專利名稱：生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種上料系統(tǒng)，具體地說是一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上 料系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
秸稈電廠統(tǒng)稱生物質(zhì)能電廠，鍋爐燃燒所需燃料為稻稈、麥稈、棉花稈、玉 米稈、油菜稈、花生殼、樹皮、樹枝、玉米芯、木屑等多種植物廢料，其中稻稈、 麥稈稱為黃色秸稈，其余稱為灰色秸稈。
生物質(zhì)能電廠上料系統(tǒng)的控制是一種對秸稈包料上料、破碎、散料輸送、提 升、喂料的綜合連續(xù)監(jiān)控方法，用于保證電廠的穩(wěn)定發(fā)電。
在生物質(zhì)能電廠內(nèi)，由物料儲存庫(包料或散料)至鍋爐爐膛進口的物料輸 送系統(tǒng)，稱為上料系統(tǒng)。上料系統(tǒng)基本分為包料輸送、散料輸送及包料破碎后輸 送三種。其中包料破碎上料系統(tǒng)具體過程如下-
各秸稈收集點將秸稈打包后送入電廠秸稈倉庫，在秸稈倉庫內(nèi)由秸稈包抓斗 起重機將秸稈包抓到輸送設(shè)備上，輸送設(shè)備將秸稈包輸送至破碎機，秸稈經(jīng)破碎 機破碎后，由皮帶輸送機等設(shè)備，將物料送進鍋爐爐膛。
目前，國內(nèi)己投運的生物質(zhì)能發(fā)電廠還較少，能正常運行的更少。國內(nèi)已投 運的生物質(zhì)能發(fā)電廠正常投運困難，問題主要出在上料系統(tǒng)，包括對上料系統(tǒng)的 控制。由于上料系統(tǒng)環(huán)節(jié)多、滯后大，加上秸稈燃料發(fā)熱量低，并且容易燃燒， 因此，上料系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，直接影響鍋爐的正常運行。鍋爐負(fù)荷增加，上料系 統(tǒng)輸送物料要多；鍋爐負(fù)荷減少，上料系統(tǒng)輸送物料就少，上料系統(tǒng)輸送物料的 多少要隨鍋爐負(fù)荷的變化而波動，十分敏感。因此，當(dāng)系統(tǒng)中任一設(shè)備故障時， 整個上料系統(tǒng)需要立即作出連鎖保護反應(yīng)，如切換成備用設(shè)備投入，或整個系統(tǒng) 緊急停止，并使鍋爐跳閘。目前對于燃燒純黃色秸稈的生物質(zhì)能發(fā)電廠的正常投 運在國內(nèi)外還都沒有成功的先例。
發(fā)明內(nèi)容
為了保證燃燒純黃色秸稈的生物質(zhì)能發(fā)電廠上料系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，本實用新 型的目的是提供一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)。本實用新型的上料系統(tǒng) 中每臺鍋爐設(shè)置兩套互為備用的系統(tǒng)。對燃用純黃色秸稈生物質(zhì)能電廠秸稈包料 破碎上料系統(tǒng)配置一套具有順序啟停、自動調(diào)節(jié)、連鎖及保護功能的一體化控制 系統(tǒng)，保證生物質(zhì)能電廠鍋爐的穩(wěn)定運行并適應(yīng)電負(fù)荷變化的需要。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，其特征在于它包括秸稈包抓斗起 重機、分包平臺、分包平臺側(cè)鏈板輸送機、破碎機側(cè)鏈板輸送機、秸稈破碎機、 大傾角波狀擋邊帶式輸送機、爐前料倉分配器和鍋爐給料螺旋輸送機，分包平臺 通過分包平臺側(cè)鏈板輸送機和破碎機側(cè)鏈板輸送機與秸稈破碎機的進口連接；秸 稈破碎機的出口通過大傾角波狀擋邊帶式輸送機與爐前料倉分配器連接；與爐膛 相通的鍋爐給料螺旋輸送機與爐前料倉分配器連接；其中，所述分包平臺、分包 平臺側(cè)鏈板輸送機、破碎機側(cè)鏈板輸送機、秸稈破碎機、爐前料倉分配器和鍋爐 給料螺旋輸送機均為兩套，且每套配合連接后均與一套大傾角波狀擋邊帶式輸送 機連接。
本實用新型中，分包平臺由二臺鏈板輸送機并行設(shè)置。每臺鍋爐將設(shè)置兩套 分包平臺，每套分包平臺再對應(yīng)兩套分包平臺側(cè)鏈板輸送機、破碎機側(cè)鏈板輸送 機、秸稈破碎機設(shè)備，組成互為備用的兩套系統(tǒng)。但大傾角波狀擋邊帶式輸送機 只配置一套，其后部設(shè)備爐前料倉分配器和鍋爐給料螺旋輸送機又配置成兩套。 分包平臺側(cè)鏈板輸送機采用變頻可調(diào)速電機。在大傾角波狀擋邊帶式輸送機皮帶 機頭部水平段的下方，設(shè)置有水平的余料返回皮帶機。大傾角波狀擋邊帶式輸送 機釆用變頻可調(diào)速電機。
上述生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法為上料系統(tǒng)中各設(shè) 備按順序啟動或停止；正常連續(xù)運行時根據(jù)鍋爐負(fù)荷自動調(diào)節(jié)相應(yīng)的上料系統(tǒng)中 各設(shè)備輸送量；在正常穩(wěn)定運作時自動進行各設(shè)備間的配合和動作；當(dāng)上料系統(tǒng) 中任一設(shè)備故障時立即作出連鎖保護反應(yīng)；具體包括以下步驟
1) 系統(tǒng)啟動自動順序控制
上料系統(tǒng)啟動時，從上料系統(tǒng)的末端設(shè)備，即鍋爐給料螺旋輸送機首先開始 啟動，然后由爐前料倉分配器、大傾角波狀擋邊帶式輸送機、秸稈破碎機、破碎 機側(cè)鏈板輸送機、分包平臺側(cè)鏈板輸送機、分包平臺到秸稈包抓斗起重機逐級向 前，直至全部都啟動完畢;上料系統(tǒng)中兩套設(shè)備可以同時啟動或啟動其中的一套， 另一套作備用。
啟動過程中每一步都由反饋信號予以確認(rèn)，只有被確認(rèn)實際啟動后才執(zhí)行下 一步；若某一步啟動失敗，則上料系統(tǒng)停止運行。
2) 正常運行時的設(shè)備間聯(lián)動
由秸稈包抓斗起重機將料送到分包平臺，經(jīng)過分包平臺側(cè)鏈板輸送機、破碎 機側(cè)鏈板輸送機、秸稈破碎機、大傾角波狀擋邊帶式輸送機、爐前料倉分配器和 鍋爐給料螺旋輸送機送入爐膛；
3) 系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時，由鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)指令立即調(diào)整鍋爐給料螺旋 輸送機的轉(zhuǎn)速，使進入鍋爐燃燒的秸稈量適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的需要；同時將鍋爐 負(fù)荷作為前饋信號，分別送至料倉分料螺旋輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、大傾角波狀擋邊 帶式輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和鏈板輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，使整個上料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與鍋爐 燃燒調(diào)節(jié)需求相協(xié)調(diào)。
4) 設(shè)備故障連鎖保護反應(yīng)
上料系統(tǒng)正常運行時，除大傾角波狀擋邊帶式輸送機外其他某一設(shè)備發(fā)生故 障跳閘，則立即停止與該設(shè)備相配套的相應(yīng)設(shè)備的運行；上料系統(tǒng)另外一套設(shè)備 運行；若大傾角波狀擋邊帶式輸送機故障跳閘，則全部系統(tǒng)跳閘；
5) 系統(tǒng)停止自動順序控制
上料系統(tǒng)停止時，與啟動順序剛好相反，即從系統(tǒng)最前端秸稈包抓斗起重機 開始停，由分包平臺、分包平臺側(cè)鏈板輸送機、破碎機側(cè)鏈板輸送機、秸稈破碎 機、大傾角波狀擋邊帶式輸送機、爐前料倉分配器到鍋爐給料螺旋輸送機逐臺向 后，直至全部設(shè)備都停止下來。
本實用新型采用以微處理器為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)(DCS)來實現(xiàn)，和主廠 房鍋爐控制組成一體化控制系統(tǒng)，整體性強，運行維護方便；采用數(shù)字控制，精 度高，系統(tǒng)可利用率高；控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)等采用冗余配置，可靠性高。本實用 新型保證了系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)并滿足鍋爐穩(wěn)定燃燒要求。
本實用新型的上料系統(tǒng)中每臺鍋爐設(shè)置兩套互為備用的系統(tǒng)，保證了上料系 統(tǒng)的可靠運行。對燃用純黃色秸稈生物質(zhì)能電廠秸稈包料破碎上料系統(tǒng)配置一套 具有順序啟停、自動調(diào)節(jié)、連鎖及保護功能的一體化控制系統(tǒng)，保證生物質(zhì)能電 廠鍋爐的穩(wěn)定運行并適應(yīng)電負(fù)荷變化的需要。


圖1是本實用新型上料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；具體實施方式
一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，包括秸稈包抓斗起重機l、分包平 臺2、分包平臺側(cè)鏈板輸送機3、破碎機側(cè)鏈板輸送機4、秸稈破碎機5、大傾角 波狀擋邊帶式輸送機6、爐前料倉分配器7和鍋爐給料螺旋輸送機8，分包平臺 2通過分包平臺側(cè)鏈板輸送機3和破碎機側(cè)鏈板輸送機4與秸稈破碎機5的進口 連接；秸稈破碎機5的出口通過大傾角波狀擋邊帶式輸送機6與爐前料倉分配器 7連接；與爐膛9相通的鍋爐給料螺旋輸送機8與爐前料倉分配器7連接；其中，分包平臺2、分包平臺側(cè)鏈板輸送機3、破碎機側(cè)鏈板輸送機4、秸稈破碎機5、 爐前料倉分配器7和鍋爐給料螺旋輸送機8均為兩套，且每套配合連接后均與一 套大傾角波狀擋邊帶式輸送機6連接。秸稈包抓斗起重機1可以是一套共用。
每臺鍋爐將設(shè)置兩套分包平臺，每套分包平臺再對應(yīng)兩套分包平臺側(cè)鏈板輸 送機、破碎機側(cè)鏈板輸送機、秸稈破碎機設(shè)備，組成互為備用的兩套系統(tǒng)。大傾 角波狀擋邊帶式輸送機只配置一套，其后部設(shè)備爐前料倉分配器和鍋爐給料螺旋 輸送機又配置成兩套。
運行時，上料系統(tǒng)中各設(shè)備按順序啟動或停止；正常連續(xù)運行時根據(jù)鍋爐負(fù) 荷自動調(diào)節(jié)相應(yīng)的上料系統(tǒng)中各設(shè)備輸送量；在正常穩(wěn)定運作時自動進行各設(shè)備 間的配合和動作；當(dāng)上料系統(tǒng)中任一設(shè)備故障時立即作出連鎖保護反應(yīng)；具體包 括以下步驟
上料系統(tǒng)啟動時，從上料系統(tǒng)的末端設(shè)備，即鍋爐給料螺旋輸送機8首先開 始啟動，然后由爐前料倉分配器7、大傾角波狀擋邊帶式輸送機6、秸稈破碎機 5、破碎機側(cè)鏈板輸送機4、分包平臺側(cè)鏈板輸送機3到分包平臺2逐級向前， 直至全部都啟動完畢；上料系統(tǒng)中兩套設(shè)備可以同時啟動或啟動其中的一套，另 一套作備用。
啟動過程中每一步都由反饋信號予以確認(rèn)，只有被確認(rèn)實際啟動后才執(zhí)行下 一步；若某一步啟動失敗，則上料系統(tǒng)停止運行。
正常運行時，由秸稈包抓斗起重機1將料送到分包平臺2，經(jīng)過分包平臺側(cè) 鏈板輸送機3、破碎機側(cè)鏈板輸送機4、秸稈破碎機5、大傾角波狀擋邊帶式輸 送機6、爐前料倉分配器7和鍋爐給料螺旋輸送機8送入爐膛。
秸稈包抓斗起重機1為獨立設(shè)備，由本系統(tǒng)將控制信息傳輸給抓斗起重機1， 由其裝卸秸稈包， 一般每次抓取二排，每排4 6包，抓到分包平臺2。
由于秸稈破碎機采用單包破碎，分包平臺由二臺鏈板輸送機并行設(shè)置合并而 成，秸稈包抓斗起重機抓取二排秸稈包，將秸稈包對準(zhǔn)分包平臺的二臺鏈板輸送 機放好后，二臺鏈板輸送機橫向移動，使每排秸稈包的中心線，對準(zhǔn)下一級輸送 設(shè)備的中心線，啟動鏈板輸送機，將秸稈包輸送到下一級輸送設(shè)備分包平臺側(cè)鏈 板輸送機3中。
分包平臺側(cè)鏈板輸送機3采用變頻可調(diào)速運行，當(dāng)分包平臺的鏈板輸送機將 秸稈包輸送到本級鏈板輸送機后，本級鏈板輸送機快速將秸稈包輸送至下一級破碎機側(cè)鏈板輸送機上，當(dāng)分包平臺側(cè)鏈板輸送機上的秸稈包接近破碎機側(cè)鏈板輸 送機上的秸稈包時，分包平臺側(cè)鏈板輸送機的運行速度減至第二鏈板輸送機的運 行速度，此時，二條鏈板輸送機運行速度一致，平穩(wěn)向秸稈破碎機輸送秸稈包。
破碎機側(cè)鏈板輸送機4為秸稈破碎機的喂料設(shè)備，其運行速度與破碎機的破 碎速度相一致，連續(xù)向破碎機勻速供料。
秸稈破碎機采用整包進料的破碎方式，秸稈包沿中心線，由秸稈破碎機的側(cè) 面進入，破碎后由破碎機的下方排至大傾角波狀擋邊帶式輸送機，破碎后的秸稈 長度為3 5cm。
大傾角波狀擋邊帶式輸送機6為輸送、提升秸稈破碎后的主要設(shè)備，采用變 頻可調(diào)速運行，為防止頭部卸料卸不凈，在皮帶機頭部水平段的下方，設(shè)置了一 條水平的余料返回皮帶機，將卸不凈的余料返回系統(tǒng)內(nèi)。
爐前料倉分配器7為物料的分流設(shè)備，采用變頻可調(diào)速運行，由大傾角波狀 擋邊帶式輸送機將秸稈散料輸送至爐前料倉分配器的進口，經(jīng)分配器分流后，分 二路進入鍋爐給料螺旋輸送機。
鍋爐給料螺旋輸送機8為上料系統(tǒng)的末端設(shè)備，也采用變頻可調(diào)速運行以快 速適應(yīng)鍋爐燃燒需求，物料經(jīng)給料螺旋輸送機進入爐膛9燃燒。
上料系統(tǒng)為自動調(diào)節(jié)，包括有對鍋爐燃燒調(diào)節(jié)、分料螺旋輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、 大傾角波狀擋邊帶式輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和鏈板輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等調(diào)節(jié)內(nèi)容，如附圖 4所示。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時，由鍋爐燃燒調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)指令立即調(diào)整鍋爐給料 螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速，使進入鍋爐燃燒的秸稈量適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的需要；同時將 鍋爐負(fù)荷作為前饋信號，分別送至料倉分料螺旋輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、大傾角波狀 擋邊帶式輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和鏈板輸送機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，使整個上料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與 鍋爐燃燒調(diào)節(jié)需求相協(xié)調(diào)。
這時，料倉分料螺旋輸送機轉(zhuǎn)速自動匹配鍋爐給料螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速，大傾 角波狀擋邊帶式輸送機在不飛料的前提下自動跟隨分料螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速，而鏈 板輸送機轉(zhuǎn)速由大傾角波狀擋邊帶式輸送機轉(zhuǎn)速和鍋爐負(fù)荷指令共同控制。
上料系統(tǒng)正常運行時，除大傾角波狀擋邊帶式輸送機6外其他某一設(shè)備發(fā)生 故障跳閘，則立即停止與該設(shè)備相配套的相應(yīng)設(shè)備的運行；上料系統(tǒng)另外一套設(shè) 備運行；若大傾角波狀擋邊帶式輸送機6故障跳閘，則全部系統(tǒng)跳閘。
上料系統(tǒng)停止時，與啟動順序剛好相反，即從系統(tǒng)最前端分包平臺2開始停，經(jīng)由分包平臺側(cè)鏈板輸送機3、破碎機側(cè)鏈板輸送機4、秸稈破碎機5、大傾角 波狀擋邊帶式輸送機6、爐前料倉分配器7到鍋爐給料螺旋輸送機8逐臺向后， 直至全部設(shè)備都停止下來。停止邏輯是強制性的，不必設(shè)置每一步的確認(rèn)。
本實用新型中，所有的順序控制和自動調(diào)節(jié)功能都由控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)， 能在主廠房集中控制室內(nèi)的操作員站上集中監(jiān)控，協(xié)調(diào)上料系統(tǒng)各相關(guān)設(shè)備間的 運作。由于是融合在整套生物質(zhì)能電廠一體化集中控制系統(tǒng)中，能密切配合鍋爐 及汽輪發(fā)電機組的運行，保證鍋爐的穩(wěn)定燃燒，適應(yīng)電負(fù)荷變化的需求。
權(quán)利要求1、一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，其特征在于它包括秸稈包抓斗起重機(1)、分包平臺(2)、分包平臺側(cè)鏈板輸送機(3)、破碎機側(cè)鏈板輸送機(4)、秸稈破碎機(5)、大傾角波狀擋邊帶式輸送機(6)、爐前料倉分配器(7)和鍋爐給料螺旋輸送機(8)，分包平臺(2)通過分包平臺側(cè)鏈板輸送機(3)和破碎機側(cè)鏈板輸送機(4)與秸稈破碎機(5)的進口連接；秸稈破碎機(5)的出口通過大傾角波狀擋邊帶式輸送機(6)與爐前料倉分配器(7)連接；與爐膛相通的鍋爐給料螺旋輸送機(8)與爐前料倉分配器(7)連接；其中，所述分包平臺(2)、分包平臺側(cè)鏈板輸送機(3)、破碎機側(cè)鏈板輸送機(4)、秸稈破碎機(5)、爐前料倉分配器(7)和鍋爐給料螺旋輸送機(8)均為兩套，且每套配合連接后均與一套大傾角波狀擋邊帶式輸送機(6)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，其特征在于分包平臺(2)由二臺鏈板輸送機并行設(shè)置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，其特征 在于分包平臺側(cè)鏈板輸送機(3)采用變頻可調(diào)速電機。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，其特征 在于在大傾角波狀擋邊帶式輸送機(6)皮帶機頭部水平段的下方，設(shè)置有水 平的余料返回皮帶機。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，其特征 在于大傾角波狀擋邊帶式輸送機(6)采用變頻可調(diào)速電機。
專利摘要本實用新型公開一種生物質(zhì)能電廠黃色秸稈的上料系統(tǒng)，分包平臺通過分包平臺側(cè)鏈板輸送機和破碎機側(cè)鏈板輸送機與秸稈破碎機的進口連接；秸稈破碎機的出口通過大傾角波狀擋邊帶式輸送機與爐前料倉分配器連接；與爐膛相通的鍋爐給料螺旋輸送機與爐前料倉分配器連接；其中，分包平臺、分包平臺側(cè)鏈板輸送機、破碎機側(cè)鏈板輸送機、秸稈破碎機、爐前料倉分配器和鍋爐給料螺旋輸送機均為兩套，且每套配合連接后均與一套大傾角波狀擋邊帶式輸送機連接。本實用新型的上料系統(tǒng)中設(shè)置兩套互為備用的系統(tǒng)，并對上料系統(tǒng)配置一套具有順序啟停、自動調(diào)節(jié)、連鎖及保護功能的一體化控制系統(tǒng)，可以保證生物質(zhì)能電廠鍋爐的穩(wěn)定運行并適應(yīng)電負(fù)荷變化的需要。
文檔編號F23K3/00GK201310908SQ200820038430
公開日2009年9月16日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日
發(fā)明者劉國耀, 張勁松, 李林章, 兵 梁, 董志強 申請人:江蘇省電力設(shè)計院;南京科遠自動化集團股份有限公司