流化床氣化爐系統的製作方法

2023-05-30 15:51:51 2

本實用新型涉及原料氣化技術領域，尤其涉及一種流化床氣化爐系統。

背景技術：

原料氣化是指在一定溫度、壓力下，用氣化劑對原料進行熱化學加工，將原料中有機質轉變為燃氣的過程。流化床氣化爐系統是工業上常用的一種氣化系統。傳統的，流化床氣化爐系統在運行過程中，一般採用手動調整，需要具有一定操作經驗的人員方可操作，設備運行狀態、參數等需要人工輸入至電腦中並進行保存，自動化控制程度不高，且人工控制調控精度不易把握，調控精度不高。

技術實現要素：

基於此，本實用新型在於克服現有技術的缺陷，提供一種自動化控制程度高、調控精度高的流化床氣化爐系統。

其技術方案如下：

一種流化床氣化爐系統，包括控制器以及與所述控制器電性連接的上料系統，所述上料系統包括旋轉料倉、倉頂進料螺旋以及上料提升機，所述倉頂進料螺旋用於將所述上料提升機輸送的原料輸入至所述旋轉料倉中，所述旋轉料倉的上部設有倉頂進料閥，所述旋轉料倉的高料位處與低料位處分別設有用於檢測所述旋轉料倉的料位的第一料位計、第二料位計。

在其中一個實施例中，所述旋轉料倉內還設有分別用於檢測所述旋轉料倉內的溫度和溼度的第一溫度計、第一溼度計。

在其中一個實施例中，所述流化床氣化爐系統還包括與所述控制器電性連接的主體運行系統和供停氣系統，所述主體運行系統包括氣化爐、用於將所述旋轉料倉內的原料輸入所述氣化爐的第一進料螺旋以及用於將空氣送入所述氣化爐底部的第一鼓風機，所述氣化爐上設有用於檢測其內部反應層溫度的第二溫度計，所述供停氣系統包括用於為用戶端提供燃氣的主燃氣管道，所述氣化爐的上部與所述主燃氣管道連接，所述主燃氣管道上設有用於檢測其內部燃氣壓力的第一壓力計。

在其中一個實施例中，所述主體運行系統還包括與所述第一進料螺旋並聯的備用進料螺旋，以及與所述第一鼓風機並聯的備用鼓風機。

在其中一個實施例中，所述流化床氣化爐系統還包括與所述控制器電性連接的排渣系統，所述排渣系統包括設置在所述氣化爐底部的爐排以及與所述爐排通過管道連接的渣室，所述氣化爐內設有分別用於檢測其內部反應層溫度和壓力的第三溫度計、第二壓力計，所述爐排上設有用於將渣料排出的風室排渣閥，所述渣室的下部設有出渣閥，所述渣室的高料位處和低料位處分別設有用於檢測所述渣室的料位的第三料位計和第四料位計，所述渣室的下方設有用於將渣料輸出的排渣螺旋，所述排渣螺旋的下方設有用於將渣料輸出的U型排灰螺旋。

在其中一個實施例中，所述流化床氣化爐系統還包括與所述控制器電性連接的排灰系統，所述排灰系統包括一級旋風儲存器和二級旋風儲存器，所述一級旋風儲存器與所述氣化爐的上部連接，所述一級旋風儲存器的下方設有與其連接的一級灰箱，所述二級旋風儲存器的上部與所述一級旋風儲存器的上部連通，所述二級旋風儲存器的頂部與所述主燃氣管道連接，所述二級旋風儲存器的下方設有與其連接的二級灰箱，所述一級灰箱的下方設有用於將灰料輸送至二級灰箱的反灰螺旋，所述二級灰箱的下方設有用於將其內的灰料輸出的冷卻排灰螺旋，所述U型排灰螺旋位於所述冷卻排灰螺旋的下方，用於將冷卻排灰螺旋輸出的灰料輸出，所述一級灰箱的高料位處和低料位處分別設有用於檢測所述一級灰箱的料位的第五料位計、第六料位計，所述二級灰箱的高料位處和低料位處分別設有用於檢測所述二級灰箱的料位的第七料位計、第八料位計。

在其中一個實施例中，所述供停氣系統還包括第一管道、第二管道和第三管道，所述第一管道與第二管道連接，所述第一管道遠離第二管道的第一端與所述二級旋風儲存器的頂部連接，所述第一管道上設有第一燃氣切換閥，所述第二管道與所述主燃氣管道連接，所述第二管道上設有第二燃氣切換閥，所述第三管道的一端與所述第一管道的第一端連通，所述第三管道的另一端與所述第二管道靠近所述第一管道的一端連通，所述第三管道的部分管道位於所述旋轉料倉中，所述第三管道靠近所述第一管道的管段上設有第三燃氣切換閥。

在其中一個實施例中，所述供停氣系統還包括與所述第一管道的第一端連接的放散管道，所述放散管道上設有放散水封閥，所述放散管道的另一端外側設有天燈點火器和天燈燃氣閥。

在其中一個實施例中，所述流化床氣化爐系統還包括熱風鼓風機，以及設置在所述第二管道與所述主燃氣管道之間的換熱器，所述換熱器的第一進風口與所述第二管道連通，所述換熱器的第一出風口與所述主燃氣管道連通，所述熱風鼓風機的出風端與所述換熱器的第二進風口連通，所述換熱器的第二出風口通過管道與所述第一鼓風機和備用鼓風機的進風端連接。

本實用新型的有益效果在於：

上述流化床氣化爐系統，上料系統與控制器電性連接，控制器通過接收旋轉料倉上第一料位計與第二料位計的檢測結果，能夠獲取旋轉料倉內的料位情況，進而根據旋轉料倉內的料位情況實時控制旋轉料倉的自動加料或停止加料。當旋轉料倉內的原料低於設定料位時，控制器可以依次控制倉頂進料螺旋啟動、上料提升機啟動以及旋轉料倉的倉頂進料閥打開，開始自動加料狀態；當旋轉料倉內的原料高於設定料位時，控制器可以依次控制倉頂進料閥關閉、上料提升機停止以及倉頂進料螺旋停止，停止加料狀態。進而，能夠靈活調整旋轉料倉內的原料情況，使料倉內的原料保持在設定料位範圍內。所述流化床氣化爐系統，通過在旋轉料倉內設置第一料位計與第二料位計，可實現上料系統的自動控制，且相比於人工控制更加精確，上料系統的自動化控制程度高，上料系統運行穩定、可靠、安全。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述的流化床氣化爐系統的結構示意圖。

附圖標記說明：

10、上料系統，11、旋轉料倉，12、倉頂進料螺旋，13、上料提升機，20、主體運行系統，21、氣化爐，22、第一進料螺旋，23、第一鼓風機，24、備用進料螺旋，25、備用鼓風機，30、排渣系統，31、爐排，32、渣室，33、排渣螺旋，34、U型排灰螺旋，40、排灰系統，41、一級旋風儲存器，42、二級旋風儲存器，43、一級灰箱，44、二級灰箱，45、反灰螺旋，46、冷卻排灰螺旋，50、供停氣系統，51、主燃氣管道，52、第一管道，53、第二管道，54、第三管道，55、第一燃氣切換閥，56、第二燃氣切換閥，57、第三燃氣切換閥，58、放散管道，59、放散水封閥，60、熱風鼓風機，70、換熱器。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例進行詳細說明：

如圖1所示，一種流化床氣化爐系統，包括控制器以及與所述控制器電性連接的上料系統10，所述上料系統10包括旋轉料倉11、倉頂進料螺旋12以及上料提升機13，所述倉頂進料螺旋12用於將所述上料提升機13輸送的原料輸入至所述旋轉料倉11中，所述旋轉料倉11的上部設有倉頂進料閥，所述旋轉料倉11的高料位處與低料位處分別設有用於檢測所述旋轉料倉11的料位的第一料位計、第二料位計。本實施例中，所述第一料位計、第二料位計可以為超聲波檢測計、雷達檢測計、紅外檢測計等。

上述流化床氣化爐系統，上料系統10與控制器電性連接，控制器通過接收旋轉料倉11上第一料位計與第二料位計的檢測結果，能夠獲取旋轉料倉11內的料位情況，進而根據旋轉料倉11內的料位情況實時控制旋轉料倉11的自動加料或停止加料。具體的，當旋轉料倉11內的原料低於設定料位時，控制器可以依次控制倉頂進料螺旋12啟動、上料提升機13啟動以及旋轉料倉11的倉頂進料閥打開，開始自動加料狀態；當旋轉料倉11內的原料高於設定料位時，控制器可以依次控制倉頂進料閥關閉、上料提升機13停止以及倉頂進料螺旋12停止，停止加料狀態。進而，能夠靈活調整旋轉料倉11內的原料情況，使旋轉料倉11內的原料保持在設定料位範圍內。所述流化床氣化爐系統，通過在旋轉料倉11內設置第一料位計與第二料位計，可實現上料系統10的自動控制，且相比於人工控制更加精確，上料系統10的自動化控制程度高，上料系統10運行穩定、可靠、安全。

本實施例中，所述旋轉料倉11內還設有分別用於檢測所述旋轉料倉11內的溫度和溼度的第一溫度計、第一溼度計。具體的，所述第一溫度計可以為熱電偶傳感器，第一溼度計可以為溼度檢測儀。通過在旋轉料倉11內設置第一溫度計與第一溼度計，控制器能夠根據第一溫度計和第一溼度計檢測到的旋轉料倉11內的溫度數據和溼度數據，自動調整旋轉料倉11的旋轉速度和底部熱氣回流量，實現對旋轉料倉11的自動調整，保證上料系統10的自動穩定運行，自動化程度高，調整精確。

進一步的，所述流化床氣化爐系統還包括與所述控制器電性連接的主體運行系統20和供停氣系統50，所述主體運行系統20包括氣化爐21、用於將所述旋轉料倉11內的原料輸入所述氣化爐21的第一進料螺旋22以及用於將空氣送入所述氣化爐21底部的第一鼓風機23，所述氣化爐21上設有用於檢測其內部反應層溫度的第二溫度計，所述供停氣系統50包括用於為用戶端提供燃氣的主燃氣管道51，所述氣化爐21的上部與所述主燃氣管道51連接，所述主燃氣管道51上設有用於檢測其內部燃氣壓力的第一壓力計。

通過在氣化爐21上設置第二溫度計，控制器通過該第二溫度計能夠獲取氣化爐21內反應層的溫度數據，進而將該檢測溫度數據與設置的標準溫度值比較，對第一進料螺旋22進行相應的閉環控制調節，調整第一進料螺旋22的進料速度，實時自動控制氣化爐21內反應層溫度在恆定溫度。同樣的，通過在主燃氣管道51上設置第一壓力計，控制器通過該第一壓力計能夠獲取主燃氣管道51內的燃氣壓力，將該壓力數據與設定的標準壓力值比較，可對第一鼓風機23進行相應的閉環控制調節，調整第一鼓風機23的鼓風速度，實時自動調整氣化爐21內的反應，保證主燃氣管道51內的燃氣壓力為預設的標準壓力值。所述主體運行系統20，通過設置第二溫度計與第一壓力計，控制器能夠實現對第一進料螺旋22和第一鼓風機23的實時自動調整，進而實時調整氣化爐21反應層的溫度及主燃氣管道51的壓力，所述主體運行系統20能夠自動穩定運行，自動化程度高，運行安全、可靠。

本實施例中，所述主體運行系統20還包括與所述第一進料螺旋22並聯的備用進料螺旋24，以及與所述第一鼓風機23並聯的備用鼓風機25。通過設置備用進料螺旋24和備用鼓風機25，當第一進料螺旋22、第一鼓風機23發生故障時，可保證本實施例的主體運行系統20能夠繼續運行，保證主體運行系統20運行的可靠性和安全性。

進一步的，所述流化床氣化爐系統還包括與所述控制器電性連接的排渣系統30，所述排渣系統30包括設置在所述氣化爐21底部的爐排31以及與所述爐排31通過管道連接的渣室32，所述氣化爐21內設有分別用於檢測其內部反應層溫度和壓力的第三溫度計、第二壓力計，所述爐排31上設有用於將渣料排出的風室排渣閥，所述渣室32的下部設有出渣閥，所述渣室32的高料位處和低料位處分別設有用於檢測所述渣室32的料位的第三料位計和第四料位計，所述渣室32的下方設有用於將渣料輸出的排渣螺旋33，所述排渣螺旋33的下方設有用於將渣料輸出的U型排灰螺旋34。本實施例中，第三料位計、第四料位計可採用高溫阻旋式料位計。

通過在氣化爐21上設置第三溫度計和第二壓力計，控制器通過第三溫度計和第二壓力計能夠獲取氣化爐21內部反應層的溫度數據與壓力數據，進而能夠根據預設的溫度與壓力值配比對爐排31進行閉環控制調整，調整爐排31的轉速，使爐排31的運行滿足要求。通過在渣室32上設置第三料位計和第四料位計，控制器能夠獲取渣室32內的渣料的料位情況，進而能夠根據渣室32內的料位情況實時控制排渣系統30的排渣情況。當渣室32內的渣料位於低位時，控制器控制渣室32底部的出渣閥關閉，打開爐排31的風室排渣閥；當渣室32內的渣料位於高位時，控制器依次控制U型排灰螺旋34啟動、排渣螺旋33啟動、風室排渣閥關閉以及出渣閥打開。所述排渣系統30，通過設置第三溫度計、第二壓力計、第三料位計、第四料位計，控制器根據檢測的數據能夠靈活調整排渣系統30的排渣情況，排渣系統30運行穩定、可靠，自動化控制程度高，且控制精確。

進一步的，所述流化床氣化爐系統還包括與所述控制器電性連接的排灰系統40，所述排灰系統40包括一級旋風儲存器41和二級旋風儲存器42，所述一級旋風儲存器41與所述氣化爐21的上部連接，所述一級旋風儲存器41的下方設有與其連接的一級灰箱43，所述二級旋風儲存器42的上部與所述一級旋風儲存器41的上部連通，所述二級旋風儲存器42的頂部與所述主燃氣管道51連接，所述二級旋風儲存器42的下方設有與其連接的二級灰箱44，所述一級灰箱43的下方設有用於將灰料輸送至二級灰箱44的反灰螺旋45，所述二級灰箱44的下方設有用於將其內的灰料輸出的冷卻排灰螺旋46，所述U型排灰螺旋34位於所述冷卻排灰螺旋46的下方，用於將冷卻排灰螺旋46輸出的灰料輸出，所述一級灰箱43的高料位處和低料位處分別設有用於檢測所述一級灰箱43的料位的第五料位計、第六料位計，所述二級灰箱44的高料位處和低料位處分別設有用於檢測所述二級灰箱44的料位的第七料位計、第八料位計。

通過設置第五料位計、第六料位計、第七料位計以及第八料位計，控制器能夠獲取一級灰箱43和二級灰箱44內的料位情況。在啟動一級灰箱43時，控制器可先判斷二級灰箱44是否處於高位，只有在二級灰箱44高位無料的情況下才啟動一級灰箱43，可保證二級灰箱44中不會堆積灰料，保證排灰系統40的運行穩定性。控制器可以通過二級灰箱44內的灰料的料位情況，靈活調整排灰系統40的排灰過程。當二級灰箱44內的灰料處於低位時，控制器控制反灰螺旋45啟動、一級灰箱43啟動、U型排灰螺旋34啟動、冷卻排灰螺旋46啟動、二級灰箱44的出灰閥打開；若二級灰箱44內的灰料處於高位時，控制器停止一級灰箱43、停止反灰螺旋45，控制U型排灰螺旋34啟動、冷卻排灰螺旋46啟動。所述控制器能夠根據一級灰箱43、二級灰箱44的料位情況，靈活控制排灰系統40的排灰過程，所述排灰系統40運行穩定、安全，自動化控制程度高，且控制精確。

進一步的，所述供停氣系統50還包括第一管道52、第二管道53和第三管道54，所述第一管道52與第二管道53連接，所述第一管道52遠離第二管道53的第一端與所述二級旋風儲存器42的頂部連接，所述第一管道52上設有第一燃氣切換閥55，所述第二管道53與所述主燃氣管道51連接，所述第二管道53上設有第二燃氣切換閥56，所述第三管道54的一端與所述第一管道52的第一端連通，所述第三管道54的另一端與所述第二管道53靠近所述第一管道52的一端連通，所述第三管道54的部分管道位於所述旋轉料倉11中，所述第三管道54靠近所述第一管道52的管段上設有第三燃氣切換閥57。採用上述結構，控制器通過控制第一燃氣切換閥55、第二燃氣切換閥56以及第三燃氣切換閥57的開閉，可實現供停器操作。並且，當需要對旋轉料倉11中的原料進行烘乾時，通過二級旋風儲存器42進入第一管道52中的燃氣可以通過第三管道54進入旋轉料倉11中，對旋轉料倉11中的原料進行烘乾後再通過第二管道53進入主燃氣管道51中，可實現對燃氣熱量的回收利用，節省能耗。

本實施例中，所述供停氣系統50還包括與所述第一管道52的第一端連接的放散管道58，所述放散管道58上設有放散水封閥59，所述放散管道58的另一端外側設有天燈點火器和天燈燃氣閥。當需要停止供氣狀態，控制器控制放散水封閥59打開，天燈點火器與天燈燃氣閥打開，進而能夠對通過放散管道58流出的殘餘燃氣進行燃燒，保證供停氣系統50的運行穩定性。

本實施例中，所述流化床氣化爐系統還包括熱風鼓風機60，以及設置在所述第二管道53與所述主燃氣管道51之間的換熱器70，所述換熱器70的第一進風口與所述第二管道53連通，所述換熱器70的第一出風口與所述主燃氣管道51連通，所述熱風鼓風機60的出風端與所述換熱器70的第二進風口連通，所述換熱器70的第二出風口通過管道與所述第一鼓風機23和備用鼓風機25的進風端連接。通過設置換熱器70，能夠對供向客戶端的燃氣熱量進行回收利用，通過熱風鼓風機60輸出的空氣經過換熱器70後，空氣溫度升高，溫度升高後的空氣通過第一鼓風機23或備用鼓風機25進入氣化爐21中反應，節省能耗。

本實施例中，所述流化床氣化爐系統還設有攝像頭，進而能夠將設備現場視頻顯示於主控室拼接屏，主控人員可實時掌控現場設備動態，保證了設備的安全性。所述流化床氣化爐系統的設備各部位的現場調速電機均採用變頻啟動，PLC與變頻器連接採用PROFIBUS-DP總線控制，提高了控制速率和反饋數據的準確性，減少了電櫃布線、方便了維護、減少了檢修難度。所述流化床氣化爐系統運行過程中，設備壓力，溫度，燃氣成份，流量，相對溼度、進料量等數據可以以不同的文件格式保存，方便以後的數據分析與查詢。所述控制器還具有備用電源，備用電源採用UPS電源系統，配備了12節12V100AH電池，供1000W負載下供電10小時，進而在緊急停電下情況下供電給PLC、上位機、攝像頭等監控系統，確保了控制器在停電情況下實時的監控並做出相應人工調整，安全性高。

本實施例所述的流化床氣化爐系統，控制器能夠對上料系統10、主體運行系統20、排渣系統30、排灰系統40、供停氣系統50進行自動化控制，使各個系統相互協作，實現了流化床氣化爐系統的全自動化生產運行過程。所述流化床氣化爐系統的自動化程度高，運行控制精確，安全程度高。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。