差下通过调节节流部件的开度，获得指定的煤粉流量。然而，已有工业实践表明，由于上述方法中始终保持发料罐压力高于气化炉约1.0MPa(相应的发料罐运行压力高达5.0MPa)，因此，在高输送压差下，管道上的节流部件的开度必须足够小才能满足煤粉流量调控精度。如此则导致煤粉供料载气消耗量大、能耗高、节流部件磨损严重以及煤粉流量波动较大等系列问题。例如，当某粉煤气化炉负荷为100％时，其煤粉输送管道上的煤粉调节阀开度仅28％左右；该结果导致在1.0MPa的输送压差中，约65％的输送压差被节流部件消耗，而入炉前的全部管道压降仅占输送压差的20％。当气化炉负荷为70％时，阀门开度减少到20％，节流部件阻力比例激增至80％。另一方面，煤粉调节阀特性曲线测试研究表明，当阀门处于较小开度时，阀门调控处于高灵敏度区间。阀门开度的较小波动会导致较大的煤粉流量波动，输送稳定性相对较差。综上所述，输送压差过高，与管道节流部件性能匹配不合理不仅造成煤粉供料系统能耗大、运行成本高，而且煤粉流量稳定性较差，不利于气化炉长周期安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有的粉体密相气力输送系统的粉体流量调控方法中输送压差大、能耗高、粉体质量流量稳定性差等问题，提供了一种粉体质量流量的调控方法。本专利技术提供的调控方法，降低了输送压差和能耗，同时有效抑制了粉体质量流量的波动幅度。具体来说，本专利技术通过以下技术方案解决了上述技术问题。本专利技术提供了一种粉体质量流量的调控方法，其包括以下步骤：(1)获取节流部件在不同输送压差下的粉体质量流量的调控曲线：所述调控曲线为不同输送压差下粉体质量流量y随节流部件开度x变化的关系曲线，在某一输送压差ΔP下，在节流部件开度x由0增大至100％的区间(0，100％]内，所述调控曲线由三段依次连接的拟合直线组成：拟合直线①、拟合直线②和拟合直线③，在得到拟合直线①、拟合直线②和拟合直线③的线性回归拟合过程中，线性相关系数均不低于0.95，拟合后三者的斜率分别为k1、k2、k3，且k1＞k2＞k3；(2)根据所述调控曲线确定粉体质量流量的调控方法：在某一输送压差ΔP下，先判断现有工况点(X，Y)位于该输送压差ΔP对应的调控曲线的哪条拟合直线上：若位于所述拟合直线②上，则在所述拟合直线②上通过调节节流部件开度x调控粉体质量流量y；若位于所述拟合直线①上，则先降低输送压差ΔP至粉体质量流量Y位于其下方另一条调控曲线的拟合直线②上，再在该直线上通过调节节流部件开度x调控粉体质量流量y；若位于所述拟合直线③上，则先增大输送压差ΔP至粉体质量流量Y位于其上方另一条调控曲线的拟合直线②上，再在该直线上通过调节节流部件开度x调控粉体质量流量y。本专利技术中，将所述拟合直线①、所述拟合直线②和所述拟合直线③所处的区间分别定义为敏感区、平缓区和失效区。为了提高节流部件的调节精度，提高输送稳定性，本专利技术将工况点(X，Y)的操作区间控制在平缓区内。平缓区的长度、直线斜率与节流部件的种类、管道布置方式、输送压差等操作参数都有关系。一般来说，所述拟合直线③为一条与X轴近似平行的直线，其斜率k3很小，几乎为零。具体地，根据本专利技术提供的方法，可以合理调控生产过程中的粉体质量流量。当需要降低粉体质量流量时，根据所述的调控曲线，判断维持该输送压差不变时，能否满足节流部件开度处于该输送压差下的调控曲线的平缓区内：若满足，则仅降低节流部件开度，直到粉体质量流量达到工艺需要；若不满足，则可降低输送压差，减少粉体质量流量，使节流部件开度处于较低输送压差下的调控曲线的平缓区。当需要增大粉体质量流量时，根据所述的调控曲线，判断维持该输送压差不变时，能否满足节流部件开度在该输送压差下的调控曲线的平缓区内，若满足，则维持该输送压差不变，仅增大节流部件开度，直到粉体质量流量达到工艺需要；若不满足，则可增加输送压差，提高粉体质量流量，使节流部件开度处于较高输送压差下的调控曲线的平缓区。本专利技术中，所述调控曲线较佳地根据节流部件特性曲线或运行装置开车前的粉体循环测试结果确定。所述的节流部件特性曲线可根据节流部件设计厂家提供的特性曲线计算获得。本专利技术中，所述粉体为本领域常规的适用于密相气力输送系统的粉体，较佳地为煤粉。本专利技术中，所述节流部件为粉体密相气力输送系统中常规使用的节流部件，一般为具有能够自动调节节流部件开度的设备，较佳地为粉体流量调节阀，更佳地为煤粉调节阀。所述的煤粉调节阀的开度较佳地为15-50％，更佳地为20-40％时，粉体质量流量的波动幅度最为理想。当所述的煤粉调节阀的开度为20-40％时，粉体质量流量的波动幅度不超过12％。本专利技术中，较佳地，当粉体质量流量的波动幅度超过20％或输送压差低至0.3MPa时，不再降低输送压差，以防止粉体波动幅度增大影响气化炉的稳定运行。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术所用试剂和原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于：通过本专利技术提供的调控方法，降低了输送压差和能耗，高效地控制了粉体质量流量的波动；按照本专利技术提供的调控方法进行调控，粉体质量流量的波动幅度不超过12％。附图说明图1为本专利技术实施例使用的煤粉密相气力输送系统示意图。图2为实施例1所述的节流部件在不同输送压差下的粉体质量流量的调控曲线。图3为实施例2的煤粉质量流量的调控曲线。图4为实施例3的煤粉质量流量的调控曲线。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。本专利技术实施例中所使用的粉体密相气力输送系统如图1所示，包括储存粉体的发料罐1、节流部件2、粉体输送管道和反应器3(气化炉)以及相关仪表。其中，P1、P2和P3为压力测量装置；F1为粉体质量流量测量装置；位于发料罐1顶部的载气A具有压力控制功能；在锥部的载气B具有流化作用；在管道上的载气C具有粉体流速控制功能。具体地，发料罐1的压力为P1，由位于发料罐1顶部的具有压力控制功能的载气A控制，压力P1高于反应器3的压力P3，二者之间压差为输送压差ΔP1；粉体在输送压差ΔP1的推动下，以及在锥部具有流化作用的载气B和管道上具有粉体流速控制功能的载气C的共同作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉体质量流量的调控方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)获取节流部件在不同输送压差下的粉体质量流量的调控曲线：所述调控曲线为不同输送压差下粉体质量流量y随节流部件开度x变化的关系曲线，在某一输送压差ΔP下，在节流部件开度x由0增大至100％的区间(0，100％]内，所述调控曲线由三段依次连接的拟合直线组成：拟合直线①、拟合直线②和拟合直线③，在得到拟合直线①、拟合直线②和拟合直线③的线性回归拟合过程中，线性相关系数均不低于0.95，拟合后三者的斜率分别为k1、k2、k3，且k1＞k2＞k3；(2)根据所述调控曲线确定粉体质量流量的调控方法：在某一输送压差ΔP下，先判断现有工况点(X，Y)位于该输送压差ΔP对应的调控曲线的哪条拟合直线上：若位于所述拟合直线②上，则在所述拟合直线②上通过调节节流部件开度x调控粉体质量流量y；若位于所述拟合直线①上，则先降低输送压差ΔP至粉体质量流量Y位于其下方另一条调控曲线的拟合直线②上，再在该直线上通过调节节流部件开度x调控粉体质量流量y；若位于所述拟合直线③上，则先增大输送压差ΔP至粉体质量流量Y位于其上方另一条调控曲线的拟合直线②上，再在该直线上通过调节节流部件开度x调控粉体质量流量y。...

【技术特征摘要】
1.一种粉体质量流量的调控方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)获取节流部件在不同输送压差下的粉体质量流量的调控曲线：所述调控曲线为不同输送压差下粉体质量流量y随节流部件开度x变化的关系曲线，在某一输送压差ΔP下，在节流部件开度x由0增大至100％的区间(0，100％]内，所述调控曲线由三段依次连接的拟合直线组成：拟合直线①、拟合直线②和拟合直线③，在得到拟合直线①、拟合直线②和拟合直线③的线性回归拟合过程中，线性相关系数均不低于0.95，拟合后三者的斜率分别为k1、k2、k3，且k1＞k2＞k3；(2)根据所述调控曲线确定粉体质量流量的调控方法：在某一输送压差ΔP下，先判断现有工况点(X，Y)位于该输送压差ΔP对应的调控曲线的哪条拟合直线上：若位于所述拟合直线②上，则在所述拟合直线②上通过调节节流部件开度x调控粉体质量流量y；若位于所述拟合直线①上，则先降低输送压差ΔP至粉体质量流量Y位于其下方另一条调控曲线的拟合直线②上，再在该直线上通过调节节流部件开度x调控粉体质...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓镭，陆海峰，龚欣，梁钦锋，于广锁，刘海峰，王亦飞，陈雪莉，李伟锋，许建良，郭庆华，王辅臣，刘霞，王兴军，赵辉，龚岩，李超，王立，
申请(专利权)人：华东理工大学，上海熠能燃气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31