CN108318519A - 一种生物质直燃耦合发电系统与工艺 - Google Patents

Abstract

一种生物质直燃耦合发电系统与工艺，系统包括生物质输送给料系统、防作弊系统和集控系统，生物质输送给料系统包括用于称重的汽车衡以及用于存放的料仓，料仓通过布料器均匀给料至布料器下方布置的皮带机，皮带机通过卸料器连接缓冲仓，缓冲仓通过给料器连接锅炉，防作弊系统包括燃煤参数设置系统、数据分析系统及全监控系统，数据分析系统包括在线热值检测系统和在线称重系统；在线热值检测系统采用高能脉冲激光煤质在线检测仪，实时获取燃料挥发份下限、硫份和灰份、热值；在线称重系统对掺烧物料实时称重；集控系统接收并显示数据分析系统的结果。本系统具有可防作弊、原料要求低、成本低、配置人员少、处理容量大、系统投切方便等优点。

Description

一种生物质直燃耦合发电系统与工艺

技术领域

本发明属于生物质利用技术领域，特别涉及一种生物质直燃耦合发电系统与工艺。

背景技术

生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。生物质能是可再生能源的重要组成部分，生物质能的高效开发利用，对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。

目前生物质耦合燃煤机组混合燃烧技术可分为：

①煤粉锅炉直接混合燃烧；

②气化耦合燃烧；

③并联燃烧—生物质在独立的锅炉中燃烧，将生产的蒸汽供给发电机组。

目前，以上几种工艺技术各有优缺：煤粉锅炉直接混合燃烧技术存在投资大、运行控制复杂等问题；气化耦合技术存在投资大、处理容量小、系统复杂等问题；并联燃烧存在投资、运营费用大，配置人员多、系统投切不便等问题；填埋会占用大量土地；综合利用处理量有限。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生物质直燃耦合发电系统与工艺，本系统具有可防作弊、原料要求低、投资/运行成本低、配置人员少、处理容量大、系统简单、对原有机组影响小、系统投切方便等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种生物质直燃耦合发电系统，包括生物质输送给料系统，所述生物质输送给料系统包括用于对生物质成型燃料进行称重的汽车衡以及用于存放称重后生物质成型燃料的料仓，料仓通过布料器均匀给料至布料器下方布置的皮带机，皮带机通过卸料器连接缓冲仓，缓冲仓通过给料器连接锅炉，其特征在于，还包括防作弊系统和集控系统，其中：

所述防作弊系统包括燃煤参数设置系统、数据分析系统以及全监控系统，所述数据分析系统包括在线热值检测系统和在线称重系统；

所述燃煤参数设置系统用于设置或者呈现预先设置的燃料参数；

所述在线热值检测系统采用高能脉冲激光煤质在线检测仪，实时获取燃料挥发份下限、硫份和灰份、热值；

所述在线称重系统对掺烧物料实时称重；

所述集控系统接收并显示数据分析系统的结果。

所述皮带是通用带式输送机或者管状带式输送机或者吊挂式皮带输送机；所述在线称重采用高精度阵列式皮带秤或微机核子皮带秤或电子皮带秤。

所述数据分析系统还包括实验室分析系统，所述实验室分析系统采用电厂煤化验仪器，获取燃料实验挥发份下限、硫份和灰份、热值。

所述实验室分析系统通过轨道行走式机械采样机或人工从汽车衡以及皮带上进行取样。

本发明还提供了基于所述生物质直燃耦合发电系统的工艺，其特征在于，生物质成型燃料经专用汽车衡称重后，送入生物质厂房堆放；再由轮式装载机或桥式抓斗起重机运至料仓内，然后通过布料器均匀给料，给至下方布置的皮带机，生物质料随着皮带机的运转被带到锅炉房进行卸料，料卸至缓冲仓后通过给料器由给料口送入锅炉内燃烧利用；

其中，利用燃煤参数设置系统设置并呈现燃料参数，过程中，从皮带上进行取样利用在线热值检测系统进行在线热值检测，得到燃料在线挥发份、硫份和灰份、热值；从皮带上进行取样利用在线称重系统进行在线称重，得到锅炉实时掺烧量；

将在线热值检测数据与预设的燃煤参数对比，实时区分掺烧物料种类，从而避免掺烧作假；

所述在线热值检测数据、在线称重数据经数据分析后送入集控系统，集控系统根据燃料数据进行锅炉燃烧的人工或者自动调整，燃料经数据分析判断是否为生物质燃料，如是生物质燃料，计入生物质电量，如不是生物质燃料，报警提示并计入燃煤电量。

所述设置的燃料参数包括挥发份下限、硫份和灰份上限报警。

从汽车衡以及皮带上进行取样利用实验室分析系统进行实验室分析，得到燃料实验挥发份、硫份和灰份、热值，该数据作为在线热值检测数据比对基准。

所述设置的燃料参数包括挥发份下限、硫份和灰份上限报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设置可靠的在线防作弊系统(包括数据分析、生物质台账、全系统监控)，可防止掺烧燃煤替代生物质等作弊问题；利用大型流化床锅炉掺烧，对生物质原料要求低；掺烧系统对锅炉改动较小，利用现有锅炉机组、环保设备，投资/运行成本低、配置人员少、处理容量大；掺烧系统环节较少，系统简单；掺烧生物质替代部分燃煤，流化床锅炉对燃料适应性较强，掺烧生物质对原有机组影响小；掺烧系统独立设置，系统投用与否，原有机组均可正常运行，具有系统投切方便等优点。

附图说明

图1是本发明系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

实施例1

如图1所示，本发明一种生物质直燃耦合发电系统，包括生物质输送给料系统、防作弊系统和集控系统。其中：

生物质输送给料系统包括用于对生物质成型燃料进行称重的汽车衡以及用于存放称重后生物质成型燃料的料仓，料仓通过布料器均匀给料至布料器下方布置的皮带机，皮带机采用通用带式输送机或者管状带式输送机或者吊挂式皮带输送机，皮带机通过卸料器连接缓冲仓，缓冲仓通过给料器连接锅炉。

防作弊系统包括燃煤参数设置系统、数据分析系统、生物质台账系统以及全监控系统。数据分析系统包括在线热值检测系统以及在线称重系统。

燃煤参数设置系统用于设置燃料参数，可采用计算机输入设置，或者采用简单的黑白板、纸张等形式呈现，其主要目的是将标准参数以某种适合的形式呈现给操作者或者管理者。

在线热值检测系统采用高能脉冲激光煤质在线检测仪，实时获取燃料挥发份下限、硫份和灰份、热值。

在线称重系统对掺烧物料实时称重；采用高精度阵列式皮带秤或微机核子皮带秤或电子皮带秤实现。

集控系统接收并显示在线热值检测系统、在线称重系统的结果。

根据该显示，操作者可直观地发现在线热值检测数据与预先设置的燃煤参数数据之间的差别，进而可根据该差别，查出是否掺烧燃煤替代生物质。

实施例2

与实施例1区别在于，还设置了实验室分析系统，实验室分析系统通过轨道行走式机械采样机或人工从汽车衡以及皮带上进行取样。实验室分析系统采用常规的电厂煤化验仪器，获取燃料实验挥发份下限、硫份和灰份、热值。

该数据作为在线热值检测系统的数据比对基准，以防止在线热值检测系统检测误差过大。

实验室分析系统的数据也通过集控系统呈现，集控系统可仅采用一个显示屏实现，在该显示屏中，显示：

标准数据，即预设参数；

实验室分析数据，来自于实验室电厂煤化验仪器的输出；

在线热值检测数据，来自于高能脉冲激光煤质在线检测仪的输出；

在线称重数据，来自于高精度阵列式皮带秤或微机核子皮带秤或电子皮带秤。

由操作者根据这些数据，来进行分析并判断相关的结果。即，过程中不需要采用计算机软件即可实现。

实施例3

与实施例2区别在于，集控系统加入计算模块，根据所接收的数据，由计算机分析判断并给出最终结论，同时实现协调控制以及电量计量功能。

本实施例的详细工艺实现过程如下：

生物质成型燃料由汽车运输至厂区，经专用汽车衡称重后，送入生物质厂房堆放；生物质厂房内，生物质料由轮式装载机或桥式抓斗起重机运至料仓内，然后通过布料器均匀给料，给至下方布置的皮带机，生物质料随着皮带机的运转被带到锅炉房进行卸料，料卸至缓冲仓后通过给料器由给料口送入锅炉内燃烧利用。

利用燃煤参数设置系统设置燃料参数，如挥发份下限、硫份和灰份上限报警；在线热值检测系统获取在线热值检测数据，并与燃煤参数对比，实时区分掺烧物料种类，从而避免掺烧作假，实验室分析数据作为在线热值检测数据比对基准，同时分析及对比数据可实时上传并存盘备查。

在线热值检测数据、在线称重数据送入集控系统(含协调控制、电量计量)，集控系统人员根据燃料数据进行锅炉燃烧调整或由协调控制自动进行锅炉调整；燃料经数据分析判断(根据表1数据，设置挥发份下限、硫份和灰份上限报警，如挥发份低于40、硫分高于0.5、灰分高于20，判断为非生物质燃料)是否为生物质燃料，如是生物质燃料，计入生物质电量，如不是生物质燃料，报警提示并计入燃煤电量。

表1燃煤与生物质燃料特性对比

实施例4

与实施例3区别在于，防作弊系统加入生物质台账模块，生物质利用量是计算上网电量的主要参数，为确保生物质利用量的数据真实性，可将生物质在线称重计量与汽车衡上传的生物质资源入厂管理台账进行比对，根据周期内凭证统计生物质利用量。

本发明具有污染物排放可控、投资小、效率高、可连续稳定运行、设备布置灵活、可实现自动化、易于集中控制等优点。

以上对本发明的一个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所做出的变化与改进等，均应仍归属于本发明的涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种生物质直燃耦合发电系统，包括生物质输送给料系统，所述生物质输送给料系统包括用于对生物质成型燃料进行称重的汽车衡以及用于存放称重后生物质成型燃料的料仓，料仓通过布料器均匀给料至布料器下方布置的皮带机，皮带机通过卸料器连接缓冲仓，缓冲仓通过给料器连接锅炉，其特征在于，还包括防作弊系统和集控系统，其中：

所述防作弊系统包括燃煤参数设置系统、数据分析系统以及全监控系统，所述数据分析系统包括在线热值检测系统和在线称重系统；

所述燃煤参数设置系统用于设置或者呈现预先设置的燃料参数；

所述在线热值检测系统采用高能脉冲激光煤质在线检测仪，实时获取燃料挥发份下限、硫份和灰份、热值；

所述在线称重系统对掺烧物料实时称重；

所述集控系统接收并显示数据分析系统的结果。

2.根据权利要求1所述生物质直燃耦合发电系统，其特征在于，所述皮带是通用带式输送机或者管状带式输送机或者吊挂式皮带输送机；所述在线称重采用高精度阵列式皮带秤或微机核子皮带秤或电子皮带秤。

3.根据权利要求1所述生物质直燃耦合发电系统，其特征在于，所述数据分析系统还包括实验室分析系统，所述实验室分析系统采用电厂煤化验仪器，获取燃料实验挥发份下限、硫份和灰份、热值。

4.根据权利要求1所述生物质直燃耦合发电系统，其特征在于，所述实验室分析系统通过轨道行走式机械采样机或人工从汽车衡以及皮带上进行取样。

5.基于权利要求1所述生物质直燃耦合发电系统的工艺，其特征在于，生物质成型燃料经专用汽车衡称重后，送入生物质厂房堆放；再由轮式装载机或桥式抓斗起重机运至料仓内，然后通过布料器均匀给料，给至下方布置的皮带机，生物质料随着皮带机的运转被带到锅炉房进行卸料，料卸至缓冲仓后通过给料器由给料口送入锅炉内燃烧利用；

其中，利用燃煤参数设置系统设置并呈现燃料参数，过程中，从皮带上进行取样利用在线热值检测系统进行在线热值检测，得到燃料在线挥发份、硫份和灰份、热值；从皮带上进行取样利用在线称重系统进行在线称重，得到锅炉实时掺烧量；

将在线热值检测数据与预设的燃煤参数对比，实时区分掺烧物料种类，从而避免掺烧作假；

所述在线热值检测数据、在线称重数据经数据分析后送入集控系统，集控系统根据燃料数据进行锅炉燃烧的人工或者自动调整，燃料经数据分析判断是否为生物质燃料，如是生物质燃料，计入生物质电量，如不是生物质燃料，报警提示并计入燃煤电量。

6.根据权利要求5所述生物质直燃耦合发电工艺，其特征在于，所述设置的燃料参数包括挥发份下限、硫份和灰份上限报警。

7.根据权利要求5所述生物质直燃耦合发电工艺，其特征在于，从汽车衡以及皮带上进行取样利用实验室分析系统进行实验室分析，得到燃料实验挥发份、硫份和灰份、热值，该数据作为在线热值检测数据比对基准。