CN203768315U - 生物质反应炉控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生物质能源设备技术领域，尤其涉及生物质反应炉控制系统，其包括有反应炉体、送料装置、送料电机、搅动及落灰装置、搅动电机、助燃装置、主控芯片、反应炉温度传感器，送料装置设置在反应炉体顶部，助燃装置设置在反应炉体上，搅动及落灰装置设置在反应炉体底部，反应炉温度传感器设置在反应炉体内，反应炉温度传感器与主控芯片的输入端电连接，送料电机和搅动电机分别与主控芯片的输出端电连接，形成反应炉体内温度闭环控制系统，能够精确控制反应炉体内温度，反应炉体内火力稳定。

Description

生物质反应炉控制系统

技术领域：

本实用新型涉及生物质能源设备技术领域，尤其涉及一种生物质反应炉控制系统。

背景技术：

生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。而且生物质是重要的可再生能源，它分布广泛，数量巨大，原料能够源源不断的供应。传统对生物质燃料的使用，绝多数仍使用直接燃烧的方式，利用率低。目前市场上已普遍使用的生物质燃烧机分为直烧式和气化式二种。

直烧式如同较早期在农村烧灶的方式，较特别的是在进料和火力上加装一些简单设备，但其燃烧值是不变的，用这种直烧的方式，受限它的燃烧值，在一般可接受体积的限定下，通常达不到较高的热能及热量，除非加大体积，这样就会大大增加成本。并且按这种燃烧方式，在相同热能的情况下其成本是煤的1.47倍，虽其是环保产品，但仍无法取代煤的市场地位。

生物质气化技术，主要是以低生物质为原料的气化技术，使低生物质完成从固态到可燃气体的转化。各种生物质燃料都是由C、H、O等元素组成，当在密闭空间，注入燃料将其点燃后，同时供入少量空气使其不完全燃烧，并控制其反应过程，促使C、H、O等元素反应生成CO、CH₄、H₂等可燃气体，燃料中的大部分能量转移到气体中，这就是气化过程。生物质燃料可以是以农作物秸杆、用玉米芯、木料、柴草等。生物质气化技术的用途与城市管道煤气相同，燃烧稳定、热效率高，适用于炊事、取暖、锅炉等，应用前途极其广阔。生物质气化过程包括进料、生物质气化、气体净化处理收集等程序。现有技术中各种生物质气化制取燃气的技术和装置存在着诸多问题。

现有的生物质燃烧设备，是将生物质燃料在燃烧机内充分燃烧，并以高压高温的方式将所生成的火焰，强力的向外排出，但由于无有效控制燃料在燃烧过程所产生温度，致产生的火力没法稳定的形成，给使用者造成很大的困扰。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种能够精确控制反应炉体内温度的生物质反应炉控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

生物质反应炉控制系统，它包括有反应炉体、将原料送进反应炉体内的送料装置、驱动送料装置动作的送料电机、搅动反应炉体中原料和排放炭颗粒的搅动及落灰装置、驱动搅动及落灰装置动作的搅动电机、向反应炉体中输入助燃剂的助燃装置、主控芯片、反应炉温度传感器，送料装置设置在反应炉体顶部，助燃装置设置在反应炉体上，搅动及落灰装置设置在反应炉体底部，反应炉温度传感器设置在反应炉体内，反应炉温度传感器与主控芯片的输入端电连接，送料电机和搅动电机分别与主控芯片的输出端电连接。

所述助燃装置包括有可调速度的助燃风机、助燃管，助燃管的一端与助燃风机的出风口连通，助燃管的另一端伸入反应炉体中，助燃风机与主控芯片的输出端电连接。

所述送料装置上设有料斗，料斗中设有料位传感器，料位传感器与主控芯片的输入端电连接。

所述搅动及落灰装置底部设有灰桶，灰桶中设有灰位传感器，灰位传感器与主控芯片的输入端电连接，灰桶底部连接有将灰桶中的炭颗粒输送出去的炭颗粒输出装置，炭颗粒输出装置通过排灰电机驱动，排灰电机与主控芯片的输出端电连接。

本实用新型还包括有显示屏，显示屏与主控芯片的输出端电连接。

本实用新型还包括有按键，按键与主控芯片的输入端电连接。

本实用新型还包括有炉膛、设置在炉膛上的坩锅、输气管路，反应炉体的可燃气出口通过输气管路与炉膛连通，坩锅中设有目标温度传感器，目标温度传感器与主控芯片的输入端电连接。

所述炉膛内设有炉膛温度传感器，炉膛温度传感器与主控芯片的输入端电连接。

所述输气管路包括有可燃气管、热空气管、混气管和可调速度的混气风机，可燃气管的入口与反应炉体的可燃气输出口连通，可燃气管的出口与混气管的入口连通，热空气管的入口与混气风机出风口连通，热空气管的出口与混气管的入口连通，混气管的出口与炉膛连通，混气风机与主控芯片的输出端电连接。

本实用新型有益效果在于：本实用新型包括有反应炉体、送料装置、送料电机、搅动及落灰装置、搅动电机、助燃装置、主控芯片、反应炉温度传感器，送料装置设置在反应炉体顶部，助燃装置设置在反应炉体上，搅动及落灰装置设置在反应炉体底部，反应炉温度传感器设置在反应炉体内，反应炉温度传感器与主控芯片的输入端电连接，送料电机和搅动电机分别与主控芯片的输出端电连接，形成反应炉体内温度闭环控制系统，反应炉温度传感器实时检测反应炉体内的温度并反馈给主控芯片，主控芯片根据反应炉温度传感器反馈的温度信息控制送料电机和搅动电机的工作状态以控制反应炉体内的温度，使反应炉体内的温度保持在设定的温度范围内，能够精确控制反应炉体内温度，以达成萃取可燃气的最佳化。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的控制原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，见图1~2所示，生物质反应炉控制系统，它包括有反应炉体1、将原料送进反应炉体1内的送料装置2、驱动送料装置2动作的送料电机21、搅动反应炉体1中原料和排放炭颗粒的搅动及落灰装置3、驱动搅动及落灰装置3动作的搅动电机31、向反应炉体1中输入助燃剂的助燃装置4、主控芯片5、反应炉温度传感器51，送料装置2设置在反应炉体1顶部，助燃装置4设置在反应炉体1上，搅动及落灰装置3设置在反应炉体1底部，反应炉温度传感器51设置在反应炉体1内，反应炉温度传感器51与主控芯片5的输入端电连接，送料电机21和搅动电机31分别与主控芯片5的输出端电连接。

送料电机21工作时，驱动送料装置2工作将常温的新原料送进反应炉体1内，新原料由于温度较低，送进反应炉体1内后会使反应炉体1内温度降低，利用送料电机21控制驱动送料装置2的下料时间间隔就能控制反应炉体1内温度，当反应炉体1内温度较低时则延长下料时间间隔，当反应炉体1内温度较高时则缩短下料时间间隔。

搅动电机31工作时，驱动搅动及落灰装置3工作搅动反应炉体1中原料和排放炭颗粒，使原料燃烧更充分，从而能够提升反应炉体1内温度，利用搅动电机31控制搅动及落灰装置3搅动的时间间隔和搅动速度就能控制反应炉体1内温度，当反应炉体1内温度较低时可以缩短搅动时间间隔或加快搅动速度，当反应炉体1内温度较高时可以延长搅动时间间隔或减慢搅动速度。

助燃装置4包括有可调速度的助燃风机41、助燃管42，助燃管42的一端与助燃风机41的出风口连通，助燃管42的另一端伸入反应炉体1中，助燃风机41与主控芯片5的输出端电连接。通过控制助燃风机41的转速就能够调节助燃管42向反应炉体1中输送空气的流量，从而控制反应炉体1内温度，输送空气的流量增大时，能够使得反应炉体1内的燃料燃烧更充分而提升反应炉体1内温度，反之则降低反应炉体1内温度。助燃装置4向反应炉体1中输送空气的流量与反应炉体1输出可燃气的流量成正比。

本实用新型通过主控芯片5、反应炉温度传感器51、送料电机21、搅动电机31和助燃风机41组合形成反应炉体1内温度闭环控制系统，反应炉温度传感器51实时检测反应炉体1内的温度并反馈给主控芯片5，主控芯片5根据反应炉温度传感器51反馈的温度信息控制送料电机21、搅动电机31和助燃风机41的工作状态以控制反应炉体1内的温度，使反应炉体1内的温度保持在设定的温度范围内，能够精确控制反应炉体1内温度，反应炉体1内火力稳定，能够保证在最佳的温度范围内制取可燃气。在本实施方式中，反应炉温度传感器51检测到反应炉体1内的温度小于590℃时，延长送料装置2的下料时间间隔；当反应炉体1内的温度在590~670℃范围内时，送料装置2、搅动及落灰装置3、助燃装置4按正常工作；当反应炉体1内的温度大于670℃时，缩短送料装置2的下料时间间隔，如强制每20秒进行一次下料动作。

当反应炉温度传感器51检测到反应炉体1内的温度超过设定的温度时，提示警报，并进行自动停机。

送料装置2上设有料斗22，料斗22中设有料位传感器52，料位传感器52与主控芯片5的输入端电连接，当料位传感器52检测到料斗22没有原料时，发出警报提醒进行自动化或人工填料动作。

搅动及落灰装置3底部设有灰桶32，灰桶32中设有灰位传感器53，灰位传感器53与主控芯片5的输入端电连接，灰桶32底部连接有将灰桶32中的炭颗粒输送出去的炭颗粒输出装置6，炭颗粒输出装置6通过排灰电机61驱动，排灰电机61与主控芯片5的输出端电连接，当灰位传感器53检测到灰桶32中的灰位高于正常值时反馈给主控芯片5，由主控芯片5控制排灰电机61工作驱动炭颗粒输出装置6工作，排放出灰桶32内的炭颗粒，能够自动排放炭颗粒，控制方便。

本实用新型还包括有炉膛7、设置在炉膛7上的坩锅8、输气管路9，反应炉体1的可燃气出口通过输气管路9与炉膛7连通，坩锅8中设有目标温度传感器56，目标温度传感器56与主控芯片5的输入端电连接，反应炉体1内制取的可燃气通过输气管路9输送到炉膛7中燃烧，将坩锅8中的目标物加热到所需温度，目标物可以为水、油或其它物体，目标温度传感器56实时检测坩锅8中目标物的温度并反馈给主控芯片5，主控芯片5根据目标温度传感器56反馈的温度信息，可以通过控制反应炉体1的可燃气输出流量、输气管路9混入空气的量、炉膛7温度等来调节控制坩锅8中目标物的温度，使目标物的温度保持在设定在范围内。

炉膛7内设有炉膛温度传感器57，炉膛温度传感器57与主控芯片5的输入端电连接，炉膛温度传感器57能够实时检测炉膛7内的温度并反馈给主控芯片5，主控芯片5根据炉膛温度传感器57反馈的温度信息，可以通过控制反应炉体1的可燃气输出流量、输气管路9混入空气的量等来调节控制炉膛7温度，使炉膛7的温度保持在设定在范围内。

输气管路9包括有可燃气管91、热空气管92、混气管93和可调速度的混气风机94，可燃气管91的入口与反应炉体1的可燃气输出口连通，可燃气管91的出口与混气管93的入口连通，热空气管92的入口与混气风机94出风口连通，热空气管92的出口与混气管93的入口连通，混气管93的出口与炉膛7连通，混气风机94与主控芯片5的输出端电连接，混气风机94、目标温度传感器56、炉膛温度传感器57与主控芯片5组合形成目标温度闭环控制系统，通过控制混气风机94的转速可调节热空气管92的空气流量而控制可燃气中混入空气的量，从而控制炉膛7内温度，输送空气的流量增大时，能够使得炉膛7内的可燃气燃烧更充分提升火力而提升炉膛7内温度，从而也使坩锅8中的目标物温度提升，反之则降低炉膛7内温度和目标物温度。

本实用新型还包括有显示屏54、按键55，显示屏54与主控芯片5的输出端电连接，按键55与主控芯片5的输入端电连接，按键55能够用于控制和输入控制参数。显示屏54能够用于：进料、回位、掏灰、清灰等各种动作显示；反应炉体1内温度、炉膛7内温度、目标物温度等各种温度显示；各个电机功率显示；高温、无料显示。本实用新型还具有安全密码设置、远程监控传输等功能。

当然，以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (9)

1.生物质反应炉控制系统，其特征在于：包括有反应炉体（1）、将原料送进反应炉体（1）内的送料装置（2）、驱动送料装置（2）动作的送料电机（21）、搅动反应炉体（1）中原料和排放炭颗粒的搅动及落灰装置（3）、驱动搅动及落灰装置（3）动作的搅动电机（31）、向反应炉体（1）中输入助燃剂的助燃装置（4）、主控芯片（5）、反应炉温度传感器（51），送料装置（2）设置在反应炉体（1）顶部，助燃装置（4）设置在反应炉体（1）上，搅动及落灰装置（3）设置在反应炉体（1）底部，反应炉温度传感器（51）设置在反应炉体（1）内，反应炉温度传感器（51）与主控芯片（5）的输入端电连接，送料电机（21）和搅动电机（31）分别与主控芯片（5）的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：所述助燃装置（4）包括有可调速度的助燃风机（41）、助燃管（42），助燃管（42）的一端与助燃风机（41）的出风口连通，助燃管（42）的另一端伸入反应炉体（1）中，助燃风机（41）与主控芯片（5）的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：所述送料装置（2）上设有料斗（22），料斗（22）中设有料位传感器（52），料位传感器（52）与主控芯片（5）的输入端电连接。

4.根据权利要求1所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：所述搅动及落灰装置（3）底部设有灰桶（32），灰桶（32）中设有灰位传感器（53），灰位传感器（53）与主控芯片（5）的输入端电连接，灰桶（32）底部连接有将灰桶（32）中的炭颗粒输送出去的炭颗粒输出装置（6），炭颗粒输出装置（6）通过排灰电机（61）驱动，排灰电机（61）与主控芯片（5）的输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：还包括有显示屏（54），显示屏（54）与主控芯片（5）的输出端电连接。

6.根据权利要求1所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：还包括有按键（55），按键（55）与主控芯片（5）的输入端电连接。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：还包括有炉膛（7）、设置在炉膛（7）上的坩锅（8）、输气管路（9），反应炉体（1）的可燃气出口通过输气管路（9）与炉膛（7）连通，坩锅（8）中设有目标温度传感器（56），目标温度传感器（56）与主控芯片（5）的输入端电连接。

8.根据权利要求7所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：所述炉膛（7）内设有炉膛温度传感器（57），炉膛温度传感器（57）与主控芯片（5）的输入端电连接。

9.根据权利要求7所述的生物质反应炉控制系统，其特征在于：所述输气管路（9）包括有可燃气管（91）、热空气管（92）、混气管（93）和可调速度的混气风机（94），可燃气管（91）的入口与反应炉体（1）的可燃气输出口连通，可燃气管（91）的出口与混气管（93）的入口连通，热空气管（92）的入口与混气风机（94）出风口连通，热空气管（92）的出口与混气管（93）的入口连通，混气管（93）的出口与炉膛（7）连通，混气风机（94）与主控芯片（5）的输出端电连接。