CN108253447A - 生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法 - Google Patents

生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法，包括煤粉燃烧器、罗茨风机、点火燃料储料罐和主燃料储料罐，罗茨风机通过点火燃料输料管与煤粉燃烧器上的点火燃料接口连接，点火燃料储料罐接入点火燃料输料管中，罗茨风机还通过主燃料输料管与煤粉燃烧器上的主燃料接口连接，主燃料储料罐接入主燃料输料管；煤粉燃烧器的外围安装有中频加热器和热电偶。本发明中的生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法，可以在冷炉条件下直接点燃煤粉燃烧器，允许使用劣质煤、生物质或生物质混合煤粉作为燃料，运行费用低、安全可靠。

Description

生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及煤粉燃烧技术领域，特别是涉及一种生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法。
背景技术
现有的煤粉燃烧系统，绝大多数不能在冷炉条件下直接点燃煤粉燃烧器，需要依靠油枪预热炉膛、辅助燃料伴烧等手段来进行生产运行。以柴油或其它油品作为燃料预热炉膛的煤粉燃烧系统存在以下不足之处：(1)点火时油料不完全燃烧产生的浓黑烟直接排向大气，严重污染环境；(2)用油品作燃料点火与加热炉膛，运行成本高、经济效益差；(3)用油品作燃料需要储油罐、油管等辅助设施，存在安全隐患。
有一种等离子电弧直接将锅炉炉膛内煤粉点燃的技术，但是该项技术目前不是很成熟，只能使用优质煤粉作为燃料，无法使用劣质煤或生物质燃料。等离子电弧直接将炉膛内煤粉点燃的技术因其“电极”材料为铜银合金，一般连续使用两小时就要更换，无法满足连续生产的需求，而且使用的成本很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以冷炉条件下直接点燃煤粉燃烧器，允许使用劣质煤、生物质或生物质混合煤粉作为燃料，运行费用低、安全可靠。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种生物质耦合煤粉燃烧系统，包括煤粉燃烧器、罗茨风机、点火燃料储料罐和主燃料储料罐，所述罗茨风机通过点火燃料输料管与所述煤粉燃烧器上的点火燃料接口连接，所述点火燃料储料罐接入所述点火燃料输料管中，所述罗茨风机还通过主燃料输料管与所述煤粉燃烧器上的主燃料接口连接，所述主燃料储料罐接入所述主燃料输料管；所述煤粉燃烧器的外围安装有中频加热器和热电偶。
可选的，所述点火燃料储料罐通过点火燃料送料控制器和点火燃料送料切断阀接入所述点火燃料输料管。
可选的，所述点火燃料输料管上还安装有点火燃料送料风调节阀、点火燃料送料风流量计和点火燃料切断阀。
可选的，所述主燃料储料罐通过主燃料送料控制器和主燃料送料切断阀接入所述主燃料输料管。
可选的，所述主燃料输料管上还安装有主燃料送风调节阀、主燃料送料风流量计和主燃料切断阀。
可选的，还包括有鼓风机，所述鼓风机通过助燃风管道与所述煤粉燃烧器上的助燃风接口连接，所述助燃风管道上还安装有助燃风调节阀。
可选的，所述鼓风机还通过冷却风管道与所述煤粉燃烧器上的冷却风接口连接，所述冷却风管道上还安装有冷却风调节阀。
本发明还提供一种生物质耦合煤粉燃烧系统的控制方法，应用于上述的生物质耦合煤粉燃烧系统，包括以下内容：
煤粉燃烧系统点火前，将罗茨风机和鼓风机启动运行，先使用中频加热器预热煤粉燃烧器，使用热电偶检测温度，当所述煤粉燃烧器预热到700℃～900℃时达到点火温度，开始投入点火燃料；
当点火燃料储料罐向所述煤粉燃烧器输送燃料时，开启点火燃料送料控制器和点火燃料送料切断阀，根据燃烧状况，调节冷却风调节阀；
当点火器正常工作30s～120s后，停止所述中频加热器，根据锅炉升温曲线来投入主燃料，当主燃料储料罐向所述煤粉燃烧器输送燃料时，开启主燃料送料控制器和主燃料送料切断阀；通过调整主燃料送料控制器频率大小，来调整主燃料输送流量及所述煤粉燃烧器的出力，根据燃烧状况，调节助燃风调节阀；
当所述煤粉燃烧器正常停止工作时，先切断主燃料送料控制器和主燃料送料切断阀，吹扫主燃料输料管；再切断点火燃料送料控制器和点火燃料送料切断阀，吹扫点火燃料输料管，同时冷却所述煤粉燃烧器；最后关闭罗茨风机和鼓风机。
可选的，所述煤粉燃烧器运行中，当所述热电偶检测温度低于750℃，应重新启动所述中频加热器加热，当所述热电偶检测温度高于850℃时停止所述中频加热器。
可选的，当所述煤粉燃烧器紧急停止工作时，同时切断所述主燃料送料控制器、主燃料送料切断阀、主燃料切断阀、点火燃料送料控制器、点火燃料送料切断阀和点火燃料切断阀，关闭所述罗茨风机，冷却所述煤粉燃烧器，最后关闭所述鼓风机。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的生物质耦合煤粉燃烧系统，在煤粉燃烧器外围安装中频加热器和热电偶，热电偶用于检测煤粉燃烧器内部的温度，中频加热器启动速度快、加热功率大，可以确保煤粉燃烧器在使用劣质煤、生物质燃料时，可以可靠点燃；即可以冷炉条件下直接点燃煤粉燃烧器，允许使用劣质煤、生物质或生物质混合煤粉作为燃料，运行费用低、安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明生物质耦合煤粉燃烧系统的整体结构示意图；
图2为本发明中煤粉燃烧器的结构示意图；
图3为煤粉燃烧系统的控制流程；
其中，1罗茨风机，2点火燃料输料管，3点火燃料送料风调节阀，4点火燃料送料风流量计，5点火燃料储料罐，6点火燃料送料控制器，7点火燃料送料切断阀，8点火燃料切断阀，9煤粉燃烧器，10主燃料输料管，11主燃料送料风调节阀，12主燃料送料风流量计，13主燃料储料罐，14主燃料送料控制器，15主燃料送料切断阀，16主燃料切断阀，17鼓风机，18助燃风管道，19冷却风管道，20助燃风调节阀，21冷却风调节阀，22点火燃料接口，23主燃料接口，24冷却风接口，25助燃风接口，26中频加热器，27热电偶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。
本发明的目的是提供一种生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以冷炉条件下直接点燃煤粉燃烧器，允许使用劣质煤、生物质或生物质混合煤粉作为燃料，运行费用低、安全可靠。
本发明提供的生物质耦合煤粉燃烧系统，包括煤粉燃烧器、罗茨风机、点火燃料储料罐和主燃料储料罐，罗茨风机通过点火燃料输料管与煤粉燃烧器上的点火燃料接口连接，点火燃料储料罐接入点火燃料输料管中，罗茨风机还通过主燃料输料管与煤粉燃烧器上的主燃料接口连接，主燃料储料罐接入主燃料输料管；煤粉燃烧器的外围安装有中频加热器和热电偶。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-3，其中，图1为本发明生物质耦合煤粉燃烧系统的整体结构示意图；图2为本发明中煤粉燃烧器的结构示意图；图3为煤粉燃烧系统的控制流程。
如图1-3所示，本发明提供一种生物质耦合煤粉燃烧系统，包括罗茨风机1、点火燃料输料管2、点火燃料送料风调节阀3、点火燃料送料风流量计4、点火燃料储料罐5、点火燃料送料控制器6、点火燃料送料切断阀7、点火燃料切断阀8、煤粉燃烧器9、主燃料输料管10、主燃料送料风调节阀11、主燃料送料风流量计12、主燃料储料罐13、主燃料送料控制器14、主燃料送料切断阀15、主燃料切断阀16、鼓风机17、助燃风管道18、冷却风管道19、助燃风调节阀20、冷却风调节阀21。
罗茨风机1通过点火燃料输料管2与煤粉燃烧器9上的点火燃料接口22连接。点火燃料储料罐5通过点火燃料送料控制器6和点火燃料送料切断阀7接入点火燃料输料管2。点火燃料输料管2上还安装有点火燃料送料风调节阀3、点火燃料送料风流量计4和点火燃料切断阀8。点火燃料送料控制器6用于调节送料量的大小；点火燃料送料切断阀7用于快速、可靠切断煤粉送料；点火燃料送料风调节阀3用于调节送料风流量；点火燃料送料风流量计4用于检测送料风流量；点火燃料切断阀8用于快速、可靠切断点火燃料。
同时，罗茨风机1还通过主燃料输料管10与煤粉燃烧器9上的主燃料接口23连接。主燃料储料罐13通过主燃料送料控制器14、主燃料送料切断阀15接入主燃料输料管10。主燃料输料管10上还安装有主燃料送料风调节阀11、主燃料送料风流量计12、主燃料切断阀16。主燃料送料控制器14用于调节送料量的大小；主燃料送料切断阀15用于快速、可靠切断煤粉送料；主燃料送料风调节阀11用于调节送料风流量；主燃料送料风流量计12用于检测送料风流量；主燃料切断阀16用于快速、可靠切断主燃料。
鼓风机17通过助燃风管道18与煤粉燃烧器9上的助燃风接口25连接。助燃风管道18上还安装有助燃风调节阀20。助燃风调节阀20用于调节主燃烧器助燃风流量。
同时，鼓风机17还通过冷却风管道19与煤粉燃烧器9上的冷却风接口24连接。冷却风管道19上还安装有冷却风调节阀21。冷却风调节阀21用于调节点火燃烧器冷却风流量。
如图2所示，煤粉燃烧器9包括：点火燃料接口22、主燃料接口23、冷却风接口24、助燃风接口25、中频加热器26、热电偶27。煤粉燃烧器9上设置点火燃料接口22、主燃料接口23、冷却风接口24、助燃风接口25，分别与点火燃料输料管2、主燃料输料管10、冷却风管道19、助燃风管道18连接。煤粉燃烧器9外围安装中频加热器26，用于在启动阶段加热煤粉燃烧器9及进入的物料。煤粉燃烧器9上安装有热电偶27，用于检测煤粉燃烧器9内部的温度。
本发明还提供一种生物质耦合煤粉燃烧系统的控制方法，包括以下步骤：生物质耦合煤粉燃烧系统点火前，将罗茨风机1、鼓风机17启动运行，先使用中频加热器26预热煤粉燃烧器9，使用热电偶27检测温度；当煤粉燃烧器9预热到700℃～900℃时达到点火温度，开始投入点火燃料。
当点火燃料储料罐5向煤粉燃烧器9输送燃料时，开启点火燃料送料控制器6、点火燃料送料切断阀7。点火燃料送料控制器6控制输送料量为固定值5kg/min～10kg/min，不需调速。根据燃烧状况，调节冷却风调节阀21，使冷却风量适度；冷却风同时也是点火燃料助燃风。
当点火器正常工作30s～120s后，停止中频加热器26，根据锅炉升温曲线，来投入主燃料。当主燃料储料罐13向煤粉燃烧器9输送燃料时，开启主燃料送料控制器14、主燃料送料切断阀15；通过调整主燃料送料控制器14频率大小，来调整主燃料输送流量及煤粉燃烧器9的出力。根据燃烧状况，调节助燃风调节阀20，使主燃料助燃风量适度。
煤粉燃烧器9运行中，如果热电偶27检测温度低于750℃，应重新启动中频加热器26加热，当热电偶27检测温度高于850℃时停止中频加热器26。
图3示出根据本发明实施例的生物质耦合煤粉燃烧系统的控制方法的流程图。
当煤粉燃烧器9正常停止工作时，先切断主燃料送料控制器14、主燃料送料切断阀15，吹扫主燃料输料管10，吹扫时间3min～5min；再切断点火燃料送料控制器6、点火燃料送料切断阀7，吹扫点火燃料输料管2，同时冷却煤粉燃烧器9，吹扫、冷却时间3min～5min；最后关闭罗茨风机1、鼓风机17。
当煤粉燃烧器9紧急停止工作时，同时切断主燃料送料控制器14、主燃料送料切断阀15、主燃料切断阀16、点火燃料送料控制器6、点火燃料送料切断阀7、点火燃料切断阀8，关闭罗茨风机1，冷却煤粉燃烧器9，冷却时间3min～5min；最后关闭鼓风机17。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：包括煤粉燃烧器、罗茨风机、点火燃料储料罐和主燃料储料罐，所述罗茨风机通过点火燃料输料管与所述煤粉燃烧器上的点火燃料接口连接，所述点火燃料储料罐接入所述点火燃料输料管中，所述罗茨风机还通过主燃料输料管与所述煤粉燃烧器上的主燃料接口连接，所述主燃料储料罐接入所述主燃料输料管；所述煤粉燃烧器的外围安装有中频加热器和热电偶。
2.根据权利要求1所述的生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：所述点火燃料储料罐通过点火燃料送料控制器和点火燃料送料切断阀接入所述点火燃料输料管。
3.根据权利要求1所述的生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：所述点火燃料输料管上还安装有点火燃料送料风调节阀、点火燃料送料风流量计和点火燃料切断阀。
4.根据权利要求1所述的生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：所述主燃料储料罐通过主燃料送料控制器和主燃料送料切断阀接入所述主燃料输料管。
5.根据权利要求1所述的生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：所述主燃料输料管上还安装有主燃料送风调节阀、主燃料送料风流量计和主燃料切断阀。
6.根据权利要求1所述的生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：还包括有鼓风机，所述鼓风机通过助燃风管道与所述煤粉燃烧器上的助燃风接口连接，所述助燃风管道上还安装有助燃风调节阀。
7.根据权利要求6所述的生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：所述鼓风机还通过冷却风管道与所述煤粉燃烧器上的冷却风接口连接，所述冷却风管道上还安装有冷却风调节阀。
8.一种生物质耦合煤粉燃烧系统的控制方法，应用于权利要求1-7中任一项所述的生物质耦合煤粉燃烧系统，其特征在于：包括以下内容：
煤粉燃烧系统点火前，将罗茨风机和鼓风机启动运行，先使用中频加热器预热煤粉燃烧器，使用热电偶检测温度，当所述煤粉燃烧器预热到700℃～900℃时达到点火温度，开始投入点火燃料；
当点火燃料储料罐向所述煤粉燃烧器输送燃料时，开启点火燃料送料控制器和点火燃料送料切断阀，根据燃烧状况，调节冷却风调节阀；
当点火器正常工作30s～120s后，停止所述中频加热器，根据锅炉升温曲线来投入主燃料，当主燃料储料罐向所述煤粉燃烧器输送燃料时，开启主燃料送料控制器和主燃料送料切断阀；通过调整主燃料送料控制器频率大小，来调整主燃料输送流量及所述煤粉燃烧器的出力，根据燃烧状况，调节助燃风调节阀；
当所述煤粉燃烧器正常停止工作时，先切断主燃料送料控制器和主燃料送料切断阀，吹扫主燃料输料管；再切断点火燃料送料控制器和点火燃料送料切断阀，吹扫点火燃料输料管，同时冷却所述煤粉燃烧器；最后关闭罗茨风机和鼓风机。
9.根据权利要求8所述的生物质耦合煤粉燃烧系统的控制方法，其特征在于：所述煤粉燃烧器运行中，当所述热电偶检测温度低于750℃，应重新启动所述中频加热器加热，当所述热电偶检测温度高于850℃时停止所述中频加热器。
10.根据权利要求8所述的生物质耦合煤粉燃烧系统的控制方法。其特征在于：当所述煤粉燃烧器紧急停止工作时，同时切断所述主燃料送料控制器、主燃料送料切断阀、主燃料切断阀、点火燃料送料控制器、点火燃料送料切断阀和点火燃料切断阀，关闭所述罗茨风机，冷却所述煤粉燃烧器，最后关闭所述鼓风机。
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