低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法

摘要

本发明公开了一种低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法，利用蒸汽喷射原理，采用硫磺回收装置产生的高压蒸汽，将低温克劳斯装置三个低温转化器冷却过程中产生的0.1MPa饱和蒸汽进行提升；并且通过对进入喷射器的高压蒸汽量的换算，将换算结果与准备进入喷射器的低压蒸汽量进行比较，再采用自动低选器对进入喷射器的低压蒸汽量进行选择控制，以保持高压蒸汽和低低压蒸汽的特定流量的比率关系。既能确保最大限度地对低温克劳斯装置产生的0.1MPa饱和蒸汽进行利用，又能较好地适应各种工况以及不同流程切换阶段而带来的工况变化；在确保装置安全运行的情况下，最大限度地对已有资源进行回收利用，实现当前的节能减排的环保要求。

权利要求

1.一种低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步、高压蒸汽压力通过第一运算控制器计算，然后通过高压蒸汽控制阀，进入蒸汽喷射器的引射口，同时第一运算控制器输出高压蒸汽控制阀的开度值x，经 换算器换算成开度值a；低低压蒸汽经过第二运算控制器进行计算，然后通过低低压蒸汽回收控制阀，进入蒸汽喷射器，同时第二运算控制器输出开度值b，所述开度值b是指可最大限度地利用低低压蒸汽时的低低压蒸汽回收控制阀理论上应具有的开度；

第二步、对高压蒸汽控制阀和低低压蒸汽回收控制阀的流量特性进行判断：

1）当二者的流量特性为线性时，则采用如下公式计算开度值a：

a=kx，其中：k= ， 为高压蒸汽控制阀的最大开度流量； 为低低压蒸汽回收控制阀的最大开度流量； 为蒸汽喷射器设计工况下每公斤高压蒸汽引射的低压蒸汽公斤数；

2）当二者的流量特性为对数特性时，则采用如下公式计算开度值a：a=x+0.677logk 第三步、通过LS自动低选器自动选择a和b之间的小值去控制低低压蒸汽回收控制阀的实际开度。

2.根据权利要求1所述的低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法，其特征在于：当高压蒸汽压力超出设定压力时，则打开高压蒸汽旁路控制阀，直接让高压蒸汽减压后进入0.4MPa蒸汽系统。

3.根据权利要求1所述的低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法，其特征在于：当低低压蒸汽压力超出设定压力时，则通过低低压蒸汽旁路控制阀和后续的空冷器转化为凝结水到工厂系统。

说明书

低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种硫磺回收工艺，尤其是涉及一种硫磺回收低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法。

背景技术

[0002] 在脱除天然气中酸性气体的净化工艺过程中，主燃烧炉上的废热锅炉会产生一定量的高压蒸汽（约4.0MPa），而三个低温克劳斯反应器冷却过程中，在冷凝冷却器则会产生低低压蒸汽（约0.1MPa），同时天然气净化厂需要较多的低压蒸汽（约0.4MPa）。

[0003] 目前，国内净化厂对产生的0.1MPa低低压蒸汽绝大部分都不回收其蒸汽的潜热，而是通过空冷器等能耗设备将其冷凝为凝结水，然后送入锅炉给水系统。低压蒸汽从气态转化为液态会释放大量的潜能，同时工厂还需要额外消耗能量，采用空冷器将其冷却成水，该方案和措施非常不适应当前的节能减排要求，并造成大量的能源浪费。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低温克劳斯蒸汽能量回收控制方法，包括如下步骤：

[0006] 第一步、高压蒸汽压力通过第一运算控制器计算，然后通过高压蒸汽控制阀，进入蒸汽喷射器的引射口，同时第一运算控制器输出高压蒸汽控制阀的开度值x，经 换算器换算成开度值a；低低压蒸汽经过第二运算控制器进行计算，然后通过低低压蒸汽回收控制阀，进入蒸汽喷射器，同时第二运算控制器输出开度值b；

[0007] 第二步、对高压蒸汽控制阀和低低压蒸汽回收控制阀的流量特性进行判断：

[0008] 1）当二者的流量特性为线性时，则采用如下公式计算开度值a：

[0009] a=kx，其中：k= ， 为高压蒸汽控制阀的最大开度流量； 为低低压蒸汽回收控制阀的最大开度流量； 为蒸汽喷射器设计工况下每公斤高压蒸汽引射的低压蒸汽公斤数；

[0010] 2）当二者的流量特性为对数特性时，则采用如下公式计算开度值a：a=x+0.677logk

[0011] 第三步、通过LS自动低选器自动选择a和b之间的小值去控制低低压蒸汽回收控制阀的实际开度。

[0012] 当高压蒸汽压力超出设定压力时，则打开高压蒸汽旁路控制阀，直接让高压蒸汽减压后进入0.4MPa蒸汽系统。

[0013] 当低低压蒸汽压力超出设定压力时，则通过低低压蒸汽控制阀和后续的空冷器转化为凝结水到工厂系统。

[0014] 与现有技术相比，本发明的积极效果是：利用蒸汽喷射原理，采用硫磺回收装置产生的4.0MPa高压蒸汽，将低温克劳斯装置三个低温转化器冷却过程中产生的0.1MPa饱和蒸汽进行提升；并且通过对进入喷射器的高压蒸汽量的换算，将换算结果与准备进入喷射器的低压蒸汽量进行比较，再采用自动低选器对进入喷射器的低压蒸汽量进行选择控制，以保持高压蒸汽和低低压蒸汽的特定流量的比率关系。既能确保最大限度地对低温克劳斯装置产生的0.1MPa饱和蒸汽进行利用，又能较好地适应各种工况以及不同流程切换阶段而带来的工况变化；在确保装置安全运行的情况下，最大限度地对已有资源进行回收利用，实现当前的节能减排的环保要求。

附图说明

[0015] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

[0016] 图1本发明的控制流程图。

具体实施方式

[0017] 如图1所示，本发明方法涉及的装置包括蒸汽喷射器10、高压蒸汽控制阀11、高压蒸汽旁路控制阀12、低低压蒸汽回收控制阀21、低低压蒸汽旁路控制阀22、空冷器3等。

[0018] 工艺过程为：高压蒸汽采用分程控制方式，先通过高压蒸汽控制阀11控制进入蒸汽喷射器10的引射口；当高压蒸汽控制阀11全开时，若压力还是超过设定压力（如4MPa），则让高压蒸汽通过高压蒸汽旁路控制阀12减压后进入0.4MPa蒸汽系统。低低压蒸汽采用同样分程控制方式，低低压蒸汽优先通过低低压蒸汽回收控制阀21进入蒸汽喷射器10，将低低压蒸汽（约0.1MPa）转化为低压蒸汽（0.4MPa）进入低压蒸汽系统；若低低压蒸汽的压力还是超过设定压力（如0.1MPa），则让低低压蒸汽通过低低压蒸汽旁路控制阀22和后续的空冷器3转化为凝结水送到工厂锅炉给水系统。

[0019] 具体操作和控制过程说明如下：

[0020] (1)高压蒸汽采用分程控制方式：

[0021] 高压蒸汽压力通过第一运算控制器4计算，然后通过高压蒸汽控制阀11，进入蒸汽喷射器10的引射口，同时第一运算控制器4输出高压蒸汽控制阀11的开度值x，经换算器7换算成开度值a（即高压蒸汽控制阀11开度为x时，高压蒸汽可以最大限度地引射低低压蒸汽流量时的低低压蒸汽回收控制阀21理论上应具有的开度）；若高压蒸汽过剩（即压力超出设定压力），则打开高压蒸汽旁路控制阀12，直接让高压蒸汽减压后进入0.4MPa蒸汽系统。

[0022] (2)低低压蒸汽采用分程控制方式：利用蒸汽喷射器10的作用，采用高压蒸汽将低低压蒸汽引射，以形成低压蒸汽。

[0023] 低低压蒸汽经过第二运算控制器5进行计算，然后通过低低压蒸汽回收控制阀21，进入蒸汽喷射器10，同时第二运算控制器5输出开度值b（即可最大限度地利用低低压蒸汽时的低低压蒸汽回收控制阀21理论上应具有的开度）；若有过剩的低低压蒸汽（即压力超出设定压力），则通过低低压蒸汽旁路控制阀22和后续的空冷器3转化为凝结水到工厂系统重新利用。

[0024] 由于高压蒸汽和0.1MPa低低压蒸汽产生量随着工况和不同流程切换阶段而变化，而一般蒸汽喷射器的工况适应性较差；而且当蒸汽喷射器引射能力超过低压蒸汽产生量，造成0.1MPa蒸汽下降至下限时，冷凝冷却器过程气低于硫凝固温度，从而造成设备堵塞。为此，需根据进入蒸汽喷射器的高压蒸汽量的变化适时地过对进入蒸汽喷射器的低低压蒸汽流量进行控制，以保持高压蒸汽和低低压蒸汽的特定流量的比率关系，最大限度地利用低低压蒸汽，具体的控制方法如下：

[0025] ①当高压蒸汽控制阀11和低低压蒸汽回收控制阀21流量特性为线性时，则按下式求出a：

[0026] a= =kx，其中：

[0027] k=3

[0028] —高压蒸汽控制阀11的最大开度流量（Nm/h）；3

[0029] —低低压蒸汽回收控制阀21的最大开度流量（Nm/h）；

[0030] —蒸汽喷射器设计工况下每公斤高压蒸汽引射的低压蒸汽公斤数（由蒸汽喷射器特性提供，也可现场测试）。

[0031] ②当高压蒸汽控制阀11和低低压蒸汽回收控制阀21流量特性为对数特性时，则按下式求出a：

[0032] a= =x+0.677 logk，其中：

[0033] k= （ 、 和 内容与上式相同）

[0034] 然后由LS自动低选器6自动选择a和b之间的小值去控制低低压蒸汽回收控制阀21的实际开度。

[0035] 当系统正常运行时，a

[0036] 当0.1MPa蒸汽产生量少时，低低压蒸汽压力通过第二运算控制器5计算后，先减小低低压蒸汽旁路控制阀22开度；若0.1MPa蒸汽压力继续减小时，则继续减小低低压蒸汽旁路控制阀22的开度；若低低压蒸汽旁路控制阀22全关后，压力仍然低于设定值，同时b