1. 研究目的与意义
(1)将木材加工剩余物制作成木片,再通过气化炉将木片气化成的可燃气体去发电,是利用木材剩余物很有效的方法之一。
(2)木片气化炉正常运行时需保持炉膛在低负压状态下运行。如果炉膛出现正压,会造成气化烟尘外泄,既影响正常生产,又会造成环境污染。如果炉膛负压过大,则进风量不够,也会影响木片气化效果。
(3)通过对鼓引风机的联锁控制,并进行变频调速鼓引风风量的配比,以保证炉膛的低负压状态。本项研究将对实际木片气化生产具有一定的实用价值。2. 国内外研究现状分析
随着经济社会的快速发展,能源消耗越来越多。森林资源作为一种可再生的,且就目前而言,还是一种资源总量很大的自然资源,势必成为各国国家所关注的重点。目前欧美国家正在致力于生物质气化合成甲醇、制氢燃料的研究。其生物质气化装置均为流化床气化炉,使用氧或水蒸汽作气化剂,产生中热值煤气。
生物质气化是指将预处理过的生物质在气化介质中如空气、纯氧、水蒸气或这三者混合物加热至700℃以上,将生物质分解为合成气[2]。近年来,随着农村经济的发展,生物质气化技术得到了推广和使用,而目前户用型生物质气化炉具有气化率达70%、常压产气、随产随用、无贮气装置、炉体结构合理、外壳无高温、产气稳定、燃烧时无烟无味、火焰稳定、一次加满原料可连续产气3 h,满足一般农户一天的生活用能需求的特点。
上世纪70年代以来,欧美等发达国家对生物质气化技术的研究十分重视。现已达到了较高水平,如德国鲁奇公司进行100mw 生物质气化联合循环发电(bigcc)的示范工程,美国可再生能源实验室和夏威夷大学研究开发的battelle生物质气化发电系统(bigcc)及瑞典开发成功的tps生物质的bigcc系统.目前欧美国家正在致力于生物质气化合成甲醇、制氢燃料的研究。其生物质气化装置均为流化床气化炉,使用氧或水蒸汽作气化剂,产生中热值煤气。美国国家再生能源实验室曾研制成功生物质双器流化床气化炉.该方法不用氧而使用空气和水蒸汽生产中热值燃气,并建立了示范厂。由于运行时焦炭和热载体都在高温下进行循环,难以定量控制,使得难以稳定运行.目前这种技术尚无实际应用。
3. 研究的基本内容与计划
1、研究内容
(1)国内外生物质气化生产的现状;气化炉生产设备运行控制要求;影响气化炉低负压运行因素的分析;确定鼓引风量配比控制方案。
(2)鼓引风量配比控制系统主控设备的选择,以及各输入/输出(i/o)模块的选择;气化炉鼓引风量配比控制的实现和控制系统硬件设计;
4. 研究创新点
(1)气化炉炉膛负压控制系统采用PLC作为主控设备,结合触摸屏技术,通过炉膛压力传感器的在线检测,实现了炉膛负压的自动控制
(2)通过采用变频器变频调速技术,实现鼓风机、引风机的无级调速,使气化炉鼓风量和引风量的风量比例适宜,以保证炉膛负压的实现
(3)结合触摸屏技术所设计的人机交互界面的友好,不仅可以通过触摸屏在线知晓炉膛负压,而且工作人员可利用触摸屏进行压力、鼓风机和引风机初始频率等参数的设置,方便炉膛负压控制的进行