PL194785B1 - Sposób regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania - Google Patents

Sposób regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania

Info

Publication number
PL194785B1
PL194785B1 PL346662A PL34666299A PL194785B1 PL 194785 B1 PL194785 B1 PL 194785B1 PL 346662 A PL346662 A PL 346662A PL 34666299 A PL34666299 A PL 34666299A PL 194785 B1 PL194785 B1 PL 194785B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
oxygen
carbon
flow
setpoint
signal
Prior art date
Application number
PL346662A
Other languages
English (en)
Other versions
PL346662A1 (en
Inventor
Daniel W. Tse
George M. Gulko
Paul S. Wallace
Original Assignee
Ge Energy Usa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ge Energy Usa filed Critical Ge Energy Usa
Publication of PL346662A1 publication Critical patent/PL346662A1/xx
Publication of PL194785B1 publication Critical patent/PL194785B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/723Controlling or regulating the gasification process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air
    • C01B3/34Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide or air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen; using mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466Entrained flow processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002Removal of contaminants
    • C10K1/003Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/004Sulfur containing contaminants, e.g. hydrogen sulfide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/06Modeling or simulation of processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0959Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1678Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with air separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1687Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with steam generation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

1. Sposób regulowania stosunku tlenu do weg- la (O/C) w instalacji zgazowywania przetwarzajacej tlen i wsad weglowodorowy na gaz syntezowy zlo- zony glównie z wodoru (H 2) i tlenku wegla (CO), znamienny tym, ze sposób zawiera kroki: okreslenia zapotrzebowania na gaz syntezowy opartego na ograniczeniach obciazenia, a zapotrze- bowanie na gaz syntezowy okresla pozadana wy- dajnosc wytwornicy gazu, okreslenia zadanych wartosci tlenu i wegla opar- tych na stosunku tlenu do wegla (O/C) i zadanej war- tosci zapotrzebowania na gaz syntezowy, ustawienia zaworów tlenu i wegla w instalacji zga- zowywania w oparciu o zadane wartosci tlenu i we- gla, odpowiednio. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania.
Zgazowywanie jest jedną z najczystszych i najbardziej sprawnych technologii wytwarzania mocy, produktów chemicznych i gazów przemysłowych z substancji węglowodorowych, takich jak węgiel, ciężkie oleje, i koks naftowy. Po prostu, zgazowywanie przetwarza wsadowe substancje węglowodorowe na czysty gaz syntezowy, lub syngaz, złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO). W instalacji gazyfikującej, substancja wsadowa jest mieszana z tlenem (O2) i są one wtryskiwane do wytwornicy gazu. Wewnątrz wytwornicy gazu, substancja wsadowa i O2 są poddawane działaniu wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. W wyniku tego, substancja wsadowa i O2 rozkładają się na gaz syntezowy.
Oprócz H2 i CO, gaz syntezowy zawiera inne gazy w małych ilościach, takie jak amoniak, metan i siarkowodór (H2S). Do 99% lub więcej H2S zawartego w gazie syntezowym może być odzyskiwane i przetwarzane w proste postacie siarki i stosowane jako nawóz lub w przemyśle chemicznym. Popiół i metale są usuwane w postaci żużla, a gaz syntezowy jest oczyszczany z cząstek stałych. Czysty gaz syntezowy jest następnie stosowany do wytwarzania elektryczności i wytwarzania przemysłowych produktów chemicznych i gazów.
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki US 4676805 ujawnia sposób obejmujący częściowe utlenianie przy wytwarzaniu gazu syntezowego, gazu redukcyjnego lub paliwa gazowego w generatorze gazowym o swobodnym przepływie. W tym sposobie w przypadku otrzymywania określonej wydajności produktu gazowego szybkość przepływu dla każdego ze strumieni nastawia się na dolną lub górną wartość za pomocą urządzenia wyskalowanego w procentach, np. na wartość z zakresu około 25 do 100% szybkości przepływu dla której układ został zaprojektowany utrzymując zasadniczo stały atomowy stosunek O/C i stały wagowy stosunek H2O/paliwo. Natomiast nastawienie ciśnienia było bezpośrednią funkcją nastawionej szybkości przepływu dla ustalonego paliwa lub strumienia utleniającego.
Zgazowywanie umożliwia rafineriom samodzielne wytwarzanie energii i wytwarzanie dodatkowych produktów. Tak więc, zgazowywanie zapewnia większą sprawność oszczędzania energii i czystsze środowisko. Na przykład, instalacja zgazowywania w rafinerii w El Dorado, Kansas przetwarza koks naftowy i odpady rafineryjne na elektryczność i parę, co sprawia, że rafineria jest całkowicie samowystarczalna w zakresie zaspokajania swoich potrzeb energetycznych i znacznie zmniejsza koszty likwidacji odpadów i utylizacji koksu. Z tego powodu, zgazowywanie staje się coraz bardziej popularne w przemyśle rafineryjnym. Aktualnie na świecie istnieje kilkaset pracujących instalacji zgazowywania.
Praca instalacji zgazowywania wymaga stosowania różnych systemów regulacyjnych dla sterowania wytwornicy gazu i pozostałego związanego z nią sprzętu. Obecnie, instalacje zgazowywania stosują niezależne regulatory, na przykład, regulatory proporcjonalno-całkowo-różniczkowe (PID), do niezależnego sterowania różnymi procesami w instalacji zgazowywania. Niezależne regulatory pracują niezależnie i nie współpracują ze sobą. W konsekwencji, pożądana wartość zadana każdego regulatora musi być wprowadzana oddzielnie. Niestety, niezależne regulatory często mają nieodpowiedni czas odpowiedzi, co powoduje zwiększone zużycie i niszczenie wytwornicy gazu i pozostałego związanego z nią sprzętu. Zwłaszcza nieodpowiedni czas odpowiedzi może spowodować uszkodzenie zbiornika ognioodpornego wytwornicy gazu (warstwa cegieł wytwornicy gazu przeznaczona do utrzymywania ciepła w wytwornicy gazu) i termoparowych czujników temperatury, które mierzą temperatury w wytwornicy gazu. Nieodpowiedni czas odpowiedzi powoduje także to, że wytwornica gazu działa nieprawidłowo i wytwarza gaz syntezowy, który nie spełnia wymagań.
Z tego powodu, istnieje potrzeba wykonania zintegrowanego systemu regulowania który będzie regulował rozmaite krytyczne składniki instalacji zgazowywania. Zintegrowany system regulowania powinien poprawić niezawodność instalacji zgazowywania przez zmniejszenie uszkodzeń wytwornicy gazu i maksymalizowanie czasu eksploatacji. Także, zintegrowany system regulowania powinien zmniejszyć zużycie i niszczenie wytwornicy gazu i pozostałego związanego z nią sprzętu.
Celem wynalazku było zaproponowanie zintegrowanego systemu regulowania (ICS) dla instalacji zgazowywania. ICS steruje działaniem wytwornicy gazu i innymi krytycznymi składnikami instalacji zgazowywania. Wynalazek poprawia parametry instalacji zgazowywania przez regulowanie działania wytwornicy gazu i innymi krytycznymi składnikami, za pomocą zintegrowanego regulatora, a nie za pomocą szeregu niezależnych regulatorów.
PL 194 785 B1
ICS jest podsystemem większego rozłożonego systemu sterowania, który steruje działaniem instalacji zgazowywania. Krótko mówiąc, ICS reguluje następujące parametry:
(i) stosunek tlenu do węgla (O/C) w wytwornicy gazu;
(ii) zapotrzebowanie na gaz syntezowy lub pożądana wydajność wytwornicy gazu;
(iii) ograniczenia obciążenia;
(iv) przepływ spowalniaczy w wytwornicy gazu;
(v) zespół rozdziału powietrza (ASU);
(vi) zawór wylotowy przewodu tlenu; i (vii) ciśśieniew przzwoodieggau synteezweegl CC zzapwniabbezieecniejszz d diałaniei zwięęszony czas życia urządzeń wytwornicy gazu i innych krytycznych składników, przez regulowanie stosunku O/C. Optimum przekształcania węglowodorowego zachodzi gdy stosunek O/C jest regulowany. Według wynalazku, stosunek O/C jest regulowany przez regulowanie natężenia przepływu tlenu i węgla w wytwornicy gazu.
Zapotrzebowanie na gaz syntezowy jest określone na podstawie nastawionej wartości zapotrzebowania i sygnału zapotrzebowania. Sygnał zapotrzebowania jest wytwarzany przez przetwarzanie makroinstrukcji natężenia przepływu węgla.
Ograniczenia obciążenia są określane na podstawie nastawionej wartości pompy zasilającej PV/SP, gdzie PV/SP jest stosunkiem mocy pożądanej do mocy rzeczywistej, położenia zaworu tlenowego i wartości tlenu pobieranego do tlenu zawracanego do obiegu.
Przepływ spowalniający (para) w wytwornicy gazu jest regulowany przez ustawienie jednego lub więcej zaworów pary w linii tlenu i zaworów pary w linii węgla. Jeżeli obiegowa woda jest także stosowana jako spowalniacz, przepływ wody obiegowej jest regulowany przez ustawienie prędkości pompy wodnej.
Wypływ tlenu z ASU jest regulowany przez ustawienie zaworu wlotowego sprężarki tlenu. Ilość tlenu przepływająca przez zawory przewodu tlenu jest regulowana przez ustawienie położenia zaworów wylotowych. Ciśnienie w przewodzie gazu syntezowego jest regulowane przy zastosowaniu trzech sposobów: regulowania wysokiego ciśnienia; regulowania niskiego ciśnienia; i regulowania bardzo niskiego ciśnienia.
Zgodnie z wynalazkiem sposób regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy na gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), charakteryzuje się tym, że sposób zawiera kroki:
określenia zapotrzebowania na gaz syntezowy opartego na ograniczeniach obciążenia, a zapotrzebowanie na gaz syntezowy określa pożądaną wydajność wytwornicy gazu, określenia zadanych wartości tlenu i węgla opartych na stosunku tlenu do węgla (O/C) i zadanej wartości zapotrzebowania na gaz syntezowy, ustawienia zaworów tlenu i węgla w instalacji zgazowywania w oparciu o zadane wartości tlenu i węgla, odpowiednio.
W korzystnym wykonaniu wynalazku sposób ponadto zawiera kroki:
przetwarzania natężenia przepływu węgla na sygnał regulatora zapotrzebowania w zespole przetwarzanie makroinstrukcji;
odebrania sygnału regulatora zapotrzebowania i wartości zadanej zapotrzebowania regulatora w regulatorze PID i wytwarzanie sygnału regulatora PID;
odebrania sygnału regulatora PID i automatycznej wartości zapotrzebowania w selektorze sygnałów i wytwarzanie wybranej wartości zapotrzebowania;
odebrania wybranej wartości zapotrzebowania i wartości nałożonej zapotrzebowania na gaz syntezowy przez selektor niskich wartości i wytwarzania wartości zapotrzebowania ograniczonej przez obciążenie;
przetwarzania wartości zapotrzebowania ograniczonej przez obciążenie na wartość przesunięcia; i przesunięcia natężenia przepływu tlenu o wartość przesunięcia.
W innym korzystnym wykonaniu sposobu natężenie przepływu węgla jest przekształcane na sygnał zapotrzebowania na gaz syntezowy zgodnie z poniższym równaniem:
m=F*12,011* (24/2000), gdzie, m przedstawia zapotrzebowanie na gaz syntezowy, a F jest przepływem szlamu w funto-molach/godzinę.
PL 194 785 B1
Zgodnie z korzystnym wykonaniem sposobu według wynalazku obliczanie wartości nałożonej zapotrzebowania na gaz syntezowy zawiera kroki:
określania ograniczonego sygnału regulatora w selektorze górnych wartości;
obliczenia 98% ograniczonej wartość zadanej regulatora; i określania wartości nałożonej zapotrzebowania na gaz syntezowy na podstawie 98% ograniczonej wartości zadanej regulatora i ograniczonego sygnału regulatora.
W dalszym korzystnym wykonaniu wynalazku sposób charakteryzuje się tym, że etap określania wartości zadanej tlenu i węgla ponadto zawiera kroki:
mnożenia zadanej wartości tlenu przez natężenie przepływu węgla dla określenia górnej granicy wartości zadanej tlenu;
określania zapotrzebowania na tlen ograniczonego przez natężenie przepływu węgla, w selektorze niskich wartości z zapotrzebowania na gaz syntezowy i górnej granicy wartości zadanej tlenu;
mnożenia górnej granicy zadanej wartości tlenu przez wstępnie określony czynnik, dla określenia dolnej granicy wartości zadanej tlenu i określania ograniczonej zadanej wartości tlenu, w selektorze wysokich wartości, na podstawie dolnej granicy wartości zadanej tlenu i zapotrzebowania na tlen, ograniczonego przez natężenie przepływu węgla. A wstępnie określony czynnik wynosi korzystnie 0,98.
W dalszym korzystnym wykonaniu wynalazku sposób charakteryzuje się tym, że określenie zadanej wartości tlenu i węgla ponadto zawiera kroki:
określania dolnej granicy zadanej wartości węgla, w selektorze wysokich wartości, na podstawie natężenia przepływu tlenu i zapotrzebowania na gaz syntezowy;
mnożenia natężenia przepływu tlenu przez wstępnie określony czynnik dla określenia górnej granicy wartości zadanej węgla;
określania ograniczonej zadanej wartości węgla, w selektorze niskich wartości, z górnej granicy wartości zadanej węgla i dolnej granicy wartości zadanej węgla; i dzielenia ograniczonej wartości zadanej węgla przez wartość zadaną stosunku O/C, dla określania wartości zadanej sterowania węgla. A wstępnie określony czynnik wynosi korzystnie 1,02.
Regulowania przepływu tlenu w instalacji zgazowywania zawiera kroki: obliczenia skompensowanego przepływu tlenu z natężenia przepływu tlenu i temperatury tlenu w kompensatorze przepływu; przekształcenie skompensowanego przepływu tlenu na molowy przepływ tlenu w przetworniku molowym; mnożenie molowego przepływ tlenu przez wartość czystości tlenu, dla utworzenia sygnału przepływu tlenu; odebranie sygnału przepływu tlenu i wartości zadanej sterowania tlenu w regulatorze PID i utworzenie sygnału wyjściowego regulatora PID; ograniczenie prędkości sygnału wyjściowego regulatora PID w ograniczniku prędkości; i ustawienie zaworu tlenowego przy wykorzystaniu sygnału wyjściowego regulatora PID o ograniczonej prędkości.
Regulowanie przepływu węgla w instalacji zgazowywania według wynalazku zawiera kroki: obliczenia natężenie przepływu węgla na podstawie prędkości pompy ładującej; wybór rzeczywistego natężenia przepływu węgla na podstawie natężenia przepływu węgla i zmierzonego natężenie przepływu węgla na selektorze sygnałów; przekształcanie natężenie przepływu węgla na molowe natężenie przepływu węgla w przetworniku molowym; wytwarzanie sygnału przepływ węgla na podstawie molowego natężenie przepływu węgla, ograniczonej prędkości koncentracji szlamu i ograniczonej prędkości zawartości węgla; wytwarzanie sygnału prędkości pompy węgla w regulatorze PID wykorzystując sygnał przepływu węgla i wartość zadaną sterowania węgla; i ustalenie prędkości pompy węgla na podstawie sygnału prędkości pompy węgla.
Regulowanie spowalniaczy w instalacji zgazowywania zawiera kroki: wytwarzanie skompensowanego sygnału przepływu pary w linii tlenowej, w pierwszym kompensatorze przepływu, na podstawie natężenia przepływu pary w linii tlenowej, temperatury pary i ciśnienia pary; wytwarzanie skompensowanego sygnału przepływu pary w linii węgla w drugim kompensatorze przepływu na podstawie natężenia przepływu pary w linii węglowej, ciśnienia pary i temperatury pary; dodawania skompensowanego sygnału przepływu pary w linii tlenowej i skompensowanego sygnału przepływu pary w linii węglowej na pierwszym sumatorze, dla wytwarzania całkowitego sygnału przepływu pary; określania całkowitego przepływu spowalniacza na podstawie całkowitego sygnału przepływu pary i przepływu odzyskanej czarnej wody; dzielenie całkowitego przepływu spowalniacza przez przepływ węgla w pierwszym dzielniku dla określenia stosunku spowalniacza do węgla; określanie pożądanej prędkości pary w linii tlenowej na podstawie sygnału stosunku spowalniacza do węgla i zadanej wartości stosunku spowalniacza do węgla w regulatorze stosunku; określania sygnału zaworu pary w linii tlenowej na podPL 194 785 B1 stawie pożądanej prędkości pary w linii tlenowej i sygnału przepływu pary w linii tlenowej; ustawienie zaworu pary w linii tlenowej za pomocą sygnału zaworu pary w linii tlenowej; określania sygnału zaworu pary w linii węgla na podstawie skompensowanego sygnału przepływ pary w linii węgla i zadanej wartości przepływu pary w linii węgla; i ustawienie zaworu pary w linii węgla za pomocą sygnału zaworu pary w linii węgla.
Regulowanie zespołu rozdziału powietrza (ASU), który dostarcza tlen do instalacji zgazowywania zawiera kroki: porównania położeń zaworu tlenowego wielu wytwornic gazu, które pracują jednocześnie w selektorze wysokich wartości i określenia wartości x; obliczenia F (x) = 0.002x + 0.08, gdzie F (x) > 0.99, a x jest wydajnością, w selektorze wysokich wartości; i obliczenia F (y) = 0.002y + 0.81, gdzie F (y) >1.0, a y jest położeniem zaworu tlenowego wybranej wytwornicy gazu.
Regulowanie wysokiego ciśnienia przewodu gazu syntezowego w instalacji zgazowywania zawiera kroki: odebrania sygnałów natężenia przepływu gazu syntezowego w przewodzie, temperatury przewodu gazu syntezowego i ciśnienia przewodu gazu syntezowego w kompensatorze przepływu, i obliczenia skompensowanego przepływu gazu syntezowego w przewodzie; i obliczenia maksymalnej wartości ustawienia zaworu w przewodzie gazu syntezowego, na podstawie skompensowanego przepływu gazu syntezowego w przewodzie, temperatury przewodu gazu syntezowego i maksymalnego dopuszczalnego przepływu gazu syntezowego przez zawór przewodu.
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo, dla realizacji etapów sposobu regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania, przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy w gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), a etapy sposobu zawierają: określanie zapotrzebowania na gaz syntezowy oparte na ograniczeniach obciążenia, zapotrzebowanie na gaz syntezowy przedstawia pożądaną wydajność wytwornicy gazu, określanie zadanej wartości tlenu i węgla opartych na stosunku tlenu do węgla (O/C) i zapotrzebowaniu na gaz syntezowy, i ustawienie zaworów tlenu i węgla w instalacji zgazowywania opartych, odpowiednio na zadanej wartości tlenu i węgla.
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo, dla realizacji etapów sposobu określania zadanej wartości tlenu w instalacji zgazowywania, przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy w gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), etapy sposobu zawierają: mnożenie zadanej wartości tlenu przez natężenie przepływu węgla, dla określenia górnej granicy wartości zadanej tlenu; określanie zapotrzebowania na tlen ograniczonego przez natężenie przepływu węgla w selektorze niskich wartości na podstawie zapotrzebowanie na gaz syntezowy i górnej granicy wartości zadanej tlenu; mnożenie górnej granicy wartości zadanej tlenu przez wstępnie określony czynnik, dla określenia dolnej granicy wartości zadanej tlenu i określania ograniczonej zadanej wartości tlenu, w selektorze wysokich wartości, na podstawie dolnej granicy wartości zadanej tlenu i zapotrzebowania na tlen, ograniczonego przez natężenie przepływu węgla.
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo, dla realizacji etapów sposobu określania zadanej wartości węgla w instalacji zgazowywania, przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy na gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), etapy sposobu zawierają: określanie dolnej granicy wartości zadanej węgla w selektorze wysokich wartości na podstawie natężenia przepływu tlenu i zapotrzebowania na gaz syntezowy; mnożenie natężenia przepływu tlenu przez wstępnie określony czynnik, dla określenia górnej granicy wartości zadanej węgla; określanie ograniczonej zadanej wartości węgla, w selektorze niskich wartości, na podstawie górnej granicy wartości zadanej węgla i dolnej granicy wartości zadanej węgla; i dzielenie ograniczonej wartości zadanej węgla przez wartość zadaną stosunku O/C, dla określenia wartości zadanej sterowania węgla.
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo dla realizacji etapów sposobu regulowania przepływu tlenu w instalacji zgazowywania, przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy w gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), i etapy sposobu zawierają: obliczenia skompensowanego przepływu tlenu z natężenia przepływu tlenu i temperatury tlenu w kompensatorze przepływu; przetwarzania skompensowanego przepływu tlenu na molowy przepływ tlenu w przetworniku molowym; mnożenie molowego przepływ tlenu przez wartość czystości tlenu, dla utworzenia sygnału przepływu tlenu; odebranie sygnału przepływu tlenu i wartości zadanej sterowania tlenu w regulatorze PID i wytwarzanie sygnału wyjściowego regulatora PID; ograniczenia prędkość sygnału wyjściowego regulato6
PL 194 785 B1 ra PID w ograniczniku prędkości; i ustawienie zaworu tlenowego wykorzystując sygnał wyjściowy regulatora PID o ograniczonej prędkości
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo, dla realizacji etapów sposobu regulowania przepływu węgla w instalacji zgazowywania, przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy w gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), i etapy sposobu zawierają: obliczenia natężenie przepływu węgla na podstawie prędkości pompy ładującej; wybranie rzeczywistego natężenie przepływu węgla na podstawie estymowanego natężenie przepływu węgla i zmierzonego natężenia przepływu węgla, na selektorze sygnałów; przetwarzania natężenie przepływu węgla na molowe natężenie przepływu węgla, w przetworniku molowym; wytwarzanie sygnału przepływu węgla na podstawie natężenia molowego przepływu węgla, koncentracji szlamu o ograniczonej prędkości i zawartości węgla o ograniczonej prędkości; wytwarzanie sygnału prędkości pompy węgla w regulatorze PID wykorzystując sygnał przepływu węgla i zadaną wartość sterowania węgla; i ustawienie prędkości pompy węgla za pomocą sygnału prędkości pompy węgla.
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo, dla realizacji etapów sposobu regulowania spowalniaczy w instalacji zgazowywania, przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy w gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), etapy sposobu obejmują: wytwarzanie skompensowanego sygnału przepływu pary w linii tlenowej, w pierwszym kompensatorze przepływu, na podstawie natężenia przepływu pary w linii tlenowej, temperatury pary i ciśnienia pary; wytwarzanie skompensowanego sygnału przepływu pary w linii węglowej w drugim kompensatorze przepływu na podstawie natężenia przepływu pary w linii węglowej, ciśnienia pary i temperatury pary; dodawania skompensowanego sygnału przepływu pary w linii tlenowej i skompensowanego sygnału przepływu pary w linii węglowej w pierwszym sumatorze dla utworzenia całkowitego sygnału przepływu pary; określanie całkowitego przepływu spowalniacza na podstawie całkowitego sygnału przepływu pary i zawróconego do obiegu przepływu wody; dzielenie całkowitego przepływu spowalniacza przez przepływ węgla, w pierwszym dzielniku dla określenia stosunku spowalniacza do węgla; określania pożądanej prędkości pary w linii tlenowej na podstawie sygnału stosunku spowalniacza do węgla i wartości zadanej stosunku spowalniacza do węgla w regulatorze stosunku; określania sygnału zaworu pary w linii tlenowej na podstawie pożądanej prędkości pary w linii tlenowej i sygnału przepływ pary w linii tlenowej; ustawienie zaworu pary w linii tlenowej za pomocą sygnału zaworu pary w linii tlenowej; określania sygnału zaworu pary linii węgla na podstawie skompensowanego sygnału przepływu pary w linii węgla i zadanej wartości przepływu pary w linii węgla; i ustawienie zaworu pary w linii węgla za pomocą sygnału zaworu pary w linii węgla.
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo, dla realizacji etapów sposobu regulowania zespołu rozdziału powietrza (ASU), który dostarcza tlen do instalacji zgazowywania, przetwarzającej tlen i wsad węglowodorowy w gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), etapy sposobu zawierają: porównanie położeń zaworu tlenowego wielu wytwornic gazu, które pracują jednocześnie, w selektorze wysokich wartości i określenia wartości x; obliczenia F (x) = 0.002x + 0.08, gdzie F (x) > 0.99, a xjest sygnałem wyjściowym w selektorze wysokich wartości, i obliczenia F(y) = 0.002y + 0.81, gdzie F(y) > 1.0, a yjest położeniem zaworu tlenowego wybranej wytwornicy gazu.
Stosuje się urządzenie pamiętające program odczytywany maszynowo, fizycznie realizujące instrukcje programu wykonywane maszynowo, dla realizacji etapów sposobu regulowania wysokiego ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego w instalacji zgazowywania, przewód gazu syntezowego transportuje gaz syntezowy z wytwornicy gazu, instalacja zgazowywania przetwarza tlen i wsad węglowodorowy na gaz syntezowy złożony głównie z wodoru (H2) i tlenku węgla (CO), a etapy sposobu zawierają: odebranie sygnałów natężenia przepływu gazu syntezowego w przewodzie, temperatury gazu syntezowego w przewodzie i ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie, w kompensatorze przepływu, i obliczenia skompensowanego przepływu gazu syntezowego w przewodzie; i obliczenia maksymalnego ustawienia zaworu wypływu gazu syntezowego z przewodu, na podstawie skompensowanego przepływu gazu syntezowego w przewodzie, temperatury gazu syntezowego w przewodzie, i maksymalnego dopuszczalnego przepływu przez zawór przewodu gazu syntezowego.
Inne właściwości i zalety wynalazku, jak również struktura i sposób działania są opisane szczegółowo poniżej w powiązaniu z załączonymi rysunkami.
PL 194 785 B1
Objaśnienie figur rysunku
Na rysunkach podobne numery odnośników oznaczają identyczne, podobne funkcjonalnie, i/lub strukturalnie podobne elementy. Numery figur, na których element pojawia się po raz pierwszy są określone najbardziej na lewo położonymi cyframi w odnośniku.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, którego:
Figura 1 przedstawia system zgazowywania według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figura 2 przedstawia schemat blokowy rozłożonego układu regulacji, według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figura 3 przedstawia schemat blokowy zintegrowanego układu regulacji (ICS), według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figura 4 przedstawia sieć działań sposobu regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C), według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figura 5 przedstawia sieć działań sposobu obliczenia zapotrzebowanie na gaz syntezowy, według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figura 6 przedstawia sieć działań sposobu określania ograniczeń obciążenia, według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figura 7 przedstawia sieć działań sposobu określania zadanej wartości O/C, według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figura 8 przedstawia sieć działań sposobu obliczenia zadanej wartości tlenu;
Figura 9 przedstawia sieć działań sposobu określania zadanej wartości węgla;
Figura 10 przedstawia sieć działań sposobu regulowania przepływu tlenu;
Figura 11 przedstawia sieć działań sposobu regulowania przepływu węgla;
Figura 12 przedstawia sieć działań sposobu regulowania wtryskiwacza podającego;
Figury 13A i 13B przedstawiają sieć działań regulowania spowalniacza w układzie zgazowywania;
Figury 14A i 14B przedstawiają sieć działań dla regulowania zespołu rozdziału powietrza (ASU), według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Figury 15A i 15B przedstawiają sieć działań dla regulowania zaworów wylotowych przewodu tlenu;
Figura 16 przedstawia sieć działań sposobu regulowania ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego;
Figury 17A i 17B przedstawiają sieć działań sposobu regulowania wysokiego ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie;
Figura 18 przedstawia sieć działań sposobu regulowania niskiego ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie;
Figura 19 przedstawia sieć działań sposobu regulowania ciśnienia zgazowywania;
Figura 20 przedstawia sieć działań sposobu automatycznego określania zapotrzebowania; i
Figura 21 przedstawia system komputerowy mogący realizować funkcje wynalazku.
Przykłady wykonania wynalazku
Figura 1 przedstawia system zgazowywania 100 według jednego przykładu wykonania wynalazku. Układ zgazowywania 100 zawiera zespół tlenowy 104, zespół podawania substancji wsadowej 108, wytwornice gazu 112 i zespół odsiarczający 116.
Zespół tlenowy 104 może być zespołem rozdziału powietrza (ASU), który pobiera powietrze z atmosfery i wytwarza tlen. Zespoły ASU są sprzedawane przez różnych producentów, takich jak Praxair i Air Products. Zespół tlenowy 104 jest typowo dołączony do wytwornicy gazu 112 przez jedną lub więcej linii tlenowych 120.
Alternatywnie, układ zgazowywania 100 może mieć wiele wytwornic gazu 112. W takim układzie, wiele wytwornic gazu może być dołączonych do jednego ASU poprzez przewód tlenu (linia główna). Tlen jest rozdzielany pomiędzy różne wytwornice gazu poprzez przewód tlenu.
Linie tlenowe 120 kończą się jednym lub więcej wtryskiwaczem tlenu w wytwornicy gazu 112. Wtryskiwacz tlenu wtryskuje tlen do wytwornicy gazu 112. Linie tlenowe 120 także zawierają jeden lub więcej zawór tlenu 124. Zawory tlenu 124 są przystosowane do regulowania przepływu tlenu do wytwornicy gazu 112.
Zespół podający substancję wsadową 108 jest dołączony do wytwornicy gazu 112 przez jedną lub więcej linii podających 128. Substancja wsadowa jest podawana do wytwornicy gazu 112 przez linie podające 128. Linie podające 128 kończą się jednym lub więcej wtryskiwaczem substancji wsadowej w wytwornicy gazu 112, które wtryskują substancję wsadową do wytwornicy gazu 112. Linie podające 120 także zawierają jeden lub więcej zaworów podających 132. Jeżeli substancje wsadowe
PL 194 785 B1 mają postać gazową, zawory podające 132 są przystosowane do regulowania przepływu gazowej substancji wsadowej do wytwornicy gazu 112. Natomiast jeżeli substancje wsadowe mają postać stałą lub płynną, ich przepływ jest regulowany za pomocą zmiany prędkości pompy ładującej.
Układ zgazowywania 100 może być zaprojektowany do przetwarzania substancji stałych (na przykład, węgiel, koks naftowy, plastyk, guma), ciekłych (na przykład, ciężkie oleje, emulsje, uboczne produkty rafineryjne) lub gazy (na przykład, gaz ziemny, rafineryjne gazy odlotowe). Gazowe substancje wsadowe są bezpośrednio podawane do wytwornicy gazu 112, gdzie są mieszane z tlenem. Płynne substancje wsadowe są ogólnie pompowane do wytwornicy gazu 112.
Natomiast, stałe substancje wsadowe są na ogół mielone na drobne cząsteczki i mieszane z wodą lub olejem odpadowym, dla utworzenia szlamu, przed podaniem do wytwornicy gazu 112. Szlam jest następnie pompowany do wytwornicy gazu 112 za pomocą pompy szlamowej i jest podawany do wytwornicy gazu 112 przez wtryskiwacze podające. Przepływ szlamu do wytwornicy gazu 112 może także być regulowany przez ustawienie prędkości pompy szlamowej.
Spowalniacze, takie jak, para i odzyskiwana czarna woda, są dodawane do podawanej substancji i tlenu przed zgazowywaniem. Dodawanie spowalniaczy zwiększa sprawność wytwornicy gazu 112. Para jest typowo podawana poprzez linie pary. Czarna woda jest to woda pobierana z dna wytwornicy gazu, i jest ponownie pompowana do wytwornicy gazu jako spowalniacz.
Odnosząc się ponownie do fig. 1, substancja wsadowa i tlen są następnie podawane do wytwornicy gazu 112 przez wtryskiwacze podające. Wytwornica gazu 112 jest zbiornikiem z wymurówką ognioodporną zaprojektowanym dla wytrzymywania wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Wytwornica gazu 112 nie ma części ruchomych ani punktów połączonych z atmosferą. W wytwornicy gazu 112 mieszanina podawanej substancji i tlenu lub „podawana mieszanina” jest poddawana działaniu temperatury około 2500 stopni F i ciśnieniu do około 1200 funtów na cal2. Pod działaniem tych krańcowych warunków, podawana mieszanina rozpada się na mieszaninę gazową mającą dwa główne składniki, H2 i CO. Ta mieszanina gazowa głównie H2 i CO jest znana jako gaz syntezowy lub „syngaz”.
Gaz syntezowy może być przepuszczany przez płuczkę wieżową gazu syntezowego, gdzie gaz syntezowy jest płukany. Gaz syntezowy zawiera ciepło, które może być wykorzystane dla utworzenia pary.
Mieszanina gazowa zawiera także małe ilości siarkowodoru (H2S), amoniaku, metanu, i innych produktów ubocznych podawanej mieszaniny. Mieszanina gazowa jest następnie przepuszczana przez zespół odsiarczający 116 gdzie H2S jest usuwane z gazu.
Gaz syntezowy jest transportowany z zespołu odsiarczającego 116 przewodem 136 gazu syntezowego. Gaz syntezowy może być spalany dla wytworzenia mocy. Alternatywnie, gaz syntezowy jest stosowany do wytwarzania nawozów, tworzyw sztucznych i innych substancji chemicznych.
Jak stwierdzono poprzednio, wynalazek jest przeznaczony dla zintegrowanego układu regulacji dla instalacji zgazowywania 100. Zintegrowany układ regulacji steruje wytwornicą gazu 112 i innymi związanymi elementami, takimi jak ASU, przewód tlenu, przewód gazu syntezowego i spowalniacz.
W jednym przykładzie wykonania wynalazku, krytyczny układ regulacji jest częścią rozłożonego układu regulacji, który steruje pracą układu zgazowywania 100. Fig. 2 przedstawia schemat blokowy rozłożonego układu regulacji 200, który steruje pracą układu zgazowywania 100.
Odnosząc się teraz do fig. 2, rozłożona sieć regulowania 204 tworzy szkielet rozłożonego układu regulacji 200. Jedno lub więcej stanowisko monitorowania (CRT) 208 jest dołączone do sieci 204. Stanowiska CRT 208 pokazują bieżący stan układu zgazowywania 100. Operatorzy monitorują pracę wytwornicy gazu 112 i innych elementów na stanowiskach CRT 208.
Stanowisko obsługi 212 jest dołączone do sieci 204. Operatorzy ogólnie prowadzą działania w zakresie nadzoru np. monitorowanie alarmów, monitorowanie pomp, na stanowiskach obsługi 212.
Zintegrowany układ regulacji (ICS) 216 jest dołączony do sieci 204. W jednym przykładzie wykonania wynalazku, ICS 216 zawiera komputer z mikroprocesorem i jedną lub więcej pamięć o dostępie swobodnym (RAM). ICS 216 steruje pracą wytwornicy gazu 112 i innymi krytycznymi elementami układu zgazowywania 100. Pamięć RAM zapamiętuje jeden lub więcej program opracowany specjalnie dla ICS 216. Mikroprocesor komputera wykonuje programy pamiętane w pamięci RAM. Jedna lub więcej kart wejścia/wyjścia (I/O) jest dołączona do ICS 216. Karty (I/O) zapewniają interfejs pomiędzy mikroprocesorem i rozmaitymi czujnikami, zaworami i regulatorami prędkości silnika pompy.
Jeden lub więcej nie krytyczny układ regulacji 220 jest także dołączony do sieci 204. Nie krytyczny układ regulacji 220 reguluje nie krytyczne elementy układu zgazowywania 100. Brama komunikacyjna 224 jest dołączona do sieci 204. Brama 224 umożliwia sieci 204 komunikowanie się z systePL 194 785 B1 mami trzeciej strony, na przykład, systemem oprzyrządowania zabezpieczenia lub systemem wyłączania awaryjnego.
Figura 3 przedstawia schemat blokowy ICS 216 według jednego przykładu wykonania wynalazku. Najogólniej ICS 216 zawiera układ 304 regulacji stosunku tlenu do węgla (O/C), układ 308 regulacji ASU, układ 312 regulacji spowalniacza, i układ 316 regulacji przewodu gazu syntezowego. Każdy z tych układów jest opisany szczegółowo poniżej.
1. Regulowanie stosunku O/C
Krótko mówiąc, optymalne przekształcanie węglowodorowe zachodzi, gdy stosunek O/C jest regulowany podczas zgazowywania. Korzystnie, stosunek O/C musi być ciągle monitorowany i automatycznie regulowany. Bez ciągłego regulowania O/C, stosunek O/C może być zbyt duży lub zbyt mały, temperatura wewnątrz wytwornicy gazu 112 zmienia się w szerokich granicach, co zmniejsza czas życia wyłożenia ognioodpornego i wytwornicy gazu i czas życia termopary. Z drugiej strony, jeżeli stosunek O/C staje się zbyt mały, przekształcanie węglowodorowe pogarszają się, co zmniejsza sprawność wytwornicy gazu 112. Mały stosunek O/C także zwiększa ilość ciał stałych wytwarzanych w wytwornicy gazu 112, co powoduje awaryjne wyłączenie wytwornicy gazu jeżeli ciała stałe nie są szybko usuwane.
Przedmiotem wynalazku jest nowatorski sposób regulowania stosunku O/C, który poprawia parametry wytwornicy gazu 112. Także, przedmiotem wynalazku jest bezpieczne działanie i zwiększony czas życia elementów układu zgazowywania 100, co jest uzyskane przez minimalizowanie zmian temperatury w wytwornicy gazu 112. Jeżeli ASU jest zintegrowane z układem zgazowywania 100, układ regulacji O/C musi być połączony ze sprężarką O2 sterowaną z ASU dla stabilnej pracy wytwornicy gazu 112 i sprężarki O2.
W skrócie, według wynalazku, stosunek O/C jest określony przez obliczenie sygnału przepływu tlenu i węgla. Fig. 4 przedstawia sieć działań sposobu regulowania stosunku O/C według jednego przykładu wykonania wynalazku. W kroku 404 zapotrzebowanie na gaz syntezowy jest określone w oparciu o ograniczenia obciążenia. Zapotrzebowanie na gaz syntezowy jest pożądaną wydajnością wytwornicy gazu 112. Rzeczywiste obliczenia zapotrzebowania na gaz syntezowy są wyjaśnione szczegółowo na fig. 5. Ograniczenia obciążenia są czynnikami ograniczającymi podawanie mieszaniny, co ogranicza parametry wytwornicy gazu 112. Obliczenie ograniczeń obciążenia jest także wyjaśnione dokładniej na fig. 6.
W kroku 408, zadana wartość tlenu jest określona w oparciu o zadaną wartość O/C i zapotrzebowanie na gaz syntezowy. Obliczenia zadanej wartości O/C jest dalej opisane dokładniej. W kroku 412, zadana wartość węgla jest określona w oparciu o zadaną wartość O/C i zapotrzebowanie na gaz syntezowy. W kroku 416, przepływ tlenu jest regulowany przez ustawienie zaworów tlenowych. Zawory tlenowe są ustawiane w oparciu o zadaną wartość tlenu. W kroku 420, przepływ węgla jest ustawiany w oparciu o zadaną wartość węgla.
(a) Regulowanie zapotrzebowania na gaz syntezowy
Figura 5 przedstawia dokładniej krok 404 (obliczenia zapotrzebowanie na gaz syntezowy). W kroku 504, natężenie przepływu węgla jest przekształcane na sygnał regulatora zapotrzebowania przez zespół przetwarzania makroinstrukcji. Alternatywnie, w zintegrowanym ASU, prędkość przepływu tlenu jest przekształcana na sygnał regulatora zapotrzebowania przez zespół przetwarzania makroinstrukcji dla minimalizowania wahań ASU. Sygnał regulatora zapotrzebowania odpowiada przepływowi masy czystego węgla w tonach/dzień. Przepływ masy czystego węgla jest obliczany na podstawie poniższego równania:
m= (F)* (12.011)* (24/2000), gdzie, m = przepływ masy czystego węgla w tonach/dzień, a F = elementarny przepływ szlamu w funtach molowych na godzinę.
W jednym przykładzie wykonania wynalazku, natężenie przepływu węgla (elementarny przepływ szlamu) jest mierzone miernikiem magnetycznym lub na podstawie zmiennej prędkości pompy ładującej. W kroku 508, sygnał regulatora zapotrzebowania i zadana wartość regulatora zapotrzebowania są odbierane przez regulator proporcjonalno-całkowo-różniczkowy (PID). Zadana wartość regulatora zapotrzebowania jest wartością pożądaną i jest na ogół wprowadzana przez operatora.
Praca regulatora PID jest dobrze znana fachowcom. Regulator PID oblicza sygnał błędu, który przedstawia różnicę pomiędzy sygnałem a wartością zadaną (lub sygnałem odniesienia), i mnoży sygnał błędu przez wzmocnienie. Wyjście regulatora PID ma wartość pomiędzy 0.0 i 1.0 (0% do 100%).
PL 194 785 B1
Szczególnie, regulator PID oblicza sygnał błędu, który przedstawia różnicę pomiędzy sygnałem regulatora zapotrzebowania i zadaną wartością regulatora zapotrzebowania, i mnoży sygnał błędu przez wzmocnienie.
W kroku 512 selektor sygnałów odbiera wyjście regulatora PID i automatyczną wartość zapotrzebowania. Określenie automatycznej wartości zapotrzebowania jest wyjaśnione szczegółowo później. Zależnie od trybu pracy wytwornicy gazu 112, przełącznik sygnałów wybiera jako wybraną wartość zapotrzebowania albo wyjście regulatora PID lub automatyczną wartość zapotrzebowania. Podczas trybu ręcznego, przełącznik sygnałów wybiera wyjście regulatora PID. Podczas trybu automatycznego, przełącznik sygnałów wybiera automatyczną wartość zapotrzebowania. Podczas trybu nakładania, przełącznik sygnałów wybiera większy z dwóch sygnałów wejściowych.
W kroku 516, selektor dolnej wartości otrzymuje wybraną wartość zapotrzebowania, To jest wyjście przełącznika sygnałów, i wartość nałożoną zapotrzebowania na gaz syntezowy. Określenie wartości nałożonej zapotrzebowanie na gaz syntezowy jest opisane później. Selektor dolnej wartości wybiera niższą z wybranych wartości zapotrzebowania i wartość nałożoną zapotrzebowanie na gaz syntezowy jako wartość zapotrzebowania ograniczoną obciążeniem. W kroku 520, wartość zapotrzebowania ograniczona obciążeniem jest przekształcana na sygnał przesunięcia. Sygnał przesunięcia ma wartość pomiędzy -2% i +2% pełnej skali, gdzie pełna skala odpowiada wartości pomiędzy 0 i dopuszczalnym maksimum elementarnego przepływu, gdzie elementarny przepływ odnosi się raczej do przepływu w molach (1 mol = 6.02 x 1023 molekuł), niż do przepływu objętościowego.
Na koniec, w kroku 524, natężenie przepływu tlenu jest zmienione przez sygnał przesunięcia. Przesunięta prędkość przepływu tlenu stanowi sygnał zapotrzebowanie na gaz syntezowy.
(i) Ograniczenia obciążenia
Figura 6 przedstawia sieć działań sposobu określania ograniczeń obciążenia lub „wartość nałożoną zapotrzebowania na gaz syntezowy” według jednego przykładu wykonania wynalazku. W kroku 604, selektor górnej wartości wybiera największą wartość spomiędzy poniższych wartości:
(1) zadana wartość pompy zasilającej; (2) moc pompy zasilającej PV/SP, gdzie PV/SP jest stosunkiem rzeczywistej zmierzonej mocy do maksymalnej dostępnej mocy; (3) moc sprężarki tlenowej PV/SP; (4) wartość położenia zaworu tlenowego wytwornicy gazu (ta wartość jest stosowana tylko wówczas gdy nie jest używany zintegrowany ASU); (5) wartość położenia zaworu ssącego sprężarki lub wartość położenia zaworu przepływowego pompy tlenowej (ta wartość jest stosowana tylko wówczas gdy jest używany zintegrowany ASU); i (6) wartość położenia zaworu ssącego sprężarki tlenu (ta wartość jest stosowana tylko wówczas gdy jest używany zintegrowany ASU). Największa wartość sygnału wyjściowego selektora górnej wartości stanowi ograniczony sygnał regulatora.
W kroku 608, ograniczona wartość zadana regulatora jest mnożona przez 98% (lub 0.98) w układzie mnożącym. Chociaż, 0.98 jest korzystnym współczynnikiem, inne współczynniki (np. 0.95, 0.90) mogą także być użyte.
Ograniczona zadana wartość regulatora jest pożądaną wartością i jest wprowadzana przez operatora. W kroku 612, regulator PID otrzymuje ograniczony sygnał regulatora z selektora górnej wartości i sygnał wyjściowy z układu mnożącego (98% ograniczonej zadanej wartości regulatora). Sygnał wyjściowy regulatora PID przedstawia wartość nałożoną zapotrzebowanie na gaz syntezowy.
2. Regulowanie zadanej wartości O/C
Figura 7 przedstawia sieć działań sposobu określania zadanej wartości O/C według jednego przykładu wykonania wynalazku. W kroku 704, prędkość przepływu tlenu jest dzielona przez natężenie przepływu węgla, w dzielniku dla uzyskania wartości stosunku O/C.
Jednakże, jeżeli stałe lub gazowe substancje wsadowe są stosowane, poniższe kroki muszą być wykonane oprócz kroku 704 opisanego powyżej. W kroku 708, zmierzona wartość zadana O/C z kroku 704 jest stosowana dla określenia temperatury wytwornicy gazu. W jednym przykładzie wykonania wynalazku, sposób interpolacji liniowej jest stosowany, dla określenia temperatury wytwornicy gazu. Określona temperatura wytwornicy gazu jest wirtualnym sygnałem temperatury.
W kroku 712, operator wykorzystuje wirtualny sygnał temperatury do wybrania wartości zadanej wirtualnej temperatury. W kroku 716, wartość zadana stosunku O/C jest interpolowana na podstawie wartości zadanej wirtualnej temperatury.
3. Regulowanie wartości zadanej tlenu
Figura 8 przedstawia sieć działań sposobu obliczania zadanej wartości tlenu według jednego przykładu wykonania wynalazku. W kroku 804, wartość zadana O/C jest mnożona przez natężenie przepływu węgla, w pierwszym układzie mnożącym. Wyjściem pierwszego układu mnożącego jest natęPL 194 785 B1 żenie przepływu węgla na podstawie tlenu (lub górna granica wartości zadanej tlenu). W kroku 808, sygnał zapotrzebowania na gaz syntezowy (przesuniecie natężenia przepływu tlenu na podstawie kroku 524 na fig. 5) i wyjście pierwszego układu mnożącego jest odbierane przez selektor dolnej wartości. Wyjściem selektora dolnej wartości jest zapotrzebowanie na tlen ograniczone przez natężenie przepływu węgla.
W kroku 812, sygnał wyjściowy pierwszego układu mnożącego, to jest górna granica wartości zadanej tlenu, jest odbierany przez drugi układ mnożący, gdzie jest następnie mnożony przez współczynnik 0.98. Wyjście drugiego układu mnożącego jest dolną granicą wartości zadanej tlenu. Chociaż, dolna granica wartości zadanej tlenu jest ustalona na 98% górnej granicy wartości zadanej tlenu, należy zrozumieć, że inne współczynniki (np. 95%, 90%) mogą także być stosowane do ustalenia górnej granicy wartości zadanej tlenu.
W kroku 816, dolna granica wartości zadanej tlenu i wyjście selektora dolnej wartości, to jest, zapotrzebowanie na tlen ograniczone przez natężenie przepływu węgla, są odbierane przez selektor górnej wartości. Sygnałem wyjściowym selektora górnej wartości jest ograniczona zadana wartość tlenu. Tak więc, natężenie przepływu tlenu jest ograniczone pomiędzy 98% i 100% natężenia przepływu węgla. Innymi słowy natężenie przepływu węgla określa natężenie przepływu tlenu ale nie więcej niż o 2%. Jest jasne dla fachowca, że natężenie przepływu tlenu może być ograniczone pomiędzy innymi wartościami procentowymi natężenia przepływu węgla. Innymi słowy, natężenie przepływu węgla może określać natężenia przepływu tlenu o inne wartości procentowe.
Jeżeli ASU jest zintegrowane z układem zgazowywania 100, to następujące dodatkowe kroki także powinny być wykonane. W kroku 820, równanie F (x) = 0.002x + 0.81 jest rozwiązane, gdzie F (x) >1.0 a x przedstawia położenie zaworu tlenowego. F (x) jest wartością zadaną spowalniacza tlenu który jest używany, aby zawory tlenowe były całkowicie otwarte to jest aby nie były regulowane, gdy tlen jest regulowany w ASU.
Obliczenie położenie zaworu tlenowego jest opisane później. W kroku 824 F (x) jest mnożona przez wyjście selektora górnej wartości, to jest ograniczoną wartość zadaną tlenu, dla uzyskania wartości zadanej regulowania tlenu.
4. Regulowanie wartości zadanej węgla
Według wynalazku, zadana wartość węgla jest obliczana na podstawie ograniczonej wartości zadanej węgla i wartości zadanej stosunku O/C. Fig. 9 przedstawia sieć działań sposobu określania wartości zadanej regulowania węgla. W kroku 904, natężenie przepływu tlenu i zapotrzebowanie na gaz syntezowy jest odbierane przez selektor górnej wartości. Sygnałem wyjściowym selektora górnej wartości jest dolna granica wartości zadanej węgla na podstawie tlenu. W kroku 908, prędkość przepływu tlenu jest mnożona przez 1.02 w układzie mnożącym. Wyjściem układu mnożącego jest górna granica wartości zadanej węgla. Jest zrozumiałe, że prędkość przepływu tlenu może być mnożona przez inne wartości, np. 1.05, 1.1, dla ustalenia górnej granicy wartości zadanej węgla.
W kroku 912, górna granica wartości zadanej węgla i dolna granica wartości zadanej węgla są odbierane przez selektor dolnej wartości. Sygnały wyjściowe selektora dolnej wartości ograniczonej wartości zadanej węgla. Na koniec, w kroku 916, ograniczona wartość zadana węgla jest dzielona przez stosunek O/C i jest uzyskana wartość zadana regulowania węgla.
5. Regulowanie przepływu tlenu
Prędkość przepływu tlenu jest regulowana przez ustawienie położenia zaworu w liniach tlenowych. Fig. 10 przedstawia sieć działań dla regulowania przepływ tlenu. W kroku 1004, temperatura tlenu, ciśnienie tlenu i prędkość przepływu tlenu są odbierane w kompensatorze przepływu. Temperatura tlenu jest mierzona za pomocą termopar w liniach tlenowych. Ciśnienie tlenu jest mierzone za pomocą przetworników ciśnienia w liniach tlenowych. Prędkość przepływu tlenu jest mierzona za pomocą przetworników przepływu tlenu w liniach tlenowych. Kompensator przepływu koryguje przepływu tlenu w oparciu o zmiany ciśnienia i temperatury.
Skompensowanego przepływu tlenu jest obliczany z poniższego równania:
PL 194 785 B1 gdzie, q = skompensowany przepływ tlenu, q = przepływ tlenu,
P = ciśnienie tlenu w funtach na cal2,
Po = współczynnik przetwarzania ciśnienia bezwzględnego, korzystnie 14.696 funtach na caP,
PR = bezwzględne ciśnienie projektowe tlenu w psia,
T = temperatura tlenu w °F,
To = współczynnik przetwarzania temperatury bezwzględnej, korzystnie 459.69°F, i
Tr = bezwzględna temperatura projektowa tlenu, w °R.
Sygnałem wyjściowym kompensatora przepływu jest skompensowany przepływ tlenu. W kroku 1008, skompensowany przepływ tlenu jest przekształcany na molowy przepływ tlenu.
Przepływ tlenu jest przekształcany na molowy przepływ tlenu na podstawie poniższego równania: F = q*(2/379.5) gdzie, q = objętościowy przepływ tlenu w znormalizowanych stopach3/godzinę (scsh) i
F = elementarny przepływ tlenu w funtach molowych na godzinę.
W kroku 1012 molowy przepływ tlenu jest mnożony przez wartość czystości tlenu w układzie mnożącym. Wartość czystości tlenu (na przykład, 96%) jest uzyskana na podstawie wskazań analizatora czystości tlenu. Sygnałem wyjściowym układu mnożącego jest sygnał przepływu tlenu.
W kroku 1016, sygnał przepływu tlenu i wartości zadana regulowania tlenu jest odbierana w regulatorze PID. W kroku 1020, sygnał wyjściowy regulatora PID jest odbierany przez dwa ograniczniki prędkości, ogranicznik zwiększania prędkości i ogranicznik zmniejszania prędkości. Wyjście regulatora PID ma ograniczoną prędkość przez jeden z dwóch ograniczników prędkości, zależnie od prędkości zmian wyjścia. Jeżeli wyjście regulatora PID zwiększa się (to jest ma dodatnią szybkość zmian), to przyrost jest ograniczony przez ogranicznik zwiększania prędkości. Z drugiej strony, jeżeli wyjście regulatora PID zmniejsza się (to jest ma ujemną szybkość zmian), to przyrost jest ograniczony przez ogranicznik zmniejszania prędkości.
W kroku 1024, wyjścia dwóch ograniczników prędkości są odbierane w selektorze sygnałów, a selektor sygnałów wybiera jeden z sygnałów w oparciu o to czy szybkość zmian sygnału jest dodatnia lub ujemna. Jeżeli sygnał wyjściowy regulatora PID zwiększa się, selektor sygnałów wybiera ogranicznik zwiększania prędkości. Jeżeli sygnał wyjściowy regulatora PID zmniejsza się, selektor sygnałów wybiera ogranicznik zmniejszania prędkości. Wyjście selektora sygnałów jest stosowane do ustawienia położenia zaworu tlenowego.
6. Regulowanie przepływu węgla
Według wynalazku, natężenie przepływu węgla w wytwornicy gazu 112 jest regulowane za pomocą prędkości pompy węgla. W skrócie, prędkość pompy węgla jest regulowana przez zmierzone natężenie przepływu węgla i pożądaną wartość zadaną regulowania węgla. Regulator PID jest stosowany do ustalenia prędkości pompy węgla.
Figura 11 przedstawia sieć działań sposobu regulowania przepływu węgla. W kroku 1104, natężenie przepływu węgla jest określone na podstawie prędkości pompy ładującej. Natężenie przepływu węgla jest obliczane na podstawie poniższego równania:
q = qr. (s/sr) gdzie, q = przepływ pompy ładującej w galonach na minutę, qr = projektowany przepływ pompy ładującej, s = prędkość pompy ładującej w obr./min,
Sr = projektowana prędkość pompy ładującej w obr./min.
W kroku 1108, selektor sygnałów otrzymuje estymowane natężenie przepływu węgla i zmierzone natężenie przepływu węgla. W jednym przykładzie wykonania wynalazku, zmierzone natężenie przepływu węgla jest uzyskane na podstawie pomiaru magnetycznym miernikiem przepływu. Selektor sygnałów wybiera jeden z sygnałów zależnie od warunków pracy. Sygnał wyjściowy selektora sygnałów przedstawia rzeczywiste natężenie przepływu węgla.
W kroku 1112, natężenie przepływu węgla jest przekształcane na molowe natężenie przepływu
PL 194 785 B1 węgla, w przetworniku molowym. Dla stałej substancji wsadowej, natężenie przepływu węgla jest przekształcane na molowe natężenie przepływu węgla według poniższego równania:
F = [{(q*8.021) )/(12.011*0,017-0.000056xszlamu)}]*(0.01xszlamu) *(0.01xkoksu) gdzie,
F = elementarny przepływ węgla w funtach molowych na godzinę, q = przepływ szlam (przedstawia prędkość pompy szlamu),
Xkoksu = stężenie koksu węglowego, pomiędzy 85% i 92%,
Xszlamu = stężenie szlamu koksowego, pomiędzy 55% i 65%.
Gdy jest stosowana płynna substancja wsadowa, natężenie przepływu węgla jest przekształcane na molowe natężenie przepływu węgla według poniższego równania:
F = (q*Sg*8.021/12.011)*0.01*xc gdzie, q = przepływ węgla w galonach/min,
F = elementarny przepływ węgla w funtach molowych na godzinę,
Sg = ciężar właściwy węgla,
X = zawartości węgla w płynie.
Przetwarzanie molowe uwzględnia zawartość węgla ograniczoną prędkością i koncentrację szlamu ograniczoną prędkością. Zawartość węgla ograniczona prędkością i koncentracja szlamu ograniczona prędkością są wyjaśnione poniżej.
Po pierwsze, zawartość węgla jest określona na podstawie dostawy substancji wsadowej, np. koksu. Zawartości węgla jest wówczas ograniczona prędkością lub „ograniczona tempem” przez ogranicznik prędkości. Na przykład, jeżeli zawartość węgla w bieżącej dostawie substancji wsadowej różni się znacznie np. o 20%, od zawartości węgla w poprzedniej dostawie, która była używana w wytwornicy gazu, to ogranicznik prędkości ogranicza prędkość zmian do, na przykład, 0,05% na minutę. Innymi słowy, ogranicznik prędkości informuje układ regulujący przepływ węgla raczej że zawartość węgla zmienia się tylko z prędkością, na przykład, 0,05% na minutę niż o raptownej zmianie o 20%. Koncentracja szlamu jest określona przez analizę laboratoryjną i podobnie ma ograniczoną prędkość.
W kroku 1116, natężenie molowe przepływu węgla jest mnożone przez koncentrację szlamu ograniczoną prędkością, w pierwszym układzie mnożącym. W kroku 1120, sygnał wyjściowy pierwszego układu mnożącego jest znowu mnożony przez ograniczoną prędkością zawartość węgla w drugim układzie mnożącym. Sygnałem wyjściowym drugiego układu mnożącego jest sygnał przepływu węgla. W kroku 1124, regulator PID otrzymuje sygnał przepływu i wartość zadaną regulowania węgla i sygnały wyjściowe prędkości pompy węgla. Wyjście regulatora PID ma na ogół szybkość ograniczoną przez ogranicznik prędkości dla zabezpieczenia pompy węgla.
7. Regulowanie wtryskiwacza podającego tlen
Jak podano poprzednio, tlen jest podawany przez ASU do wytwornicy gazu. W jednym przykładzie wykonania wynalazku, linia tlenowa jest rozdzielona na dwie linie przed wprowadzeniem do wytwornicy gazu 112. Dwie linie tlenowe i linia węgla (z zespołu podającego substancję wsadową) łączą się tworząc trzy współosiowe rury we wtryskiwaczu podającym. Środkowa rura dostarcza tlen. Pośrednia rura otaczająca rurę środkową dostarcza substancję wsadową. Zewnętrzna otaczająca rurę pośrednią dostarcza tlen. Tlen jest regulowany przez dwa zawory. Środkowy zawór tlenowy umieszczony przed rozdzieleniem, który jest powyżej i pierścieniowy zawór tlenowy umieszczony w sekcji współosiowej, która jest poniżej rury.
Figura 12 jest siecią działań regulowania wtryskiwacza podającego. W kroku 1204, jest określony pierścieniowy podział wartości tlenu. Pierścieniowy podział wartości tlenu jest określony równaniem F(x) = 1-x, gdzie x jest wartością zadaną podziału tlenu. Wartość zadana podziału tlenu stanowi procent (np. 30%) całkowitej ilości tlenu, która przepływa linii środkowej. Jeżeli; x = 30%, to F(x) = 1-0.3 = 0.7.
W kroku 1208, wartość zadana podziału tlenu jest mnożona przez sygnał skompensowanego przepływu tlenu, w pierwszym układzie mnożącym. Sygnały wyjściowe pierwszego układu mnożący stanowią zadane wartości tlenu. W kroku 1212, sygnał pierścieniowego podziału wartości tlenu jest mnożony przez sygnał skompensowanego przepływu tlenu, w drugim układzie mnożącym i pierścieniowa wartość zadana tlenu jest uzyskana. W kroku 1216, sygnał podziału tlenu jest odejmowany od sygnału przepływu tlenu dla uzyskania sygnału pierścieniowego przepływu tlenu. Sygnał przepływu tlenu jest mierzony przez przetworniki w linii tlenowej. W kroku 1220, sygnału pierścieniowego przepływu tlenu i pierścieniowa wartość zadana tlenu są odbierane w regulatorze PID. Sygnały wyjściowe regulatora PID
PL 194 785 B1 są sygnałami położenia pierścieniowego zaworu tlenowego. W kroku 1224, sygnał przepływu tlenu i zadana wartość tlenu jest odbierana w regulatorze PID, którego sygnałem wyjściowym jest położenie środkowego zaworu tlenowego.
8. Regulowanie spowalniaczy
Jak podano poprzednio, w procesie zgazowywania, spowalniacze są dodawane do tlenu i substancji wsadowych, przed ich podaniem do wytwornicy gazu 112. W wynalazku, para jest dodawana do tlenu i substancji wsadowej. Opcjonalnie, odzyskiwana czarna woda może być dodawana do substancji wsadowej. Czarna woda jest to woda zbierana z dna wytwornicy gazu, która jest następnie dodawana do węgla jako spowalniacz. Typowo, czarna woda zbierana z dna wytwornicy gazu jest pompowana wstecz jako spowalniacz za pomocą pompy.
Ilość spowalniacza w tlenie i węglu jest regulowana przez ustawienie zaworu pary w linii tlenowej i zaworu pary w linii węgla. Jeżeli odzyskiwana czarna woda jest także stosowana jako spowalniacz, ilość czarnej wody jest regulowana przez ustawienie prędkości pompy odzyskiwanej czarnej wody.
Figury 13A i 13B przedstawiają sieć działań regulowania spowalniacza w wytwornicy gazu 112. W kroku 1304, natężenie przepływu pary w linii tlenowej, temperatura pary i ciśnienie pary są odbierane w pierwszym kompensatorze przepływu. Natężenie przepływu pary w linii tlenowej jest mierzone miernikiem przepływu w linii pary. Temperatura pary jest mierzona przez jedną lub więcej termopar w linii pary. Ciśnienie pary jest mierzone jednym lub więcej przetwornikiem ciśnienia w linii pary.
Sygnałem wyjściowym kompensatora jest sygnał przepływu pary, który jest skompensowany przez ciśnienie pary i temperaturę pary. Skompensowany sygnał przepływu pary jest obliczany z poniższego równania:
gdzie, q = skompensowany przepływ pary, q = przepływ pary,
P = ciśnienie pary w funtach na cal2,
P0 = bezwzględne ciśnienie przetwarzanie, zwykle 14.696 funtów na caP,
PR = bezwzględne projektowe ciśnienie pary w funtach na caP,
T = temperatura pary w °F,
T0 = bezwzględna temperatura przetwarzanie, zwykle 459.69°F,
Tr = bezwzględna projektowa temperatura pary, w °R.
W kroku 1308, prędkość przepływu pary w linii węgla, ciśnienie pary i temperatura pary są odbierane w drugim kompensatorze przepływu, a sygnałem wyjściowym kompensatora jest sygnał skompensowanego przepływu pary w linii węgla. W kroku 1312 sygnał skompensowanego przepływ pary w linii tlenu i sygnał skompensowanego przepływ pary w linii węgla są dodawane w pierwszym sumatorze i jest generowany sygnał całkowitego przepływu pary. W kroku 1316, całkowity przepływ pary jest dodawany do natężenia przepływu odzyskanej czarnej wody i całkowite natężenie przepływu spowalniacza jest określone. W jednym przykładzie wykonania wynalazku, natężenie przepływu czarnej wody jest mierzone miernikiem magnetycznym w linii węgla.
W kroku 1320, całkowite natężenie przepływu spowalniacza jest dzielona przez natężenie przepływu węgla, w pierwszym dzielniku, i stosunek spowalniacza do węgla jest tworzony. W kroku 1324, stosunek spowalniacz/węgiel, natężenie przepływu węgla i wartość zadana stosunku spowalniacza do węgla jest odbierana w pierwszym regulatorze stosunku. Sygnał wyjściowy regulatora stosunku określa pożądaną prędkość pary w linii tlenowej przez porównanie sygnału stosunku spowalniacz/węgiel i wartości zadanej stosunku spowalniacz/węgiel. Regulator stosunku typowo ustala pożądany stosunek przez zmianę jednego składnika stosunku, podczas gdy drugi składnik stosunku pozostaje stały, aż do uzyskania pożądanego stosunku. Następujący przykład ilustruje pracę regulatora stosunku.
Załóżmy, że pożądany stosunek wynosi 2/3 lub 0.666. Teraz przyjmijmy, że regulator stosunku otrzymuje stosunek x/y. Regulator stosunku będzie zmieniał y podczas gdy x pozostaje stały aż do uzyskania x/y = 0.666. Alternatywnie, regulator stosunku może zmieniać x podczas gdy y pozostaje stały.
PL 194 785 B1
W kroku 1328, pożądana prędkości pary w linii tlenowej może być zastąpiona przez wstępnie określoną nałożoną wartość zadanej wartości systemu bezpieczeństwa. W kroku 1332, sygnał przepływu pary w linii tlenowej i wyjście z zadanej wartości systemu bezpieczeństwa są odbierane w pierwszym regulatorze PID.
Sygnał wyjściowy pierwszego regulatora PID jest sygnałem zaworu pary w linii tlenowej, który jest stosowany do ustawienia zaworów pary w linii tlenowej.
W kroku 1336, sygnał skompensowanego przepływu pary w linii węgla i wartość zadana przepływu pary w linii węgla są odbierane na drugim regulatorze PID. Sygnał wyjściowy pierwszego regulatora PID jest sygnałem zaworu pary w linii węgla, który jest stosowany do ustawienia zaworów pary w linii węgla.
W kroku 1340, natężenie przepływu węgla jest dzielone przez natężenie przepływu odzyskanej czarnej wody, w drugim dzielniku. W kroku 1344, drugi regulator stosunku generuje wartość zadaną regulatora czarnej wody na podstawie wyjścia dzielnika. W kroku 1348, trzeci regulator PID otrzymuje natężenie przepływu odzyskanej czarnej wody i wartość zadaną regulatora czarnej wody, to jest, sygnał wyjściowy drugiego regulatora stosunku. Sygnał wyjściowy trzeciego regulatora PID jest sygnałem prędkości pompy odzyskanej czarnej wody, który jest użyty dla regulowania prędkości pompy odzyskanej czarnej wody.
9. Regulowanie ASU/tlenu
Przedmiotem wynalazku jest regulowanie ASU/tlenu gdzie ASU jest zintegrowane z układem zgazowywania 100. Wypływ tlenu z ASU jest regulowany przez ustawienie zaworu wlotowego sprężarki tlenowej.
Figury 14A i 14B przedstawiają sieć działań regulowania ASU/tlenu według jednego przykładu wykonania wynalazku. W kroku 1404, położenie zaworu tlenowego wytwornicy gazu 112 i innych wytwornic gazu, które mogą pracować jednocześnie są porównywane w selektorze górnych wartości. W kroku 1408, poniższe równanie jest rozwiązane: F(x) = 0.002x + 0.08, gdzie F(x) > 0.99, a x jest sygnałem wyjściowym selektora górnych wartości. F(x) jest wartością zadaną spowalniacza tlenu, który jest stosowany dla ograniczenia tlenu w ASU aby umożliwić otwarcie leżących poniżej zaworów tlenowych wytwornicy gazu w punkcie, gdzie nie jest już potrzebne regulowania tlenu dla ASU.
W kroku 1412, poniższe równanie jest rozwiązane: F(y) = 0.002y + 0.81, gdzie F(y) > 1.0, a y jest położeniem zaworu tlenowego wytwornicy gazu 112. F(y) jest wartością zadaną spowalniacza tlenu, stosowaną dla przeciwdziałania wartości zadanej spowalniacza tlenu F(x) z kroku 820.
W kroku 1416, rzeczywista wartość zadana tlenu jest dzielona przez F(y) w dzielniku. Rzeczywista wartość zadana tlenu jest obliczana przez operatora i wprowadzana do systemu. W kroku 1420, sygnał wyjściowy dzielnika i pozostałe podobne sygnały wyjściowe innych wytwornic gazu są dodawane w pierwszym sumatorze. W kroku 1424, sygnał wyjściowy pierwszego sumatora jest mnożony w układzie mnożącym przez F(x) uzyskanym w kroku 1408. Sygnał wyjściowy układu mnożącego stanowi wartość zadaną regulatora rozładowania. Wartość zadana regulatora rozładowania przedstawia połączoną całkowitą wartość zadaną tlenu, który jest rozładowywany z ASU.
W kroku 1428, natężenia przepływu tlenu ze wszystkich wytwornic gazu są dodawane w drugim sumatorze i całkowite natężenia przepływu tlenu jest obliczane. W kroku 1432, regulator PID otrzymuje wartość zadaną regulatora rozładowania i wartość zadaną całkowitej wartości tlenu. Sygnał wyjściowy regulatora PID stanowi sygnał wyjściowy regulatora rozładowania. W kroku 1436, sygnał wyjściowy regulatora PID jest sygnałem ograniczenia prędkości w ograniczniku prędkości. W kroku 1440, sygnał wyjściowy regulatora rozładowania z ograniczoną prędkością jest odbierany przez selektor niskich wartości razem z sygnałami wyjściowymi z innych regulatorów ASU (np. regulatora przepływu ssania sprężarki, regulatora poboru z ASU) i regulatorów zabezpieczenia sprężarki. Sygnałem wyjściowym selektora niskich wartości jest sygnał zaworu wlotowego sprężarki tlenowej.
10. Regulowanie zaworu wylotowego przewodu tlenowego
W układzie zgazowywania 100, wspólna linia, znana jako „przewód tlenowy”, jest stosowana do rozdziału tlenu do różnych wytwornic gazu. W sytuacji awaryjnej, tlen z przewodu jest usuwany przez zawory przewodu. Ilość tlenu usunięta przez zawory wylotowe przewodu jest regulowana przez ustawienie zaworów wylotowych przewodu.
Figury 15A i 15B przedstawiają sieć działań regulowania zaworów wylotowych przewodu tlenu. W kroku 1504, sygnał ciśnienia w przewodzie tlenu jest mnożony przez 1.02 w układzie mnożącym. W kroku 1508, wyjście układu mnożącego ma prędkość ograniczoną w ograniczniku prędkości. Wyjście ogranicznika prędkości jest wartością zadaną regulowania przewodu tlenowego.
PL 194 785 B1
W kroku 1512, prognozowany przepływ tlenu jest obliczany na podstawie ciśnienia tlenu, temperatury tlenu, położenia zaworu tlenowego, natężenia przepływu pary w linii tlenowej i ciśnienia gazu syntezowego w płuczce. Ciśnienie tlenu jest mierzone przez jeden lub więcej przetworników ciśnienia w linii tlenowej. Temperatura tlenu jest mierzona przez jedną lub więcej termoparę w linii tlenowej. Obliczenia natężenie przepływu pary w linii tlenowej były opisane wcześniej. Ciśnienie gazu syntezowego w płuczce jest mierzone przetwornikiem ciśnienia gazu syntezowego w płuczce.
Prognozowany przepływ tlenu może być obliczony traktując zawór tlenowy wytwornicy gazu i wtryskiwacz podający jako dwa ograniczenia połączone szeregowo. Przepływ przez ograniczenie jest a funkcją ciśnienia przed i za ograniczeniem i rozmiaru ograniczenia. Ciśnienie za wtryskiwaczem podającym jest ciśnieniem gazu syntezowego w płuczce. Ciśnienie przed wtryskiwaczem podającym nie może być bezpośrednio zmierzone. Więc jest ono estymowane na podstawie przepływu pary do linii tlenowej przed wtryskiwaczem podającym. Estymowane ciśnienie służy także jako ciśnienie za ograniczeniem stanowiącym zawór tlenowy. Gdy zawór tlenowy otwiera się i zamyka, wartość ograniczenia zmienia się. Wiele równań iteracyjnych musi być zastosowane dla określenia tłumienia zaworów tlenowych gdy jest ono powyżej lub poniżej swojego projektowanego położenia normalnego.
W jednym przykładzie wykonania wynalazku, prognozowany przepływ tlenu jest obliczany za pomocą równania podanego poniżej. Jednakże, należy zrozumieć, że wiele innych typów równań może być łatwo użyte do obliczenia prognozowanego przepływu tlenu. Fachowiec może łatwo podać alternatywne równania dla obliczania prognozowanego przepływu tlenu.
(a) gdy Z < Z- i z V2
(b) gdy Z > Z > _ i z V2
P=P, górne (c) (d) gdy Z > Z gdzie,
(e)
P = prognozowane ciśnienie wlotowe wtryskiwacza podającego, w funtach na ca!2,
PL 194 785 B1
Pdoina = dolne prognozowane ciśnienie wlotowe wtryskiwacza podającego regulatora przepływu tlenu, w funtach na cal2,
Z = sygnał wyjściowy regulatora przepływu tlenu, w %,
Z = sygnał wyjściowy regulatora NOC przepływu tlenu, w %,
Pgórna = górne prognozowane ciśnienie wlotowe wtryskiwacza podającego regulatora przepływu tlenu, w funtach na caP,
Ppłuczki = ciśnienie płuczki gazu syntezowego, w funtach na cal2,
ΔΡρ-ι = różnica ciśnienia wtryskiwacza podającego NOC, w funtach na caP,
Ptlenu = ciśnienie tlenu, w funtach na caP,
Ptienu = bezwzględne ciśnienie tlenu NOC, w funtach na cal2,
P piuCZki = bezwzględne ciśnienie gazu syntezowego NOC, w funtach na cal2.
DPFv różnica ciśnienia zaworu tlenowego NOC, w funtach na caP.
Prognozowane ciśnienie tlenu jest ograniczone zgodnie z:
P tlenu -10>P> Ppłuczki +10, gdzie:
Ptlenu = ciśnienie tlenu, w funtach na caP
P = prognozowane ciśnienie wlotowe wtryskiwacza podającego, Ppłuczki= ciśnienie płuczki gazu syntezowego, w funtach na caP. Prognozowany przepływ tlenu jest obliczany z:
(f) w funtach na caP
(g) gdy Z < Z i z (h) q = Qfi gdy Z > Z , gdzie (i)
Ptlenu ~ P Z' Ptlenu + Λ)
T + TQ P,ienu i
(j)
P-Ppp* P + Pa T
Kfi ’ Ρ 't + Το
379.5 7',.,.,-. 18.01
18.01 1 T ' 32 q = prognozowany przepływ tlenu, w stopach3/godzinę,
Z = wyjście regulatora przepływu tlenu, w %,
Z = wyjście regulatora przepływu tlenu NOC, w %, qFv = prognozowany przepływ zaworu tlenowego, w stopach3/godzinę qF1 = prognozowany przepływ wtryskiwacza podającego tlen. w sotopach3/godzinę, qFv= prognozowany zawór tlenowy NOC przepływ, w stopach3/godzinę,
Ptlenu = ciśnienie tlenu, w funtach na caP,
P = prognozowany wtryskiwacz podający ciśnienie wlotowe, co najmniej 0,3 · Ptlenu w funtach na caP, DPfv = różnica ciśnienia zaworu tlenowego NOC, w funtach na caP,
Ptlenu = bezwzględna temperatura tlenu NOC, w °R,
T = temperatura tlenu, w °F,
T0 = bezwzględna temperatura przetwarzania, zwykle 459,69°F,
PL 194 785 B1
Ptienu = bezwzględne ciśnienie tlenu NOC, w funtach na cal2,
Po = bezwzględne ctentóntó przetwarzania, zwyWe 14,69 funtów na caL qF1 = przeptyw wtoykwacza podającego NOC w stopacfr^otein^
Pptuczki = ctóntónte płuczki gazu syntezowej co najmntój 0,3 • P, w funtóch na caL ΔΡρι = różntoa ctóntóntó wtoykwacza podającego NOC w funtóch na caL P = bezwzg|ędne prognozowane ctórnerne wtotowe wtysfowacza podającego NOC, w funtóch na ca|2, m = skompensowany przepływ masy pary, w %, i
Tpary = bezwzględna temperatura pary NOC, w °R.
W kroku 1516, prognozowany przepływ tlenu jest dodawany do prognozowanych przepływów tlenu z innych wytwornic gazu, w sumatorze. W kroku 1520, całkowity prognozowany przepływ tlenu jest odejmowany od projektowanej wartości przepływu tlenu w przewodzie i uzyskuje się prognozowany upływ tlenu z przewodu. Projektowana wartość przepływu tlenu w przewodzie jest stałą, która przedstawia ilość tlenu, dla której rury tlenowe są projektowane. W kroku 1524, wartość ustawienia zaworu upływowego przewodu tlenu jest obliczana na podstawie prognozowanego przepływu tlenu w przewodzie i krytycznego przepływu zaworu upływowego przewodu tlenu. Obliczenia ustawienia zaworu upływowego przewodu tlenu są opisane w Dokumencie Projektowym Texaco. Krytyczny przepływ przez zawór upływowy przewodu tlenowego jest maksymalnym dopuszczalnym przepływem przez zawór upływowy.
W kroku 1528, regulator PID otrzymuje wartość zadaną regulowania przewodu tlenu i sygnał ciśnienia w przewodzie tlenu. Sygnałem wyjściowym regulatora PID jest nieprzesunięty sygnał zaworu upływowego w przewodzie tlenu. Na koniec, w kroku 1532, wyjście regulatora PID jest przesunięte o wartość przesunięcia zaworu w przewodzie tlenu i jest uzyskany przesunięty sygnał zaworu upływowego w przewodzie tlenu. Sygnał zaworu upływowego w przewodzie tlenu jest stosowany do ustawienia zaworów wylotowych w przewodzie tlenu.
11. Regulowanie ciśnienia przewodu gazu syntezowego
Jak podano poprzednio, gaz syntezowy jest transportowany z wytwornicy gazu przez jeden lub więcej przewód gazu syntezowego. Ogólnie, operator wprowadza wartość zadaną normalnego ciśnienia regulowania, także wartość zadaną ciśnienia przewodu gazu syntezowego. Wartość zadana ciśnienia przewodu gazu syntezowego do regulowania wysokiego ciśnienia, niskiego ciśnienia i „bardzo niskiego” ciśnienia regulowania.
Figura 16 przedstawia sieć działań sposobu określania regulowania normalnego ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego. W kroku 1604, sygnał ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego jest mierzony przez jeden lub więcej przetworników ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego. W kroku 1608, regulator PID otrzymuje wartość zadaną ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego i sygnał ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego. Sygnał wyjściowy regulatora PID stanowi wartość zadaną kotła gazu syntezowego. Kocioł stanowi kocioł położony poniżej wytwornicy gazu, który pobiera gaz syntezowy i spala gaz syntezowy, dla wytworzenia mocy. Wartość zadana kotła gazu syntezowego przedstawia ilość gazu syntezowego, którą kocioł powinien pobierać.
Przedmiotem wynalazku jest regulowanie wysokiego ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego. Fig. 17A i 17B przedstawiają sieć działań regulowania wysokiego ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie. W kroku 1704, sygnały natężenia przepływu gazu syntezowego w przewodzie, temperatury gazu syntezowego w przewodzie i ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie są odbierane w kompensatorze przepływu. Kompensator przepływu oblicza skompensowany przepływ gazu syntezowego w przewodzie. W kroku 1708, maksymalne przesuniecie zaworu upływowego w przewodzie gazu syntezowego jest obliczane na podstawie skompensowanego przepływu gazu syntezowego w przewodzie, temperatury gazu syntezowego w przewodzie i maksymalnego dopuszczalnego przepływu przez zawór gazu syntezowego w przewodzie. Przesuniecie zaworu upływowego w przewodzie gazu syntezowego jest obliczane na podstawie poniższego równania:
gdzie,
DZ = górne nałożone odchylenie sygnału wyjściowego regulatora ciśnienia czystego gazu syntezowego, w %.
q = prognozowany skompensowany przepływ gazu syntezowej w stojc^jtorn^
PL 194 785 B1 qR = przepływ projektowy gazu syntezowego, w stopach3/godzinę,
PR = bezwzględne ciśnienie projektowe czystego gazu syntezowego, w funtach na cal2,
P = ciśnienie czystego gazu syntezowego, w funtach na caP,
Po = bezwzględne ciśnienie przetwarzanie, zwykle 14,696 funtów na caP,
T = temperatura czystego gazu syntezowego, w °F,
To = bezwzględna temperatura przetwarzania, zwykle 459,69°F,
Tr = bezwzględna projektowa temperatura czystego gazu syntezowego, w °R.
W kroku 1712, przesunięcie zaworu upływowego przewodu gazu syntezowego i sygnał wyłączania turbiny spalinowej jest odbierany w układzie przesunięcia. W kroku 1716, sygnał wyjściowy układu przesunięcia jest dodawany do sygnału wyłączania innych turbin w sumatorze. W kroku 1724, wartość zadana ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego jest mnożona przez 1,02 w układzie mnożącym. Sygnałem wyjściowym układu mnożącego jest wartość zadana wysokiego ciśnienia. W kroku 1720, sygnał ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie i wartość zadana wysokiego ciśnienia są odbierane w regulatorze PID. Regulator PID podaje sygnał wyjściowy, gdy ciśnienie gazu syntezowego w przewodzie wzrasta o więcej niż 2% wartości zadanej wysokiego ciśnienia. W kroku 1728, wyjście regulatora PID jest przesunięte przez wyjście sumatora i uzyskuje się ustalenie położenia zaworu upływowego przewodu gazu syntezowego.
Figura 18 przedstawia sieć działań sposobu regulowania niskiego ciśnienia w przewodzie gazu syntezowego. W kroku 1804, sygnał wyłączenia wytwornicy gazu i początkowy sygnał przesunięcia jest odbierany w układzie przesunięcia. Początkowy sygnał przesunięcia jest wprowadzany przez operatora. W kroku 1808, wartość zadana ciśnienie gazu syntezowego w przewodzie jest mnożona przez 0,98, w układzie mnożącym i wartość zadaną niskiego ciśnienia. Innymi słowy, wartość zadana niskiego ciśnienia jest ustawiana na 98% wartości zadanej ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie.
W kroku 1812, regulator PID otrzymuje sygnał ciśnienia gazu syntezowego w przewodzie i wartość zadaną niskiego ciśnienia i wytwarza na wyjściu nie przesunięty sygnał niskiego ciśnienia gazu syntezowego. W kroku 1816, nie przesunięty sygnał niskiego ciśnienia gazu syntezowego jest przesunięty przez wyjście układu przesunięcia, dla uzyskania sygnału niskiego ciśnienia gazu syntezowego.
Figura 19 przedstawia sieć działań sposobu regulowania ciśnienia zgazowywania. W kroku 1904, sygnał wyłączenia wytwornicy gazu i początkowy sygnał układu przesunięcia jest odbierany przez układ przesunięcia. Sygnał wyłączenia wytwornicy gazu jest wytwarzany, gdy wytwornica gazu jest wyłączona. Początkowy sygnał układu przesunięcia ma wartość stałą. Układ przesunięcia wytwarza sygnał przesunięcia, który będzie użyty do rozładowania zapasu gazu z wytwornicy gazu syntezowego do przewodu gazu syntezowego.
W kroku 1908, wartość zadana wysokiego ciśnienia jest mnożona przez 0,98 w układzie mnożącym. W kroku 1916, wyjście układu mnożącego jest przesunięty przez wyjście układu przesunięcia, to jest sygnałem przesunięcia, i jest uzyskana wartość zadana normalnego ciśnienia. W kroku 1912, pierwszy regulator PID otrzymuje ciśnienie płuczki i wartość zadaną wysokiego ciśnienia. Ciśnienie płuczki jest mierzone przez przetwornik ciśnienia nad płuczką gazu syntezowego. Pierwszy regulator PID wytwarza sygnał wyjściowy określający położenie zaworu upływowego. W kroku 1920, drugi regulator PID otrzymuje ciśnienie płuczki i wartość zadaną normalnego ciśnienia i generuje sygnał regulatora zaworu upustowego gazu syntezowego. Automatyczna wartość zapotrzebowania wymieniona wcześniej jest uzyskana na podstawie prędkości pompy węgla i sygnału niskiego ciśnienia gazu syntezowego.
Figura 20 przedstawia sieć działań sposobu określania automatycznego zapotrzebowania. W kroku 2004, różnica prędkości dwóch pomp węgla (z dwóch zespołów wytwornic gazu) jest obliczana. Różnica przedstawia prognozowany ciąg różnicowy. W kroku 2008, regulator PID otrzymuje prognozowany ciąg różnicowy i zerową (0) wartość zadaną. Wyjście regulatora PID jest pomiędzy 0 i 100%. W kroku 2012, wyjście regulatora PID jest przetwarzane na wartość przesunięcia. W jednym przykładzie wykonania wynalazku, sygnał wyjściowy regulatora PID jest przetwarzany do wartości pomiędzy -10 i +10. W kroku 2016, sygnał niskiego ciśnienia gazu syntezowego jest przesunięty przez wartość przesunięcia i jest tworzona wartość automatycznego zapotrzebowania. W kroku 2020, wartość przesunięcia jest mnożona przez -1 i jest dostarczana do innych zespołów zgazowywania jako wartość automatycznego zapotrzebowania.
12. Realizacja ICS w systemie komputerowym
W jednym przykładzie wykonania wynalazku, ICS 216 jest realizowany przez system komputerowy, który może wykonywać funkcje ICS 216 opisane powyżej i jest pokazany dokładniej na fig. 21. System komputerowy 2100 zawiera jeden lub więcej procesorów, takich jak procesor 2104. Procesor 2104 jest
PL 194 785 B1 dołączony do szyny komunikacyjnej 2108. Rozmaite przykłady oprogramowania są opisane w kategorii tego przykładowego systemu komputerowego. Po zapoznaniu się z tym opisem, będzie jasne dla znawców przedmiotu jak zrealizować wynalazek przy wykorzystaniu systemu i/lub architektury komputerowej.
System komputerowy 2100 także zawiera główną pamięć 2112, korzystnie pamięć o dostępie bezpośrednim (RAM), i może także zawierać dodatkową pamięć 2116. Dodatkowa pamięć 2116 może zawierać, na przykład, napęd twardego dysku 2120 i/lub pamięci wyjmowane 2124, takie jak napędy dyskietek, napędy taśmy magnetycznej, napęd dysku optycznego itd. Wyjmowane napędy pamięci 2124 czytają z i/lub zapisują na wyjmowanym zespole pamięci 2132 w dobrze znany sposób. Wyjmowany zespół pamięci 2132 przedstawia dyskietki, taśmy magnetyczne, dyski optyczne itd., które są odczytywane przez i zapisywane przez wyjmowany zespół pamięci 2124. Wyjmowany zespół pamięci 2132 zawiera nośniki pamięci stosowane w komputerze, zawierające zapisane przez komputer oprogramowanie i/lub dane.
W alternatywnych przykładach wykonania wynalazku dodatkowa pamięć 2116 może zawierać inne podobne elementy umożliwiające ładowanie programów komputerowych lub innych instrukcji, które mają być załadowane do systemu komputerowego 2100. Takie elementy mogą zawierać, na przykład, wyjmowany zespół pamięci 2134 i interfejs 2128. Przykładowo mogą zawierać kasetę programu i kasetę interfejsu (takie jak stosowane w urządzeniach do gier wideo), wyjmowane mikroukłady pamięci (takie jak EPROM lub PROM) i związane podstawki i inne wyjmowane zespoły pamięci 2134 i interfejssy 2128, które umożliwiają transfer oprogramowania i danych z wyjmowanego zespołu pamięci 2134 do systemu komputerowego 2100.
System komputerowy 2100 może także zawierać interfejs komunikacyjny 2136. Interfejs komunikacyjny 2136 umożliwia transfer oprogramowania i danych pomiędzy systemem komputerowym 2100 i urządzeniami zewnętrznymi. Przykładowo interfejs komunikacyjny 2100 może zawierać modem, sieć interfejsu (taką jak karta Ethernet), port komunikacyjny, PCMCIA gniazdo i kartę, itd. Oprogramowanie i dane transferowane poprzez interfejs komunikacyjny 2136 mają postać sygnałów, 2140 które mogą być elektroniczne, elektromagnetyczne, optyczne lub być innymi sygnałami, które mogą być odbierane przez interfejs komunikacyjny 2136. Sygnały 2140 są dostarczane do interfejsu komunikacyjnego poprzez kanał 2144. Kanał 2144 przenosi sygnały 2140 i może być zrealizowany przy zastosowaniu przewodów lub kabli, światłowodów, linii telefonicznej, linii telefonii komórkowej, linii RF i innych kanałów komunikacyjnych.
W tym dokumencie terminy „nośnik programu komputerowego” i „nośnik stosowany w komputerze” są ogólnie stosowane w odniesieniu do nośników takich jak napędy wyjmowanych zespołów pamięci 2124, twardy dysk zainstalowany w napędzie twardego dysku 2120, i sygnały 2140. Te komputerowe nośniki programu są elementami dostarczającymi oprogramowania do systemu komputerowego 2100.
Programy komputerowe (także zwane komputerową logiką regulowania) są pamiętane w głównej pamięci 2112 i/lub dodatkowej pamięci 2116. Programy komputerowe mogą także być odbierane poprzez interfejs komunikacyjny 2136. Takie programy komputerowe, gdy są wykonywane, umożliwiają systemowi komputerowemu 2100 realizację właściwości wynalazku, jak tu omówiono. Zwłaszcza programy komputerowe, gdy są wykonywane, umożliwiają procesorowi 2104 realizację właściwości wynalazku.
W jednym przykładzie wykonania wynalazku gdzie wynalazek jest realizowany przy zastosowaniu oprogramowania, oprogramowanie może być pamiętane w programie komputerowym i ładowane do systemu komputerowego 2100 przy zastosowaniu wyjmowanych napędów pamięci 2124, twardego dysku 2120 lub interfejsu komunikacyjnego 2136. Logika regulowania (oprogramowanie), gdy jest wykonywana przez procesor 2104, powoduje, że procesor 2104 realizuje funkcje wynalazku, tak jak tu opisano.
W innym przykładzie wykonania, wynalazek może być realizowany głównie w postaci sprzętowej przy zastosowaniu na przykład, elementów sprzętu, takich jak określone zintegrowane układy (ASIC). Taka realizacja w postaci sprzętowej, dla realizacji funkcji tu opisanych jest zrozumiała dla fachowców.
W jeszcze innym przykładzie wykonania, wynalazek jest realizowany przy zastosowaniu kombinacji sprzętu i oprogramowania.
Chociaż różne przykłady wykonania wynalazku zostały powyżej opisane, jest zrozumiałe, że zostały przedstawione tylko tytułem przykładu i nie stanowią ograniczenia. Tak więc zakres wynalazku nie jest ograniczony żadnym z przedstawionych przykładów wykonania, ale jest określony jedynie poniższymi zastrzeżeniami i ich równoważnikami.

Claims (8)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposóbregulowaniastosunkutlenu do węgla(O/C) w instalacji zgazowywaniaprzetwarzającej tleu i wucO węglowodorowy uz ano uyuteoowy ołsżsuw ałbwuin o wsOsrn (H2) i tlnuUn wgalc (CO), znamienny tym, że upsubb ocwierc UrsUi:
    sUreśleuiz ocostrgebswcuic uc gco uyuteoowy spcrteas uc sarcuicoeuicch sbciążeuic, c ocostroebswcuie uc aco uyuteoowy sUreślc osżąOcuą wwOcjusść wytwornicy acon, sUreśleuic ocOcuych wcrtości tleun i wgalc opcrtych uc utounuUn tleun Oo wgalc (O/C) i ocOcuej wcrtości ozootroebowzuiz uc aco uyuteoowy, nutcwieuic ocworbw tleun i wgalc w iuutclccji oazoowwwzuiz w opcrcin o ocOcue wcrtości tleun i wgalc, oOoowieOuio.
  2. 2. Pooubb weOłna ocutro. 1, znamienny tym, że ooucOto ocwierc UroUi:
    Orgetwzrozuiz uctgżeuic oroeołwwu wgalc uc uyaucł reanlctorc ozootrgebowzuiz w oeuoole oroetwcrocuie mcUroiuutrnUcji;
    oOebrcuic uyaucłn reanlctorc ozootroebowzuiz i wcrtości ocOcuej ozootroebowzuiz reanlctorc w reanlctoroe PID i wytwcrocuie uyaucłn reanlctorc PID;
    oOebrcuic uyaucłn reanlctorc PID i cntomctycouej wcrtości ozootroebowzuiz w ueleUtoroe uyaucłbw i wytwzrgzuie wybrcuej wcrtości ozootroebowzuiz;
    oOebrcuic wybrcuej wcrtości ozootroebowzuiz i wcrtości ucłożouej ozootroebowzuiz uc aco uyuteoowy orgeo ueleUtor uiuUich wcrtości i wwtwzrgzuiz wcrtości ozootroebowzuiz oarcuicoouej oroeo obciążeuie;
    orgetwzrgzuiz wcrtości ozootrgebowzuiz oarcuicoouej orgeo obciążeuie uc wcrtość oroeunuigcic, i oroeunuigcic uctgżeuic oroeoływn tleun o wcrtość oroeunuigcic.
  3. 3. Pooubb weOłna ocutro. 2, znamienny tym, że uctgżeuie oroeoływn wgalc jeut oroeUuotzłczue uc uyaucł ozootroebowzuiz uc aco uyuteoowy oaoOuie o oouiżuoym rbwucuiem:
    m=F*12,011* (24/2000), aOoie, m oroeOutcwic ozootroebowzuie uc aco uyuteoowy, c F jeut oroeoływem uolcmn w fnuto-molcch/aoOoiug.
  4. 4. Sposóbwaeług zontrz.2, z znmieenytym. żżoOlicconiewaZoScin k(oOżsejąozotrzoebwania uc aco uyuteoowy ocwierc UroUi:
    oUreślcuic oarcuicooueao uyaucłn reanlctorc w ueleUtoroe abruych wcrtości; oblicoeuic 98% oarcuicoouej wcrtość ocOcuej reanlctorc; i oUreślcuic wcrtości ucłożouej ozootroebowzuiz uc aco uyuteoowy uc ooOutcwie 98% oarcuicoouej wcrtości ocOcuej reanlctorc i oarcuicooueao uyaucłn reanlctorc.
  5. 5. Sposóbwaeługzontrz.1 , zznmieenytym. żż ee^c oSueglaniawaZoScizoZonejtl eeu i wwgla ooucOto ocwierc UroUi:
    muożeuic ocOcuej wcrtości tleun oroeo uctgżeuie oroeoływn wgalc Olc oUreśleuic abruej arcuicy wcrtości ocOcuej tleun;
    oUreślcuic ozootroebowzuiz uc tleu oarcuicooueao oroeo uctgżeuie oroeoływn wgalc, w ueleUtorge uiuUich wcrtości o ozootroebowzuiz uc aco uyuteoowy i abruej arcuicy wcrtości ocOcuej tleun;
    muożeuic abruej arcuicy ocOcuej wcrtości tleun oroeo wutgouie oUreślouy coyuuiU, Olc oUreśleuic Ooluej arcuicy wcrtości ocOcuej tleun i oUreślcuic oarcuicoouej ocOcuej wcrtości tleun, w ueleUtorge wyuoUich wcrtości, uc ooOutcwie Ooluej arcuicy wcrtości ocOcuej tleun i ozootroebowzuiz uc tleu, oarcuicooueao oroeo uctgżeuie oroeoływn wgalc.
  6. 6. Pooubb weOłna ocutro. 5, znamienny tym, że wutgouie oUreślouy coyuuiU wyuoui 0,98.
  7. 7. Sposóbwaeług zgntrz. 1,zznmieenytynΊ. żż oSueglegiezoZonejwaZoScitlegu l wwg^^poucOto ocwierc UroUi:
    oUreślcuic Ooluej arcuicy ocOcuej wcrtości wgalc, w ueleUtoroe wyuoUich wcrtości, uc ooOutcwie uctgżeuic oroeoływn tleun i ozootroebowzuiz uc aco uyuteoowy;
    muożeuic uctgżeuic oroeoływn tleun orgeo wutgouie oUreślouy coyuuiU Olc oUreśleuic abruej arcuicy wcrtości ocOcuej wgalc;
    PL 194 785 B1 określania ograniczonej zadanej wartości węgla, w selektorze niskich wartości, z górnej granicy wartości zadanej węgla i dolnej granicy wartości zadanej węgla; i dzielenia ograniczonej wartości zadanej węgla przez wartość zadaną stosunku O/C, dla określania wartości zadanej sterowania węgla.
  8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że wstępnie określony czynnik wynosi 1,02.
PL346662A 1998-09-17 1999-09-01 Sposób regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania PL194785B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/154,772 US6269286B1 (en) 1998-09-17 1998-09-17 System and method for integrated gasification control
PCT/US1999/020012 WO2000015737A1 (en) 1998-09-17 1999-09-01 System and method for integrated gasification control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL346662A1 PL346662A1 (en) 2002-02-25
PL194785B1 true PL194785B1 (pl) 2007-07-31

Family

ID=22552713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL346662A PL194785B1 (pl) 1998-09-17 1999-09-01 Sposób regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6269286B1 (pl)
EP (1) EP1115813B1 (pl)
JP (1) JP5259031B2 (pl)
KR (1) KR100570316B1 (pl)
CN (1) CN1131298C (pl)
AR (1) AR020152A1 (pl)
AT (1) ATE292664T1 (pl)
AU (1) AU759801B2 (pl)
BR (1) BR9913853A (pl)
CA (1) CA2343035C (pl)
CZ (1) CZ299517B6 (pl)
DE (1) DE69924625T2 (pl)
ES (1) ES2241317T3 (pl)
NO (1) NO20011366L (pl)
PL (1) PL194785B1 (pl)
WO (1) WO2000015737A1 (pl)
ZA (1) ZA200101938B (pl)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003232199B2 (en) * 2002-04-05 2007-08-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Control of a process
US7092893B2 (en) * 2003-01-28 2006-08-15 Praxair Technology, Inc. Control of liquid production of air separation plant network
US7318970B2 (en) * 2003-04-04 2008-01-15 Texaco Inc. Architectural hierarchy of control for a fuel processor
WO2006081661A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Plasco Energy Group Inc. Coal gasification process and apparatus
US6993403B1 (en) * 2005-03-22 2006-01-31 Praxair Technology, Inc. Facility monitoring method
US20110289845A1 (en) * 2005-04-12 2011-12-01 Ze-Gen, Inc. Method for controlling syngas production in a system with multiple feed materials using a molten metal bath
EP1896553A4 (en) * 2005-06-03 2010-09-01 Plascoenergy Ip Holdings Slb SYSTEM FOR THE CONVERSION OF CARBON CONTAINING MATERIALS IN A GAS SPECIFIED COMPOSITION
JP2008542481A (ja) * 2005-06-03 2008-11-27 プラスコ エネルギー グループ インコーポレーテッド 石炭を特定の組成のガスへ変換するためのシステム
BRPI0619877B1 (pt) * 2005-12-14 2016-07-05 Shell Int Research método de produção de gás de síntese por oxidação parcial de uma corrente carbonácea, e, sistema adequado para realização do mesmo
US7621973B2 (en) * 2005-12-15 2009-11-24 General Electric Company Methods and systems for partial moderator bypass
US7744663B2 (en) * 2006-02-16 2010-06-29 General Electric Company Methods and systems for advanced gasifier solids removal
US7562588B2 (en) * 2006-04-27 2009-07-21 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling mass flow rate of recycled anode tail gas in solid oxide fuel cell system
CN101484861B (zh) 2006-05-05 2013-11-06 普拉斯科能源Ip控股公司毕尔巴鄂-沙夫豪森分公司 气体均化系统
BRPI0711325A2 (pt) * 2006-05-05 2011-08-30 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch sistema de controle para a conversão de um estoque de alimentação carbonáceo em gás
NZ573217A (en) 2006-05-05 2011-11-25 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch A facility for conversion of carbonaceous feedstock into a reformulated syngas containing CO and H2
WO2007131240A2 (en) 2006-05-05 2007-11-15 Plasco Energy Group Inc. A gas conditioning system
BRPI0711329A2 (pt) 2006-05-05 2011-08-30 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch Gaseificador orientado horizontalmente com sistema de transferência lateral
JP2009536258A (ja) * 2006-05-05 2009-10-08 プラスコエナジー アイピー ホールデイングス,エス.エル.,ビルバオ,シャフハウゼン ブランチ プラズマトーチ熱を使用したガス改質システム
US7668623B2 (en) * 2006-08-01 2010-02-23 Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. Steam temperature control using integrated function block
ITMI20062328A1 (it) * 2006-12-04 2008-06-05 Caema Srl Metodo e impianto di gassificazione di biomasse per la produzione di gas combustibile
US20100175320A1 (en) * 2006-12-29 2010-07-15 Pacific Renewable Fuels Llc Energy efficient system and process for the continuous production of fuels and energy from syngas
CA2716912C (en) * 2007-02-27 2014-06-17 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation
WO2008131209A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-30 Ze-Gen, Inc. Method for controlling syngas production in a system with multiple feed materials
US20080277265A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Plasco Energy Group, Inc. Gas reformulation system comprising means to optimize the effectiveness of gas conversion
CA2731115A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-23 Plasco Energy Group Inc. A gasifier comprising one or more fluid conduits
KR101010520B1 (ko) 2007-11-21 2011-01-24 두산중공업 주식회사 가스화기 운전 제어시스템 및 그의 제어방법
CN101538485B (zh) * 2009-03-20 2012-06-27 西北化工研究院 气流床反应器温度控制系统与其控制方法
US8821598B2 (en) * 2009-07-27 2014-09-02 General Electric Company Control system and method to operate a quench scrubber system under high entrainment
US20110203535A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Nrg Energy, Inc. Method and System for Sootblower Flow Analyzer
US8999021B2 (en) * 2010-04-13 2015-04-07 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8585789B2 (en) * 2010-04-13 2013-11-19 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8480769B2 (en) 2010-07-29 2013-07-09 Air Products And Chemicals, Inc. Method for gasification and a gasifier
US9321640B2 (en) 2010-10-29 2016-04-26 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation
CN102063132B (zh) * 2011-01-07 2012-08-08 水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心 粉煤加压气化装置氧煤比自动控制系统
US8417361B2 (en) 2011-03-22 2013-04-09 General Electric Company Model predictive control system and method for integrated gasification combined cycle power generation
US8538561B2 (en) 2011-03-22 2013-09-17 General Electric Company Method and system to estimate variables in an integrated gasification combined cycle (IGCC) plant
US9381446B2 (en) 2012-01-18 2016-07-05 General Electric Company System for deaeration in a flash vessel
US9550630B2 (en) 2013-03-15 2017-01-24 Mark E. Koenig System for processing material for a gasifier
US10190065B2 (en) 2013-03-15 2019-01-29 Mark E. Koenig Feed delivery system and method for gasifier
US10180664B2 (en) * 2014-10-14 2019-01-15 Sentinel Global Product Solutions Inc. CO2 generator and controller for monitoring, generating, and therby enriching CO2 gas concentrations in the atmosphere surrounding agricultural crops, and/or horticultural and pharmaceutical plants in a controlled environment agriculture (“CEA”) facility
KR102086202B1 (ko) * 2017-09-25 2020-03-06 한국서부발전 주식회사 가스화플랜트 열부하 자동제어 시스템
US11105526B1 (en) 2017-09-29 2021-08-31 Integrated Global Services, Inc. Safety shutdown systems and methods for LNG, crude oil refineries, petrochemical plants, and other facilities
CN109609194B (zh) * 2018-12-27 2020-12-15 西安元创化工科技股份有限公司 一种多通道喷嘴的料浆和氧气进料控制方法
US11312914B2 (en) * 2019-02-04 2022-04-26 Eastman Chemical Company Gasification of plastics and solid fossil fuels to produce organic compounds
US11447576B2 (en) 2019-02-04 2022-09-20 Eastman Chemical Company Cellulose ester compositions derived from recycled plastic content syngas
GB2585873A (en) 2019-07-18 2021-01-27 Powerhouse Energy Group Plc Treatment of waste material
GB2585872A (en) * 2019-07-18 2021-01-27 Powerhouse Energy Group Plc Treatment of waste material
GB2585870B (en) 2019-07-18 2024-06-19 Powerhouse Energy Group Plc Treatment of waste material
CN114302898B (zh) 2019-08-26 2023-06-30 伊士曼化工公司 2-乙基己酰基取代的纤维素酯
US20230407198A9 (en) * 2020-04-13 2023-12-21 Eastman Chemical Company Gasification of liquefied waste plastics
KR102476768B1 (ko) * 2020-11-10 2022-12-13 해표산업 주식회사 가스화 장치 및 시스템

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2757032A1 (de) 1977-12-21 1979-06-28 Krupp Koppers Gmbh Verfahren zur ermittlung des bei der partialoxydation von feinkoernigen bis staubfoermigen festen brennstoffen dem vergaser zugefuehrten brennstoffstromes
US4338099A (en) * 1979-12-26 1982-07-06 Texaco Inc. Process for the partial oxidation of slurries of solid carbonaceous fuels
US4400179A (en) 1980-07-14 1983-08-23 Texaco Inc. Partial oxidation high turndown apparatus
US4490156A (en) * 1981-06-10 1984-12-25 Texaco Inc. Partial oxidation system
US4489562A (en) 1982-11-08 1984-12-25 Combustion Engineering, Inc. Method and apparatus for controlling a gasifier
US4676805A (en) 1983-05-31 1987-06-30 Texaco Inc. Process for operating a gas generator
JPS61126197A (ja) * 1984-11-22 1986-06-13 Hitachi Ltd 石炭ガス化プラント酸素量制御方式
US4666462A (en) 1986-05-30 1987-05-19 Texaco Inc. Control process for gasification of solid carbonaceous fuels
GB8619076D0 (en) * 1986-08-05 1986-09-17 Shell Int Research Partial oxidation of fuel
US4888031A (en) * 1988-05-26 1989-12-19 Shell Oil Company Process for partial oxidation of a liquid or solid and/or a gaseous hydrocarbon-containing fuel
US5087271A (en) 1990-11-19 1992-02-11 Texaco Inc. Partial oxidation process
KR960700400A (ko) 1992-12-30 1996-01-20 아더 이. 퍼니어 2세 융화된 가스화 복합 싸이클 시스템(Control system for integrated gasification combined cycle system)
PL189837B1 (pl) 1997-06-06 2005-09-30 Ge Energy Usa Sposób regulacji przepływu tlenu w procesie gazyfikacji i układ do regulacji przepływu tlenu w procesie gazyfikacji

Also Published As

Publication number Publication date
PL346662A1 (en) 2002-02-25
NO20011366D0 (no) 2001-03-16
WO2000015737A1 (en) 2000-03-23
NO20011366L (no) 2001-05-18
JP5259031B2 (ja) 2013-08-07
DE69924625T2 (de) 2006-02-02
CA2343035C (en) 2012-07-10
EP1115813B1 (en) 2005-04-06
CZ299517B6 (cs) 2008-08-20
EP1115813A1 (en) 2001-07-18
ES2241317T3 (es) 2005-10-16
ZA200101938B (en) 2001-09-11
ATE292664T1 (de) 2005-04-15
CN1323340A (zh) 2001-11-21
CA2343035A1 (en) 2000-03-23
KR20010088805A (ko) 2001-09-28
CN1131298C (zh) 2003-12-17
KR100570316B1 (ko) 2006-04-12
AR020152A1 (es) 2002-04-10
CZ2001830A3 (cs) 2001-10-17
JP2002524653A (ja) 2002-08-06
BR9913853A (pt) 2001-07-17
US6269286B1 (en) 2001-07-31
AU759801B2 (en) 2003-05-01
DE69924625D1 (de) 2005-05-12
AU5701099A (en) 2000-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL194785B1 (pl) Sposób regulowania stosunku tlenu do węgla (O/C) w instalacji zgazowywania
US8128728B2 (en) Gas homogenization system
US7690204B2 (en) Method of maintaining a fuel Wobbe index in an IGCC installation
US4489562A (en) Method and apparatus for controlling a gasifier
JP2002524653A5 (pl)
CN101807069B (zh) 一种湿法气流床煤气化工艺过程的控制系统
CN101346537A (zh) 使用费托技术提供辅助电力到发电站的改良的方法
CN101014686B (zh) 气体重整设备
US9427703B2 (en) CO2 separation and recovery equipment, and a coal gasification combined power plant comprising CO2 separation and recovery equipment
CA2651337C (en) A gas homogenization system
CN100593672C (zh) 燃气轮机设备、燃料气体供给设备及燃料气体的发热量上升抑制方法
KR101735989B1 (ko) 가스화 발전 플랜트의 제어 장치, 가스화 발전 플랜트, 및 가스화 발전 플랜트의 제어 방법
AU2003231326B2 (en) System and method for integrated gasification control
JP4546482B2 (ja) ガスタービン設備、低カロリガス供給設備および当該ガスのカロリ上昇抑制方法
MXPA01002956A (en) System and method for integrated gasification control
RU2001110376A (ru) Система и способ интегрированного управления процессом газификации
JP2007113541A (ja) ガスタービン用燃料ガスの減熱設備および減熱方法
JPH02298633A (ja) 石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント
TC12 PSDF
HK1135777A (en) A gas homogenization system
Priestley Moving-bed gasification-combined-cycle control study. Volume 2. Results and conclusions, Case 2-oxygen-blown, slagging-ash operation