[发明专利]生物燃气供蒸汽锅炉负荷调节自动控制方法及系统装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物燃气供应系统，尤其涉及生物燃气供锅炉的负荷调节控制方法和系统装置。

背景技术

生物质能是仅次于煤炭、石油气和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在能源系统中占有非常重要的地位。生物质燃气技术经过多年发展已进入工业化。目前使用的燃油燃气锅炉所用燃料一般为柴油、重油、水煤浆、天然气等。柴油、重油成本高且污染物排放高，水煤浆污染物排放在当今严峻的环境压力下也表现的不理想。生物燃气不但排放标准等同于天然气，而且价格优于天然气，是一种廉价优质的替代能源。

现有燃油燃气的蒸汽锅炉控制方法以蒸汽压力值为依据控制燃烧器的启停和大小火，启停和大小火控制是一种定量燃烧的控制方法，该种方法适用于燃油、燃气等随用随开的场合。工厂的燃油、天然气、水煤浆等正常情况下都是供应充足的，且这些燃料较生物燃气热值高，热量能快速转换成蒸汽，所以现有的燃油燃气锅炉控制方法在使用传统燃料时，一般都能保证工厂蒸汽正常供应，适应工厂蒸汽负荷的变化。

目前燃油燃气的蒸汽锅炉控制方法以蒸汽压力值为依据控制燃烧器的启停和大小火，在使用油、天然气、水煤浆时，这种方法简单实用，技术成熟，但使用生物燃气的蒸汽锅炉却不能简单的进行启停和大小火控制。生物燃气一般是配备生物质气化炉即产即用的，生物质气化炉一旦启炉后就需要长期运行，且在其负荷调节比范围内运行。生物质气化炉频繁的启停炉和超小负荷运行不但影响生物质气化炉运行经济性，也影响气化炉运行安全稳定性。生物燃气即产即用意味着生物质气化炉和燃气锅炉需要配合控制，否则容易造成能源浪费或能源不足的状况，而工厂生产变化带来需要蒸汽量的不确定性，使生物质气化炉和燃气锅炉需要及时、适量调整。

如上所述，生物质燃气与传统燃料在供应上存在较大差异，现有的燃油燃气锅炉控制方法并不适合于使用生物质燃气供锅炉的场合，因此有必要建立一种生物燃气供蒸汽锅炉自动控制系统。

发明内容

本发明的生物燃气供蒸汽锅炉控制方法为解决上述问题，采用一种新的以蒸汽压力和蒸汽流量为参数的自动控制方法和系统装置对生物质气化炉和蒸汽锅炉设备进行联动控制和调节，实现生物燃气安全生产、蒸汽稳定供应。

为达到上述目的，本发明的自动控制方法为：通过自动控制器控制主动调节风机运转频率，主动调节风机输送给定的气化风量或者给定的燃气量，通过给定的气化风量或者给定的燃气量控制蒸汽锅炉燃烧产出的蒸汽量，蒸汽压力传感器信号和蒸汽流量计信号作为反馈进入自动控制器中，形成闭环控制回路。

进一步地，该方法的设定蒸汽压力值和当前蒸汽压力的偏差进行比例-积分运算，然后加入当前蒸汽流量值经过函数G(X)运算的值，以前馈形式提高系统的响应速度，最后对结果进行限幅处理后，即得出气化风量指令值或者燃气量指令值。

进一步地，该方法的主动调节风机为气化风机或者燃气引风机，气化风机用于输送给定气化风量，燃气引风机用于输送给定燃气量；     二者其中之一作为主动调节风机，另一则作为从动调节风机，若是不安装燃气引风机的场合则气化风机作为主动调节风机。

该方法的系统设备技术方案如下：

气化风机1通过气化进风管4连接生物质气化炉5，生物质气化炉5通过燃气输出管道7连接蒸汽锅炉15，蒸汽锅炉15前端安装燃烧器14；气化风机1与气化风机变频器2对应连接，燃烧器配氧风机16、燃烧器配氧风机变频器17与燃烧器14对应连接，蒸汽压力传感器20和蒸汽流量计21与蒸汽锅炉15对应连接；气化风机变频器2、燃烧器配氧风机变频器17、蒸汽压力传感器20和蒸汽流量计21与自动控制器26电连接。

进一步地，所述的燃烧器14前端安装有燃气引风机10、燃气引风机变频器11。

进一步地，所述的气化风机1与生物质气化炉5之间的气化风进风管道4上安装有气化风切断阀3；生物质气化炉5和燃烧器14之间设置放散阀8、放散烟囱9；燃烧器14前端还安装有燃气供气阀12、燃烧器燃气气压传感器13。

进一步地，所述的蒸汽锅炉15连接炉膛烟气气压传感器18；蒸汽压力传感器20和蒸汽流量计21安装在蒸汽锅炉蒸汽燃气输出管道19上。

进一步地，所述的生物质气化炉5炉顶上安装有炉顶燃气压力传感器6。

进一步地，所述的蒸汽锅炉15连接烟气燃气输出管道22，通过烟气引风机23连接烟气烟囱25，烟气引风机23与烟气引风机变频器24相应连接。