CN104990066B - 一种自动控制多级生物质燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动控制多级生物质燃烧系统，从首个燃烧室开始，前一个燃烧室的排烟筒均与后一个燃烧室的炉膛连通，最后一个燃烧室的排烟筒用于将烟气排出，排烟筒上均设置有温度传感器，燃烧室的进风管上均设置有进风调节阀；控制器的信号接收端与各燃烧器排烟筒上的温度传感器分别相连，信号输出端分别与各燃烧器的进料装置及进风调节阀一一对应连接；通过测量烟气温度的方式了解生物质燃料的燃烧情况，并通过控制器控制进料装置与进风调节阀，改变进料量及进风量，实现自动控制进料量及进风量，降低操作难度及运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及生物质锅炉设备技术领域，特别涉及一种自动控制多级生物质燃烧系统。
背景技术
随着环境污染问题的日渐严峻，现有矿石能源的日渐枯竭，调整能源结构，大量使用清洁环保的能源代替污染较重的煤、石油、天燃气等燃料成为世界各国关注的焦点，在现有的清洁环保能源中，生物质燃料由于其价格低廉、洁净环保的优点，成为了本领域的新宠，使用生物质燃料既能有效地利用自然资源，又能减少温室气体排放，保护我们的生活环境。因此，世界各国都在大力研究开发利用生物质燃烧技术。
现有技术中，生物质燃烧系统的控制一般为手动或者半手动，即在使用过程中，需要经常观察生物质燃料的燃烧情况，并根据燃烧情况手动调整进料量及进风量，这对于操作人员的经验要求较高，且操作繁琐，运行成本较高。
因此，如何提供一种生物质燃烧系统，使其能够实现自动控制进料量及进风量，降低操作难度及运行成本，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种自动控制多级生物质燃烧系统，以达到使其能够实现自动控制进料量及进风量，降低操作难度及运行成本的目的。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：
一种自动控制多级生物质燃烧系统，包括：
多个依次排列的燃烧室，从首个燃烧室开始，前一个燃烧室的排烟筒均与后一个燃烧室的炉膛连通，最后一个燃烧室的排烟筒用于将烟气排出，所述排烟筒上均设置有温度传感器，所述燃烧室的进风管上均设置有进风调节阀；
控制器，信号接收端与各燃烧器排烟筒上的温度传感器分别相连，信号输出端分别与各燃烧器的进料装置及进风调节阀一一对应连接。
优选的，还包括换热器，所述换热器的进风口与最后一个燃烧室的排烟筒相连，出风口通过出风管与引风机相连。
优选的，所述出风管上以及各燃烧室的排烟筒上均设置有出口风压传感器，各出口风压传感器分别通过所述控制器与所述引风机的变频器相连。
优选的，还包括鼓风机，所述鼓风机的出风管分别与各燃烧室的进风管连通，所述鼓风机的出风管上设置有进口风压传感器，所述进口风压传感器通过所述控制器与所述鼓风机的变频器相连。
优选的，所述排烟筒均设置在所述燃烧室的顶部，经弯折后在后一个燃烧室的底部与该燃烧室的炉膛连通。
优选的，所述自动控制多级生物质燃烧系统包括第一级燃烧室、第二级燃烧室、第三级燃烧室以及第四级燃烧室，所述第一级燃烧室、所述第二级燃烧室、所述第三级燃烧室以及第四级燃烧室上均包括：
炉体，其上设置有排灰口；
设置在所述炉体上的进料装置，所述进料装置的出料口与所述炉体的炉膛连通；
设置在炉膛内的排灰装置，所述排灰装置位于所述进料装置的出料口下方，用于将生物质灰渣送往所述排灰口。
优选的，所述第一级燃烧室以及所述第二级燃烧室的排灰装置为链条式除渣机，所述第三级燃烧室以及所述第四级燃烧室的排灰装置为无链条式除渣机。
优选的，所述第一级燃烧室、所述第二级燃烧室、所述第三级燃烧室以及所述第三级燃烧室的炉体上均设置有观察窗。
优选的，所述进料装置包括料斗以及螺旋输送机，所述料斗的出口与所述螺旋输送机的进料口连通，所述螺旋输送机的出料口与所述炉体的炉膛连通。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的自动控制多级生物质燃烧系统，包括多个依次排列的燃烧室以及控制器，其中，从首个燃烧室开始，前一个燃烧室的排烟筒均与后一个燃烧室的炉膛连通，最后一个燃烧室的排烟筒用于将烟气排出，排烟筒上均设置有温度传感器，燃烧室的进风管上均设置有进风调节阀；控制器的信号接收端与各燃烧器排烟筒上的温度传感器分别相连，信号输出端分别与各燃烧器的进料装置及进风调节阀一一对应连接；通过设置多个燃烧室，并在每个燃烧室的排烟管上设置温度传感器，在使用过程中，当温度传感器测量到的烟气温度高于该燃烧室的正常排烟温度的最高值时，控制器就控制该燃烧室的进料装置减少进料量，同时，控制该燃烧室的进风调节阀减少进风量；而当温度传感器测量到的烟气温度低于该燃烧室的正常排烟温度的最低值时，控制器控制该燃烧室的进料装置增加进料量，控制该燃烧室的进风调节阀增加进风量，从而通过测量烟气温度的方式了解生物质燃料的燃烧情况，并通过控制器控制进料装置与进风调节阀，改变进料量及进风量，实现自动控制进料量及进风量，降低操作难度及运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明一种实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中自动控制多级生物质燃烧系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种自动控制多级生物质燃烧系统，以达到使其能够实现自动控制进料量及进风量，降低操作难度及运行成本的目的。
下面将结合本发明一种实施例中的附图，对本发明一种实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例中自动控制多级生物质燃烧系统的结构示意图。
本发明提供的一种自动控制多级生物质燃烧系统，包括多个依次排列的燃烧室以及控制器。
其中，从首个燃烧室开始，前一个燃烧室的排烟筒均与后一个燃烧室的炉膛连通，最后一个燃烧室的排烟筒用于将烟气排出，排烟筒上均设置有温度传感器8，燃烧室的进风管上均设置有进风调节阀14；控制器的信号接收端与各燃烧器排烟筒上的温度传感器8分别相连，信号输出端分别与各燃烧器的进料装置及进风调节阀14一一对应连接。
与现有技术相比，本发明提供的自动控制多级生物质燃烧系统，通过设置多个燃烧室，并在每个燃烧室的排烟管上设置温度传感器8，在使用过程中，当温度传感器8测量到的烟气温度高于该燃烧室的正常排烟温度的最高值时，控制器就控制该燃烧室的进料装置减少进料量，同时，控制该燃烧室的进风调节阀14减少进风量；而当温度传感器8测量到的烟气温度低于该燃烧室的正常排烟温度的最低值时，控制器控制该燃烧室的进料装置增加进料量，控制该燃烧室的进风调节阀14增加进风量，从而通过测量烟气温度的方式了解生物质燃料的燃烧情况，并通过控制器控制进料装置与进风调节阀14，改变进料量及进风量，实现自动控制进料量及进风量，降低操作难度及运行成本。
由于最后一个燃烧室燃烧的为热值和灰熔点较高的生物质燃料，其燃烧产生的烟气温度也较高，通常这些烟气会经排烟筒直接排到大气中，不但浪费了烟气余热，还造成了污染，因此，为了进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，自动控制多级生物质燃烧系统还包括换热器5，换热器5的进风口与最后一个燃烧室的排烟筒相连，出风口通过出风管与引风机6相连，通过增加换热器5，能够将高温烟气的预热回收利用，提高锅炉热效率的同时，降低了排放。
系统内风压不稳定，对于生物质燃料的燃烧效率以及炉温有着重要影响，因此，在本发明实施例中，出风管上以及各燃烧室的排烟筒上均设置有出口风压传感器7，各出口风压传感器7分别通过控制器与引风机6的变频器相连。
进一步的，在本发明实施例中，自动控制多级生物质燃烧系统还包括鼓风机12，鼓风机12的出风管分别与各燃烧室的进风管连通，鼓风机12的出风管上设置有进口风压传感器13，进口风压传感器13通过控制器与鼓风机12的变频器相连，这样，通过增加出口风压传感器7及进口风压传感器13能够及时的通过控制器对引风机6及鼓风机12的变频器的频率进行调整，改变引风机6以及鼓风机12的转速，从而使系统压力为微负压，不会有大起大落的波动，保证生物质燃料的燃烧效率。
高温烟气会向上运动，为了使高温烟气能够对炉膛进行均匀预热，保证生物质燃料的充分燃烧，在本发明一种实施例中，排烟筒均设置在燃烧室的顶部，经弯折后在后一个燃烧室的底部与该燃烧室的炉膛连通，这样，通过将排烟筒设置在前一个燃烧室的顶部，能够将该燃烧室中产生的高温烟气快速导出，然后使其从后一个燃烧室的底部进入后一个燃烧室的炉膛，利用其上升的特点，对炉膛由下到上的进行充分均匀的预热，保证后一个燃烧室内温度的均匀，从而保证其内生物质燃料的充分燃烧，提高燃烧效率。
自动控制多级生物质燃烧系统可以根据获取的生物质燃料的种类及需要设置不同数量的燃烧室，在本发明一种实施例中，为了进一步优化上述技术方案，自动控制多级生物质燃烧系统包括第一级燃烧室1、第二级燃烧室2、第三级燃烧室3以及第四级燃烧室4，第一级燃烧室1、第二级燃烧室2、第三级燃烧室3以及第四级燃烧室4上均包括炉体、进料装置以及排灰装置，其中，炉体上设置有排灰口16；进料装置设置在炉体上进料装置的出料口与炉体的炉膛连通；排灰装置设置在炉膛内，排灰装置位于进料装置的出料口下方，用于将生物质灰渣送往排灰口16。
在实际使用过程中，第一级燃烧室1以稻草生物质颗粒为燃料，炉温控制在400℃～600℃，第二级燃烧室2以酒糟生物质颗粒为燃料，炉温控制在500℃～800℃，这两种生物质燃料热值及灰熔点较低，为多灰，低熔点的低级生物质，操作不当易结焦，给清灰造成困难，因此，为减少操作难度，在本发明一种实施例中，第一级燃烧室1以及第二级燃烧室2的排灰装置为链条式除渣机15。
位于第一级燃烧室1以及第二级燃烧室2之后的第三级燃烧室3以秸杆生物质颗粒为燃料，炉温控制在700℃～1000℃，第四级燃烧室4以木屑生物质颗粒为燃料，炉温控制在900℃～1200℃，这两种燃料的热值及灰熔点较高，为少灰，高熔点的高级生物质燃料，所以在本发明一种实施例中，第三级燃烧室3以及第四级燃烧室4的排灰装置为无链条式除渣机17。
举例来说，第一级燃烧室1的炉温在400℃～600℃之间，因此，当第一级燃烧室1排烟筒上的温度传感器8测量到的温度高于600℃时，控制器控制第一级燃烧室1的进料装置减少进料量，控制第一级燃烧室1的进风管上的进风调节阀14减小进风量，从而保证第一级燃烧室1的炉温降低到正常范围内；而当第一级燃烧室1排烟筒上的温度传感器8测量到的温度低于400℃时，控制器控制第一级燃烧室1的进料装置增加进料量，控制第一级燃烧室1的进风管上的进风调节阀14增加进风量，从而保证第一级燃烧室1的炉温升高到正常范围内。其与燃烧室的控制方式与第一级燃烧室1的控制方式相同，在此不再赘述。
当然，炉膛温度低的原因有很多种，一种就像上述的生物质燃料与进风量都较少所引起的炉膛温度低，另一种是生物质燃料足够，而进风量不足所引起的炉膛温度低，当炉膛温度低是由于后一种原因引起时，上述的同时增加进料量以及进风量，由于又引进了新的生物质燃料，且炉膛容积有限，对于炉膛温度的提升效果不甚理想，因此，在本发明实施例中，还可以采取另一种方法提升炉温，即在生物质燃烧系统的首次调试运行过程中，找出不同种类生物质燃料与进气量的最佳配比范围，并记录下来，在日后的运行过程中，当炉膛温度低于正常炉温的最低值，或者高于正常炉温的最高值时，可以通过增加进风量或者减少进风量，改变其与炉内生物质燃料的配比，从而达到调节炉温的目的。
为了便于对于燃烧室内的燃烧情况及时了解以调节进风量，保证燃烧的充分进行，在本发明一种实施例中，第一级燃烧室1、第二级燃烧室2、第三级燃烧室3以及第四级燃烧室4的炉体上均设置有观察窗9，操作人员可以通过观察窗9及时掌握燃烧情况，从而调节进风量保证燃料的充分燃烧。
进料装置可以采用多种结构，如带式输送机、链条式输送机等等，在本发明一种实施例中，进料装置包括料斗11以及螺旋输送机10，料斗11的出口与螺旋输送机10的进料口连通，螺旋输送机10的出料口与炉体的炉膛连通，螺旋输送机10在输送的同时，能够对生物质燃料进行搅拌，将其中结块的燃料打散，能够在一定程度上减少燃烧过程中结焦现象的发生。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种自动控制多级生物质燃烧系统，其特征在于，包括：
多个依次排列的燃烧室，从首个燃烧室开始，前一个燃烧室的排烟筒均与后一个燃烧室的炉膛连通，最后一个燃烧室的排烟筒用于将烟气排出，所述自动控制多级生物质燃烧系统包括第一级燃烧室(1)、第二级燃烧室(2)、第三级燃烧室(3)以及第四级燃烧室(4)，所述第一级燃烧室(1)的炉温控制在400℃～600℃，所述第二级燃烧室(2)的炉温控制在500℃～800℃，所述第三级燃烧室(3)的炉温控制在700℃～1000℃，所述第四级燃烧室(4)的炉温控制在900℃～1200℃，所述排烟筒上均设置有温度传感器(8)，所述燃烧室的进风管上均设置有进风调节阀(14)；
控制器，信号接收端与各燃烧器排烟筒上的温度传感器(8)分别相连，信号输出端分别与各燃烧器的进料装置及进风调节阀(14)一一对应连接；
换热器(5)，所述换热器(5)的进风口与最后一个燃烧室的排烟筒相连，出风口通过出风管与引风机(6)相连，所述出风管上以及各燃烧室的排烟筒上均设置有出口风压传感器(7)，各出口风压传感器(7)分别通过所述控制器与所述引风机(6)的变频器相连；
鼓风机(12)，所述鼓风机(12)的出风管分别与各燃烧室的进风管连通，所述鼓风机(12)的出风管上设置有进口风压传感器(13)，所述进口风压传感器(13)通过所述控制器与所述鼓风机(12)的变频器相连。
2.根据权利要求1所述的自动控制多级生物质燃烧系统，其特征在于，所述排烟筒均设置在所述燃烧室的顶部，经弯折后在后一个燃烧室的底部与该燃烧室的炉膛连通。
3.根据权利要求1所述的自动控制多级生物质燃烧系统，其特征在于，所述第一级燃烧室(1)、所述第二级燃烧室(2)、所述第三级燃烧室(3)以及第四级燃烧室(4)上均包括：
炉体，其上设置有排灰口(16)；
设置在所述炉体上的进料装置，所述进料装置的出料口与所述炉体的炉膛连通；
设置在炉膛内的排灰装置，所述排灰装置位于所述进料装置的出料口下方，用于将生物质灰渣送往所述排灰口(16)。
4.根据权利要求3所述的自动控制多级生物质燃烧系统，其特征在于，所述第一级燃烧室(1)以及所述第二级燃烧室(2)的排灰装置为链条式除渣机(15)，所述第三级燃烧室(3)以及所述第四级燃烧室(4)的排灰装置为无链条式除渣机(17)。
5.根据权利要求3所述的自动控制多级生物质燃烧系统，其特征在于，所述第一级燃烧室(1)、所述第二级燃烧室(2)、所述第三级燃烧室(3)以及所述第四级燃烧室(4)的炉体上均设置有观察窗(9)。
6.根据权利要求3所述的自动控制多级生物质燃烧系统，其特征在于，所述进料装置包括料斗(11)以及螺旋输送机(10)，所述料斗(11)的出口与所述螺旋输送机(10)的进料口连通，所述螺旋输送机(10)的出料口与所述炉体的炉膛连通。
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