技术领域
[0001] 本
发明属于
煤化工技术领域，特别涉及一种合成气冷却器
温度控制系统及其控制方法。
背景技术
[0002] 合成气送至合成气冷却器中经冷却后送至下游的工艺装置。在合成气冷却器运行过程中，合成气冷却器换热后的工艺
水、固体物料可循环利用，以维持合成气冷却器的温度。如果出现合成气冷却器温度过低的情况，将导致粗合成气中夹带的焦油析出，与合成气冷却器内的固体物料结合，导致固体排料不畅，影响换热效果；如果出现合成气冷却器温度过高的情况，将触发
气化炉跳车，影响装置正常温度运行。因此，合成气冷却器的温度控制对
煤气化装置的安全、稳定运行至关重要。
[0003] 在现有工艺技术中，合成气冷却器大多采用单控制系统模式，换热效果不佳，影响合成气冷却器温度控制的
稳定性，在单控
制模式下的合成气冷却器运行过程中，一旦温度无法控制，将造成装置停车；而且现有合成气冷却器存在经换热后的工艺水、固体物料不能循环利用，导致工艺成本高。
发明内容
[0004] 为了克服上述
现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种合成气冷却器温度控制系统及其控制方法，维持冷却器温度的稳定性和可靠性、减少装置非计划停车，换热介质循环利用，降低运行成本。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0006] 一种合成气冷却器温度控制系统，包括与合成气冷却器1并联的第一温度控制系统2和第二温度控制系统3；
[0007] 所述第一温度控制系统2包括储水罐，液位指示器10、压
力调节
阀9与储水罐相连对储水罐进行监控，工艺水流量调节阀6安装在储水罐工艺水来水管线上，工艺水流量调节阀6和液位指示器10均与液位
控制器40连接，储水罐中部设置补水管线，底部设置泄水管线，补水管线上安装第一温度控制系统液位调节阀一7，泄水管线上安装第一温度控制系统液位调节阀二8；第一温度控制系统2储水罐
循环水管线与合成气冷却器1的管程相连接，换热介质为工艺水；
[0008] 所述第二温度控制系统3包括固体输送管线及安装在固体输送管线上的固体加料模
块31、固体排料模块32、固体物料进料阀11和固体物料排料阀12，第二温度控制系统3固体输送管线与合成气冷却器1壳程相连接，换热介质为固体物料。
[0009] 进一步地，本发明系统还可包括与上位监控机通讯连接的温度指示模块，所述温度指示模块包括从上往下依次与合成气冷却器1连接的温度指示器一17、温度指示器二22、温度指示器三23和温度指示器四24，其中温度指示器一17监测合成气冷却器1上部温度、温度指示器二22监测合成气冷却器1物料进口温度，温度指示器三23监测合成气冷却器1物料出口温度，温度指示器四24监测合成气冷却器1锥部温度。
[0010] 进一步地，本发明系统还可包括与上位监控机通讯连接的压差变送器一25、压差变送器二26、压差变送器三27；压差变送器一25、压差变送器二26、压差变送器三27均依次与料位运算模块14和料位指示模块15连接，料位指示模块15与上位监控机通讯连接，料位指示模块15读取料位运算模块14中经过运算后的料位数据同时上传到上位监控机中。压差变送器一25监测是合成气冷却器1上部与中部之间的压差、压差变送器二26监测是合成气冷却器1中部与下部之间的压差、压差变送器三27监测合成气冷却器1下部与锥部之间的压差，料位运算模块14通过压差变送器一25、压差变送器二26、压差变送器三27的压差数据来运算固体料位。
[0011] 所述液位控制器40、工艺水流量调节阀6、压力调节阀9均为PID控制器。
[0012] 所述第一温度控制系统2的第一温度控制系统液位调节阀一7和第一温度控制系统液位调节阀二8为侧进底出或底进侧出式多级降压型
角阀。
[0013] 本发明还提供了一种基于
权利要求1所述合成气冷却器温度控制系统的合成气冷却器温度控制方法，其特征在于：
[0014] 当合成气冷却器1温度低于100℃时，关闭第二温度控制系统3，通过液位指示器10来调节工艺水流量调节阀6、压力调节阀9的开度，调节工艺水的温度，工艺水由第一温度控制系统送至合成气冷却器进行换热，进而对合成气冷却器1进行温度控制，换热后的高温
蒸汽返回至第一温度控制系统；
[0015] 当合成气冷却器1温度高于100℃时，开启固体物料进料阀11，关闭固体物料排料阀12，向合成气冷却器1加入固体物料，同时开启第一温度控制系统2和第二温度控制系统3，对合成气冷却器1进行温度控制，合成气冷却器排出的固体物料经过固体排料模块并冷却后返回至固体加料模块。
[0016] 上位监控机DCS系统控制与第一温度控制系统2和第二温度控制系统3连接，通过上位监控机DCS系统对合成气冷却器1的温度进行控制。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0018] 本发明的合成气冷却器温度控制系统采用多控制系统模式，由第一温度控制系统和第二温度控制系统共同调节合成气冷却器温度，有效的改善了单控制系统模式下温度的稳定性和局限性，第一温度控制系统与合成气冷却器管程相连接，换热介质为工艺水，第二温度控制系统与合成气冷却器壳程相连接，换热介质为固体物料；采用双系统在不同温度时选用不同的控制系统对合成气冷却器进行温度控制，在不同的工况下，实现第一温度控制系统和第二温度控制系统并联投用，从而减轻了工作过程中第一温度控制系统的工作负荷，避免单系统换热效果不佳出现合成气冷却器温度过高的情况，触发气化炉跳车的问题。
[0019] 同时该合成气冷却系统的温度调节能力强，可以有效提升合成气冷却系统温度控制的稳定性和可靠性，从而煤气化装置能够更加安全、稳定的运行，减少装置非计划停车。此外，物料循环利用降低了工艺成本，减少了工作量。
[0020] 进一步，该合成气冷却器温度控制系统还包括与上位监控机通讯连接的温度指示模块，方便监控合成气冷却器内部温度情况，；该合成气冷却器温度控制系统还包括与上位监控机通讯连接的压差变送器，与所述压差变送器相连接的料位运算模块，方便监控合成气冷却器内部固体料位情况。
[0021] 本发明的合成气冷却器温度控制方法，在合成气冷却器温度低于100℃时，采用第一温度控制系统控制合成气冷却器温度，防止壳程中的固体物料水分冷凝，避免固体与合成气冷却器内的固体物料结合导致固体排料不畅，影响换热效果；合成气冷却器温度高于100℃时，第一温度控制系统和第二温度控制系统同时对合成气冷却器进行温度控制，避免单系统换热效果不佳出现合成气冷却器温度过高的情况，触发气化炉跳车的问题，提升合成气冷却系统温度控制稳定性和可靠性，固体物料与工艺水均为循环利用模式，降低运行成本。
附图说明
[0022] 图1为本发明控制系统的结构示意图。
[0023] 图中：1-合成气冷却器，2-第一温度控制系统，3-第二温度控制系统，6-工艺水流量调节阀，7-第一温度控制系统液位调节阀一，8-第一温度控制系统液位调节阀二，9-压力调节阀，10-液位指示器，11-固体物料进料阀，12-固体物料排料阀，14-料位运算模块，15-料位指示模块，17-温度指示器一，22-温度指示器二，23-温度指示器三，24-温度指示器四，25-压差变送器一，26-压差变送器二，27-压差变送器三，31-固体加料模块，32-固体排料模块，40-液位控制器。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图和具体
实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0025] 如图1所示，本实施例中的合成气冷却器温度控制系统包括第一温度控制系统2和第二温度控制系统3，所述第一温度控制系统2和第二温度控制系统3并联在合成气冷却器1上，用于调节合成气冷却器1温度。
[0026] 所述第一温度控制系统2包括储水罐、液位指示器10、工艺水流量调节阀6、第一温度控制系统液位调节阀一7、第一温度控制系统液位调节阀二8、压力调节阀9、液位控制器40组成。液位指示器10、压力调节阀9与储水罐相连对储水罐进行监控，工艺水流量调节阀6安装在储水罐工艺水来水管线上，工艺水流量调节阀6和液位指示器10与液位控制器40连接，储水罐中部设置补水管线、底部设置泄水管线，补水管线上安装第一温度控制系统液位调节阀一7，泄水管线上安装第一温度控制系统液位调节阀二8。
[0027] 第一温度控制系统2储水罐循环水管线与合成气冷却器管程相连接，换热介质为工艺水；工艺水进入合成气冷却器1管程后，与高温合成气进行热交换，换热后的水和水蒸气返回至第一温度控制系统2。工艺水流量调节阀6、第一温度控制系统液位调节阀一7和第一温度控制系统液位调节阀二8维持第一温度控制系统2的液位和温度，压力调节阀9控制第一温度控制系统2的压力。
[0028] 合成气冷却器温度低于100℃时，防止壳程中的固体物料水分冷凝，不能对合成气冷却器加入固体物料进行换热，通过调节第一温度控制系统2控制合成气冷却器温度。
[0029] 所述第二温度控制系统3包括固体输送管线及安装在固体输送管线上的固体加料模块31和固体排料模块32，固体输送管线上还安装有固体物料进料阀11和固体物料排料阀12，第二温度控制3固体输送管线与合成气冷却器1壳程相连接，换热介质为固体物料；所述合成气冷却器温度高于100℃时，第一温度控制系统2和第二温度控制系统3同时对合成气冷却器1进行温度控制。
[0030] 为了方便监控合成气冷却器内部温度情况，该合成气冷却器温度控制系统还包括与上位监控机通讯连接的温度指示模块。所述温度指示模块包括从上往下依次与合成气冷却器1连接的温度指示器一17、温度指示器二22、温度指示器三23和温度指示器四24。
[0031] 为了方便监控合成气冷却器内部固体料位情况，该合成气冷却器温度控制系统还包括与上位监控机通讯连接的压差变送器一25、压差变送器二26、压差变送器三27，压差变送器一25、压差变送器二26、压差变送器三27与料位运算模块14相连接，并且与上位监控机通讯连接，料位指示模块15读取料位运算模块14中经过运算后的料位数据，同时上传到上位监控机中，则工作人员自上位监控机中即可获取合成气冷却器1中实时料位情况。通过实时料位和温度情况，判断固体加料模块31和固体排料模块32的开启状态。
[0032] 所述第一温度控制系统2中液位控制器40为PID控制器。
[0033] 第一温度控制系统2的第一温度控制系统液位调节阀一7和第一温度控制系统液位调节阀二8为侧进底出或底进侧出式多级降压型角阀，工艺水流量调节阀6、压力调节阀9均为PID控制器。
[0034] 在合成气冷却器1的开车过程中，合成气冷却器1内的温度为逐渐升高的过程，其温度达到标准运行的温度需要经过一段时间。温度指示器二22确认是否对合成气冷却器1进行加入固体物料，如果温度指示器二22显示超过100℃，则对合成气冷却器1进行固体加料，打开固体物料进料阀11，固体物料排料阀12处于关闭状态，完成一次固体加料。工作人员密切观察温度指示器一17和温度指示器三23的变化情况，根据温度变化确认是否启动固体加料模块31。
[0035] 合成气冷却器1温度指示器一17、温度指示器三23高于设定值，以及料位指示器15高报警时，首先启动固体排料模块32，打开固体物料排料阀12，固体物料进料阀11处于关闭状态。当料位指示器15高报警消除，关闭固体物料排料阀12，停止固体排料模块32。其次启动固体加料模块31，用冷物料对合成气冷却器1进行换热，降低温度，工作人员监控温度变化情况。
[0036] 一种合成气冷却器温度控制系统的控制方法：
[0037] 当合成气冷却器1温度低于100℃时，通过第一温度控制系统2来调节合成气冷却器1的温度，当合成气冷却器1温度高于100℃时，第一温度控制系统2和第二温度控制系统3同时对合成气冷却器1进行温度控制。
[0038] 第一温度控制系统2通过液位指示器10来调节工艺水流量调节阀6、压力调节阀9的开度，调节工艺水的温度，进而控制合成气冷却器1的换热效果。第二温度控制系统3通过固体加料模块31和固体排料模块32控制合成气冷却器1的换热效果。
[0039] 当合成气冷却器需要加入固体物料时，开启固体物料进料阀11，固体物料排料阀12处于关闭状态。当合成气冷却器需要排出固体物料时，开启固体物料排料阀12，固体物料进料阀11处于关闭状态。合成气冷却器排出的固体物料经过固体排料模块并冷却后返回至固体加料模块。
[0040] 工艺水由第一温度控制系统送至合成气冷却器进行换热，换热后的高温蒸汽返回至第一温度控制系统。
[0041] 合成气冷却器1温度指示器一17、合成气冷却器出口温度指示器三23高于设定值时，调节第一温度控制系统2中第一温度控制系统液位调节阀一7和第一温度控制系统液位调节阀二8的开度控制排液流量，以及第一液位控制器10控制工艺水流量调节阀6的开度以控制工艺水的流量。
[0042] 上述过程，监控人员可通过上位机上显示的料位、液位信息手动操作完成。上述过程还可以通过上位监控机DCS系统控制第一温度控制系统2和第二温度控制系统3，从而实现合成气冷却器1的温度控制。
[0043] 最后应该说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行
修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
