一种生物质燃料进料系统

技术领域

本发明属于生物质燃烧设备领域，涉及一种生物质燃料进料系统。

背景技术

生物质能是一种可再生能源，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。生物质能利用方式较多，其中直接燃烧作为最普遍、最广泛的生物质能源利用方式，把储存在生物质内的太阳能转换为热能。

为提高生物质燃烧利用效率，一种振动炉排+高温高压蒸汽锅炉的技术应用于生物质燃烧，进行发电或供热。振动炉排由振动机构、风室、支撑件和炉排水冷却壁组成，炉排水冷却壁由全膜式壁组成，其上开有很多一次风通风孔，炉排水冷却壁下是风室，一次风进入风室后再由水冷却壁上的小孔进入炉膛，输入氧气供生物质燃料燃烧所需。水冷却振动炉排配置的给料方式有多种，可采用螺旋输送给料、气力给料或推杆式给料等。

推杆式给料装置由于给料量大、持续稳定，近年开始在生物质焚烧发电项目中应用。

为解决生物质燃料在输送过程中易着火的问题，实现持续稳定、安全可靠地向生物质锅炉供料要求，需要一套完整、可靠的工艺流程及控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质燃料进料系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生物质燃料进料系统，该系统包括依次连接的进料子系统、水冷却子系统和防火子系统；

所述进料子系统用于接收生物质燃料，并将燃料推入焚烧炉膛中；

所述进料子系统包括进料、布料、储料、给料和料位监测装置，通过液压驱动对进料子系统中的活动部件进行驱动，活动部件包括密封装置和给料装置；

所述水冷却子系统用于冷却保护与炉膛连接的部位结构；

所述防火子系统用于防止生物质燃料在受料、储料及给料部位出现着火燃烧，设置有防火喷淋系统和测温装置。

可选的，所述进料子系统的进料机构为喇叭状结构，接收外部输送来的生物质。

可选的，所述布料装置连接在进料斗入口，均匀设置若干布料装置，外部运送来的燃料通过所述布料装置分散开来，将燃料均匀分布在进料斗内。

可选的，所述储料装置设置在推料器与进料斗之间，把从进料斗的来料储存起来，形成料封，实现生物质锅炉进料口内外隔离；储料装置设有密封装置。

可选的，所述推料装置包括推料平台和推料小车，设置在储料装置底部，推料小车采用推杆式结构，在推料平台上作往复直线运动，将储料装置底部燃料推入生物质焚烧炉内。

可选的，所述密封装置设置有旋转机构，当启、停炉时，储料装置没有燃料，形成不了料封时，旋转密封装置关闭生物质锅炉进料口，使得生物质锅炉进料口内外隔离，防止高温烟气外溢。

可选的，所述液压驱动实现推料小车的往复直线运动和密封装置的开启；

所述水冷却子系统，包围给料器，与生物质焚烧炉炉膛连接，采用循环水对设备进行冷却，抵制炉膛热辐射的影响，用于改善给料器及其上部空间的区域温度；

所述水冷却子系统包括水冷却套、进水、出水、泄水和放气结构。

可选的，所述防火子系统设置在给料平台上部、储料装置中部和进料斗底部，采用喷淋灭火装置，每组喷淋装置配套温度检测装置。

可选的，所述进料子系统的控制，采用3层料位计进行检测，分为低低料位、低料位和高料位，低低料位、低料位设置在储料装置中，高料位设置在进料斗中；

当燃料低于低料位时，提醒外部送料；

当燃料低于低低料位时，报警提醒，并停止推料小车向焚烧炉内供料，开始降低生物质燃烧锅炉燃烧负荷，直到燃料高于低料位为止；

当燃料高于高料位时，停止外部送料；

液压驱动控制，包括推料小车往复直线运动控制和密封隔离门开闭控制；

推料小车往复直线运动控制，采用3个限位开关采集位置信号，启动位置信号、计算运动速度位置信号和停止位置信号；启动位置信号控制推料小车开始前进或控制小车后退停止；计算运动速度位置在启动位置和停止位置中间，靠近启动位置且距离固定，用于小车分步控制的速度计算；停止位置信号控制小车前进停止或控制小车开始后退；

推料小车分步控制，控制方法如下：

小车速度计算：推料小车前进从启动位置到计算运动速度位置的距离为S，所用时间为t0，计算出推料小车的速度为v＝S/t；

小车前进分步控制：若小车整个行程为L，那么计算运动速度位置到停止位置的距离就是(L-S)，在(L-S)这段行程中，如果推料小车分n步，那么每步的所需时间为t1，同时，设置每步的停留时间为t2，那么推料小车分步控制方法为：每步前进t1，停留t2，直到推料小车最后的停止位置停止；

小车后退控制：小车后退不加控制逻辑，直接从停止位置开始后退，直到启动位置停止。

可选的，所述密封装置旋转运动控制方法为：采用启动位置和停止位置进行控制，正常运行时，密封装置常开；当启炉和停炉时，密封隔离门关闭；

循环水冷却子系统控制方法为：采用测温信号和电磁阀控制循环水冷却的开闭；当水冷却套内部水温超过设定高温值，通过测温信号控制进水管电磁阀的开启，冷却水开始在水冷却套内循环起来；当水冷却套内部水温低于设定低温值，通过测温信号控制进水管电磁阀的关闭，冷却水停止循环；

防火子系统的控制方法：采用测温信号和电磁阀控制喷淋装置的开闭；当在进料装置内燃料失火燃烧，燃烧处温度超过设定高温值，相应位置通过测温信号控制进水管电磁阀的开启，水通过喷淋装置喷出，达到灭火效果，当温度低于设定值，喷淋装置进水管电磁阀关闭，喷淋停止。

本发明的有益效果在于：解决了生物质燃料对进料装置的热辐射影响，防止生物质燃料在进料装置内燃烧。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明流程图。

图2为进料子系统及控制流程图。

图3为水冷却子系统及控制流程图。

图4为防火子系统及控制流程图。

附图标记：进料子系统1、进料斗1.1、布料装置1.2、储料装置1.3、密封装置1.4、给料装置一1.5、给料装置二1.6、给料装置驱动1.7、密封装置驱动1.8、低低料位1.9、低料位1.10、高料位1.11、启动位置1.12、计算运动速度位置1.13、停止位置1.14、水冷却子系统2、水冷套2.1、测温装置一2.2、电磁阀一2.3、防火子系统3、测温装置二3.1、喷淋装置3.2和电磁阀二3.3。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图4，本实施例生物质燃料进料系统的工艺流程及控制方法，包括进料子系统1，水冷却子系统2，防火子系统3。

所述进料子系统1主要是接收生物质燃料，并将燃料推入焚烧炉膛中，包括进料斗1.1、布料装置1.2、储料装置1.3、给料装置一1.5、给料装置二1.6、料位监测装置一和料位监测装置二，并通过液压驱动对进料子系统中活动部件进行驱动，包括给料装置驱动1.7和密封装置驱动1.8。

所述进料子系统的进料斗1.1，作为喇叭状结构，主要接收外部输送来的生物质。

所述布料装置1.2连接在进料斗入口，可均匀设置几个布料装置1.2，外部运送来的燃料通过这些布料装置1.2分散开来，实现燃料均匀分布在进料斗1.1内。

所述储料装置1.3设置在给料装置一1.5、给料装置二1.6与进料斗1.1之间，把从进料斗1.1的来料储存起来，形成料封，实现生物质锅炉进料口内外隔离；另外，储料装置1.3设有密封装置1.4。

所述推料装置由给料装置一1.5和给料装置二1.6组成，设置在储料装置1.3底部，推料小车1.6采用推杆式结构，在给料装置一1.5上作往复直线运动，将储料装置1.3底部燃料推入生物质焚烧炉内。

所述密封装置1.4，采用旋转机构，当启、停炉时，储料装置1.3没有燃料，形成不了料封时，旋转密封装置1.4关闭生物质锅炉进料口，使得生物质锅炉进料口内外隔离，防止高温烟气外溢。

所述液压驱动，主要实现推料小车1.6的往复直线运动和密封装置1.4的开闭动作。

对进料子系统的控制方法，主要采用3层料位计进行检测，分为低低料位1.9、低料位1.10和高料位1.11，低低料位1.9、低料位1.10设置在储料装置1.3中，高料位1.11设置在进料斗1.1中。

当燃料低于低料位1.9时，提醒外部送料。

当燃料低于低低料位1.10时，报警提醒，并停止推料小车向焚烧炉内供料，开始降低生物质燃烧锅炉燃烧负荷，直到燃料高于低料位1.9为止。

当燃料高于高料位1.11时，停止外部送料。

给料装置驱动1.7，主要完成推料小车1.6往复直线运动控制。

推料小车1.6往复直线运动控制，采用3个限位开关采集位置信号，启动位置1.12信号、计算运动速度位置1.13信号和停止位置1.14信号。启动位置1.12信号控制推料小车1.6开始前进或控制小车1.6后退停止；计算运动速度位置在启动位置1.12和停止位置1.14中间，靠近启动位置1.12且距离固定，用于推料小车1.6分步控制的速度计算；停止位置信号控制推料小车1.6前进停止或控制推料小车1.6开始后退。

推料小车1.6分步控制，控制(方法)逻辑如下。

小车速度计算：推料小车1.6前进从启动位置1.12到计算运动速度位置1.13的距离为S，所用时间为t0，可计算出推料小车的速度为ν＝S/t。

小车前进分步控制：若推料小车1.6整个行程为L，那么计算运动速度位置1.13到停止位置1.14的距离就是(L-S)，在(L-S)这段行程中，如果推料小车1.6分n步，那么每步的所需时间为t1，同时，设置每步的停留时间为t2，那么推料小车1.6分步控制方法，就是每步前进t1，停留t2，直到推料小车1.6最后的停止位置1.14停止。

小车后退控制：推料小车1.6后退不加控制逻辑，直接从停止位置1.14开始后退，直到启动位置1.12停止。

密封装置1.4旋转运动控制方法。采用启动位置1.15和停止位置1.16进行控制，正常运行时，密封装置1.4常开；当启炉和停炉时，密封装置1.4关闭。

所述水冷却子系统2主要是对与炉膛连接的给料装置一1.5和给料装置二1.6进行冷却保护，抵制炉膛热辐射的影响，同时改善给料装置一1.5和给料装置二1.6及其上部空间的区域温度，为完成对水冷却子系统的控制，设置有水冷套2.1，测温装置一2.2和电磁阀一2.3。

水冷套2.1是一种夹层结构互通结构，冷水从入口进入，交换热量后形成热水，热水从出口流出。

测温装置一2.2测量水冷套2.1的水温。

电磁阀一2.3是控制水冷套的进出水。

水冷却子系统，把测温装置一2.2的测温信号输送给电磁阀一2.3，设置温度值控制循环水的开闭。当水冷套2.1内部水温超过设定高温值，通过测温装置一2.2的信号控制进水管电磁阀一2.3的开启，冷却水进入水冷套2.1，热量交换后流出，冷却水循环起来。当水冷套2.1内部水温低于设定低温值，通过测温装置一2.2的信号控制进水管电磁阀一2.3的关闭，冷却水停止循环。

所述防火子系统3，主要是防止生物质燃料在,进料斗1.1、储料装置1.3及给料平台1.6上等部位出现着火燃烧，相应配置测温装置二3.1、喷淋装置3.2和电磁阀二3.3。

所述防火子系统。采用测温装置3.2信号和电磁阀二3.3控制喷淋装置3.2的开闭。当燃料失火燃烧，燃烧处温度超过设定高温值，相应位置通过测温装置3.2信号控制进水管电磁阀二3.3的开启，水通过喷淋装置3.2喷出，达到灭火效果，当温度低于设定值，喷淋装置3.2进水管电磁阀二3.3关闭，喷淋停止。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。