Lng浸沒燃燒氣化器的控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氣化器的控制系統(tǒng)及控制方法，特別是液化天然氣(LNG)浸沒燃燒氣化器的控制系統(tǒng)及控制方法。其中LNG浸沒燃燒氣化器包括空氣入口(1)，燃氣入口(2)，燃燒器(3)，氣泡出口(5)，換熱盤管(6)，水槽(7)，盤管水槽(8)，煙氣出口(10)，燃氣和空氣在燃燒器(3)內(nèi)燃燒，高溫?zé)煔馔ㄟ^水槽(7)下方布煙管上的氣泡出口(5)將高溫?zé)煔饩鶆蚺胖帘P管水槽(8)，LNG通過設(shè)在水中的換熱盤管(6)吸取水中的熱量而氣化成NG輸送到管網(wǎng)，換熱后的低溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣出口(10)排出；該方法包括對LNG浸沒燃燒氣化器進行啟動、運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控、停機操作。其克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全可靠、能夠自動運行并可接受遠程控制的LNG浸沒燃燒氣化器控制系統(tǒng)及控制方法。
【專利說明】LNG浸沒燃燒氣化器的控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣化器的控制系統(tǒng)及控制方法，特別是液化天然氣(LNG)浸沒燃燒氣化器的控制系統(tǒng)及控制方法。
技術(shù)背景
[0002]液化天然氣(LNG)在城市燃氣供應(yīng)系統(tǒng)中的份額越來越大，作為管道天然氣的氣源，需要將LNG氣化后送到城市管網(wǎng)。目前，國內(nèi)大多LNG氣化站規(guī)模較小，多采用空氣氣化器，如果氣化量增大，則需采用燃氣燃燒加熱的氣化方式。LNG浸沒燃燒氣化器是利用燃氣燃燒的熱煙氣加熱水，再利用熱水加熱LNG盤管，使管內(nèi)LNG氣化，隨后送入輸氣管道。一般對氣化器的控制由于結(jié)構(gòu)和原理的限制，往往使得氣化器的氣相壓力的控制精度較差，且對負荷波動的適應(yīng)性也很差，且多數(shù)不能實現(xiàn)對氣化器的遠程控制。如何實現(xiàn)城市燃氣管網(wǎng)調(diào)峰的LNG浸沒燃燒氣化器的安全、自動運行，是當(dāng)前LNG浸沒燃燒氣化器控制急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全可靠、能夠自動運行并可接受遠程控制的LNG浸沒燃燒氣化器控制系統(tǒng)及控制方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種LNG浸沒燃燒氣化器控制系統(tǒng)，其中LNG浸沒燃燒氣化器包括空氣入口(I)，燃氣入口(2)，燃燒器(3)，氣泡出口(5)，換熱盤管(6)，水槽(7)，盤管水槽(8)，煙氣出口
(10)，燃氣和空氣在燃燒器(3)內(nèi)燃燒，高溫?zé)煔馔ㄟ^水槽(7)下方布煙管上的氣泡出口
(5)將高溫?zé)煔饩鶆蚺胖帘P管水槽(8)，LNG通過設(shè)在水中的換熱盤管(6)吸取水中的熱量而氣化成NG輸送到管網(wǎng)，換熱后的低溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣出口(10)排出；該系統(tǒng)包括啟動模塊、運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊、停機模塊；所述啟動模塊，用于在對LNG浸沒燃燒氣化器點火之前，先進行自動安全檢查，包括燃氣泄漏檢查、液位檢查；確認設(shè)備安全后，點火前空氣吹掃燃燒器(3)，防止其中滯留爆炸性氣體，吹掃時間不小于5秒；吹掃完成后，啟動電火花點火裝置，同時開啟小火焰燃燒器的小火燃氣閥，點燃小火焰，感知小火焰存在后開啟主火焰燃燒器的主火燃氣閥，點燃主火焰，且火焰逐漸增大直到設(shè)計負荷，感知主火焰存在后，關(guān)閉小火焰；所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行負荷調(diào)節(jié)，根據(jù)對LNG換熱盤管(6)的出口溫度和出口壓力的監(jiān)測，通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥來調(diào)節(jié)燃燒器(3)的燃氣量；還可根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量；所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行風(fēng)壓監(jiān)測，分別監(jiān)測燃燒空氣通道與非燃燒空氣通道的風(fēng)壓，當(dāng)偏離設(shè)計值超過一定范圍，發(fā)出報警，并停止運行；所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行煙氣排放監(jiān)測，對CO，NOx監(jiān)測，超標后報警；所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行熱效率監(jiān)測，通過監(jiān)測煙氣出口(10)的溫度，計算并顯示鍋爐效率，進行熱效率評價；所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行水PH值控制，當(dāng)PH值小于7時開啟堿液罐閥向水箱(7)內(nèi)投放堿液，大于9時停止投放。[0006]該系統(tǒng)的所述停機模塊，用于通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥，逐檔減小主火燃燒器的負荷，最后完全切斷主火燃氣閥；切斷主火燃氣閥5秒后，逐漸減小鼓風(fēng)機風(fēng)量，直到完全停止，持續(xù)時間為煙道內(nèi)熱氣流排盡，可根據(jù)煙氣出口(10)的溫度設(shè)定；LNG系統(tǒng)關(guān)閉，當(dāng)水槽
(7)溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管(6)的LNG入口閥，當(dāng)換熱盤管出口溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管的NG出口閥，LNG換熱盤管(6)內(nèi)壓力超過設(shè)定值時，放散閥自動開啟，余氣排入大氣；安全檢查，并顯示記錄。
[0007]該系統(tǒng)進一步包括根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量時，可設(shè)計高、中、低三檔負荷。
[0008]該系統(tǒng)進一步包括該LNG浸沒燃燒氣化器還可接收調(diào)度中心的設(shè)備運行指令來進行遠程控制操作。
[0009]一種LNG浸沒燃燒氣化器控制方法，其中LNG浸沒燃燒氣化器包括空氣入口(I)，燃氣入口(2)，燃燒器(3)，氣泡出口(5)，換熱盤管(6)，水槽(7)，盤管水槽(8)，煙氣出口
[10]，燃氣和空氣在燃燒器(3)內(nèi)燃燒，高溫?zé)煔馔ㄟ^水槽(7)下方布煙管上的氣泡出口
(5)將高溫?zé)煔饩鶆蚺胖帘P管水槽(8)，LNG通過設(shè)在水中的換熱盤管(6)吸取水中的熱量而氣化成NG輸送到管網(wǎng)，換熱后的低溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣出口(10)排出；該方法包括對LNG浸沒燃燒氣化器進行啟動、運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控、停機操作，所述啟動操作包括如下步驟:在對LNG浸沒燃燒氣化器點火之前，先進行自動安全檢查，包括燃氣泄漏檢查、液位檢查；確認設(shè)備安全后，點火前空氣吹掃燃燒器(3)，防止其中滯留爆炸性氣體，吹掃時間不小于5秒；吹掃完成后，啟動電火花點火裝置，同時開啟小火焰燃燒器的小火燃氣閥，點燃小火焰，感知小火焰存在后開啟主火焰燃燒器的主火燃氣閥，點燃主火焰，且火焰逐漸增大直到設(shè)計負荷，感知主火焰存在后， 關(guān)閉小火焰；所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控包括如下步驟:負荷調(diào)節(jié)，根據(jù)對LNG換熱盤管(6)的出口溫度和出口壓力的監(jiān)測，通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥來調(diào)節(jié)燃燒器
(3)的燃氣量；還可根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量；風(fēng)壓監(jiān)測，分別監(jiān)測燃燒空氣通道與非燃燒空氣通道的風(fēng)壓，當(dāng)偏離設(shè)計值超過一定范圍，發(fā)出報警，并停止運行；煙氣排放監(jiān)測，對C0，N0x監(jiān)測，超標后報警；熱效率監(jiān)測，通過監(jiān)測煙氣出口(10)的溫度，計算并顯示鍋爐效率，進行熱效率評價JKPH值控制，當(dāng)PH值小于7時開啟堿液罐閥向水箱(7)內(nèi)投放堿液，大于9時停止投放。
[0010]該方法進一步包括停機步驟具體操作為:通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥，逐檔減小主火燃燒器的負荷，最后完全切斷主火燃氣閥；切斷主火燃氣閥5秒后，逐漸減小鼓風(fēng)機風(fēng)量，直到完全停止，持續(xù)時間為煙道內(nèi)熱氣流排盡，可根據(jù)煙氣出口(10)的溫度設(shè)定；LNG系統(tǒng)關(guān)閉，當(dāng)水槽(7)溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管(6)的LNG入口閥，當(dāng)換熱盤管出口溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管的NG出口閥，LNG換熱盤管(6)內(nèi)壓力超過設(shè)定值時，放散閥自動開啟，余氣排入大氣；安全檢查，并顯示記錄。
[0011]該方法進一步包括根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量時，可設(shè)計高、中、低三檔負荷。
[0012]該方法進一步包括該LNG浸沒燃燒氣化器還可接收調(diào)度中心的設(shè)備運行指令來進行遠程控制操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一優(yōu)選實施例的LNG浸沒燃燒氣化器示意圖；
[0014]圖2是對圖1實施例進行控制的示意圖；[0015]圖3是對圖1實施例進行遠程控制的示意圖。
[0016]1-空氣入口 ；2_天然氣入口 ；3_燃燒器；4-燃燒器水套；5-氣泡出口 ；6_換熱盤管-水槽；8_盤管水槽；10_煙氣出口。
【具體實施方式】
[0017]圖1是本發(fā)明一優(yōu)選實施例的LNG浸沒燃燒氣化器示意圖。如圖1所示，來自管道的燃氣進入燃氣入口 2，來自鼓風(fēng)機的空氣進入空氣入口 1，來自管道的燃氣和來自鼓風(fēng)機的空氣在燃燒器3內(nèi)燃燒，高溫?zé)煔馔ㄟ^水槽7下方的布煙管(管上分布很多氣泡出口
5)將高溫?zé)煔饩鶆蚺胖帘P管水槽8，高溫?zé)煔鈱醾鹘o水，LNG通過設(shè)在水中的換熱盤管6吸取水中的熱量而氣化成NG輸送到管網(wǎng)。換熱后的低溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣出口 10排出。
[0018]圖2是對圖1實施例進行控制的控制示意圖。首先執(zhí)行啟動步驟，其包括自動安全檢查、燃燒系統(tǒng)吹掃及點火，具體操作為:
[0019](I)在對LNG浸沒燃燒氣化器點火之前，先進行自動安全檢查，包括燃氣泄漏檢查(燃氣閥，LNG系統(tǒng))、液位檢查(水箱水位、堿液箱液位)。
[0020](2)確認設(shè)備安全后，點火前空氣吹掃燃燒器3，防止其中滯留爆炸性氣體，吹掃時間不小于5秒。
[0021](3)吹掃完成后，啟動電火花點火裝置，同時開啟小火焰燃燒器的小火燃氣閥，點燃小火焰，感知小火焰存在后開啟主火焰燃燒器的主火燃氣閥，點燃主火焰，且火焰逐漸增大直到設(shè)計負荷，感知主火焰存在后，關(guān)閉小火焰。
[0022]接著進入運行調(diào)節(jié) 與監(jiān)控，其包括負荷調(diào)節(jié)、風(fēng)壓監(jiān)測、煙氣排放監(jiān)測、熱效率監(jiān)測以及水PH值控制。
[0023]負荷調(diào)節(jié)是根據(jù)對LNG換熱盤管出口溫度(不小于2V )和LNG換熱管出口壓力的監(jiān)測，通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥來調(diào)節(jié)燃燒器3的燃氣量；還可根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量，可設(shè)計高、中、低三檔負荷。
[0024]風(fēng)壓監(jiān)測是分別監(jiān)測燃燒空氣通道與非燃燒空氣通道的風(fēng)壓，當(dāng)偏離設(shè)計值超過一定范圍，發(fā)出報警，并停止運行。
[0025]煙氣排放監(jiān)測是對CO，NOx (燃氣鍋爐的I級標準170mg / kWh)超標監(jiān)測報警。
[0026]熱效率監(jiān)測是通過監(jiān)測煙氣出口 10的溫度，計算并顯示鍋爐效率，進行熱效率評價:
【權(quán)利要求】
1.一種LNG浸沒燃燒氣化器控制系統(tǒng)，其中LNG浸沒燃燒氣化器包括空氣入口(I)，燃氣入口(2)，燃燒器(3)，氣泡出口(5)，換熱盤管(6)，水槽(7)，盤管水槽(8)，煙氣出口(10)，燃氣和空氣在燃燒器(3)內(nèi)燃燒，高溫?zé)煔馔ㄟ^水槽(7)下方布煙管上的氣泡出口(5)將高溫?zé)煔饩鶆蚺胖帘P管水槽(8)，LNG通過設(shè)在水中的換熱盤管(6)吸取水中的熱量而氣化成NG輸送到管網(wǎng)，換熱后的低溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣出口(10)排出；其特征在于: 該系統(tǒng)包括啟動模塊、運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊、停機模塊； 所述啟動模塊，用于在對LNG浸沒燃燒氣化器點火之前，先進行自動安全檢查，包括燃氣泄漏檢查、液位檢查；確認設(shè)備安全后，點火前空氣吹掃燃燒器(3)，防止其中滯留爆炸性氣體，吹掃時間不小于5秒；吹掃完成后，啟動電火花點火裝置，同時開啟小火焰燃燒器的小火燃氣閥，點燃小火焰，感知小火焰存在后開啟主火焰燃燒器的主火燃氣閥，點燃主火焰，且火焰逐漸增大直到設(shè)計負荷，感知主火焰存在后，關(guān)閉小火焰； 所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行負荷調(diào)節(jié)，根據(jù)對LNG換熱盤管(6)的出口溫度和出口壓力的監(jiān)測，通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥來調(diào)節(jié)燃燒器(3)的燃氣量；還可根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量; 所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行風(fēng)壓監(jiān)測，分別監(jiān)測燃燒空氣通道與非燃燒空氣通道的風(fēng)壓，當(dāng)偏離設(shè)計值超過一定范圍，發(fā)出報警，并停止運行； 所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行煙氣排放監(jiān)測，對CO，NOx監(jiān)測，超標后報警； 所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行熱效率監(jiān)測，通過監(jiān)測煙氣出口(10)的溫度，計算并顯不鍋爐效率，進行熱效率評價； 所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控模塊進行水PH值控制，當(dāng)PH值小于7時開啟堿液罐閥向水箱(7)內(nèi)投放堿液，大于9時停止投放。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述停機模塊，用于通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥，逐檔減小主火燃燒器的負荷，最后完全切斷主火燃氣閥；切斷主火燃氣閥5秒后，逐漸減小鼓風(fēng)機風(fēng)量，直到完全停止，持續(xù)時間為煙道內(nèi)熱氣流排盡，可根據(jù)煙氣出口(10)的溫度設(shè)定；LNG系統(tǒng)關(guān)閉，當(dāng)水槽(7)溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管(6)的LNG入口閥，當(dāng)換熱盤管出口溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管的NG出口閥，LNG換熱盤管(6)內(nèi)壓力超過設(shè)定值時，放散閥自動開啟，余氣排入大氣；安全檢查，并顯示記錄。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于:根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量時，可設(shè)計高、中、低三檔負荷。
4.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于:該LNG浸沒燃燒氣化器還可接收調(diào)度中心的設(shè)備運行指令來進行遠程控制操作。
5.—種LNG浸沒燃燒氣化器控制方法，其中LNG浸沒燃燒氣化器包括空氣入口(1)，燃氣入口(2)，燃燒器(3)，氣泡出口(5)，換熱盤管(6)，水槽(7)，盤管水槽(8)，煙氣出口(10)，燃氣和空氣在燃燒器(3)內(nèi)燃燒，高溫?zé)煔馔ㄟ^水槽(7)下方布煙管上的氣泡出口(5)將高溫?zé)煔饩鶆蚺胖帘P管水槽(8)，LNG通過設(shè)在水中的換熱盤管(6)吸取水中的熱量而氣化成NG輸送到管網(wǎng)，換熱后的低溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣出口(10)排出； 該方法包括對LNG浸沒燃燒氣化器進行啟動、運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控、停機操作，所述啟動操作包括如下步驟: 在對LNG浸沒燃燒氣化器點火之前，先進行自動安全檢查，包括燃氣泄漏檢查、液位檢查； 確認設(shè)備安全后，點火前空氣吹掃燃燒器(3)，防止其中滯留爆炸性氣體，吹掃時間不小于5秒； 吹掃完成后，啟動電火花點火裝置，同時開啟小火焰燃燒器的小火燃氣閥，點燃小火焰，感知小火焰存在后開啟主火焰燃燒器的主火燃氣閥，點燃主火焰，且火焰逐漸增大直到設(shè)計負荷，感知主火焰存在后，關(guān)閉小火焰； 所述運行調(diào)節(jié)與監(jiān)控包括如下步驟: 負荷調(diào)節(jié)，根據(jù)對LNG換熱盤管(6)的出口溫度和出口壓力的監(jiān)測，通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥來調(diào)節(jié)燃燒器(3)的燃氣量；還可根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量； 風(fēng)壓監(jiān)測，分別監(jiān)測燃燒空氣通道與非燃燒空氣通道的風(fēng)壓，當(dāng)偏離設(shè)計值超過一定范圍，發(fā)出報警，并停止運行； 煙氣排放監(jiān)測，對CO，NOx監(jiān)測，超標后報警； 熱效率監(jiān)測，通過監(jiān)測煙氣出口(10)的溫度，計算并顯示鍋爐效率，進行熱效率評價； 水PH值控制，當(dāng)PH值小于7時開啟堿液罐閥向水箱(7)內(nèi)投放堿液，大于9時停止投放。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述停機步驟包括: 通過調(diào)節(jié)主火燃氣閥，逐檔減小主火燃燒器的負荷，最后完全切斷主火燃氣閥； 切斷主火燃氣閥5秒后，逐漸減小鼓風(fēng)機風(fēng)量，直到完全停止，持續(xù)時間為煙道內(nèi)熱氣流排盡，可根據(jù)煙氣出口(10)的溫度設(shè)定； LNG系統(tǒng)關(guān)閉，當(dāng)水槽(7)溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管(6)的LNG入口閥，當(dāng)換熱盤管出口溫度下降到設(shè)定值時，關(guān)閉換熱盤管的NG出口閥，LNG換熱盤管(6)內(nèi)壓力超過設(shè)定值時，放散閥自動開啟，余氣排入大氣； 安全檢查，并顯示記錄。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于:根據(jù)負荷指令調(diào)節(jié)燃氣量時，可設(shè)計高、中、低三檔負荷。
8.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于:該LNG浸沒燃燒氣化器還可接收調(diào)度中心的設(shè)備運行指令來進行遠程控制操作。
【文檔編號】F23D14/46GK103629693SQ201310627874
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】劉燕, 劉蓉, 李持佳, 郭全, 王會師, 王慶余, 杜學(xué)平, 徐秀梅, 馬翔 申請人:北京市燃氣集團有限責(zé)任公司, 北京建筑大學(xué)