生物质能发电厂综合自动控制技术探讨(3)

3.7空气预热器控制

与常规电厂不同，系统布置了一组高压空预器、高压烟气冷却器和一组低压空预器、低压烟气冷却器。系统以水为介质，将烟气的热量传递给将要进入炉膛的空气。系统如此布置既保证了对空气的良好加热，又防止了排烟温度过低，出现低温结露，腐蚀空预器管材。

3.8燃料储存和输送系统控制

生物质发电厂的燃料主要采用各类秸秆或者速生林木。燃料的粉碎等预处理由燃料的收集和储藏的单位完成。电厂燃料的储藏和运输系统主要由以下部分构成：料仓，事故料斗，斗式提升机，螺旋取料机，移动配仓带，电子汽车衡，双列刮板机，皮带机，带式除铁器，炉前筒仓（锅炉给料系统）。燃料储存和输送系统如图6所示。系统在正常运行时，顺料流启动，逆料流停止；在故障条件下，逆料流保护跳闸。斗提和直线螺旋输料机的转速由锅炉给料机的转速确定,同时把炉前料仓高度作为辅助调整参数,使燃料在满足锅炉负荷的前提下均匀的传输。

图6 燃料的储藏和输送

4、 控制难点与改进方案的探讨

实践证明，以上控制策略能够实现生物质能电厂的自动化控制，保证电厂的安全稳定运行。但是在调试和运行中，还是暴露了控制系统存在的若干问题。

4.1粉尘控制与防火防爆

目前生物质电厂的燃料储运是在常压下进行的，由于生物质燃料自身的特点，在其粉碎过程中或者在运输过程中出现落差的情况下，会产生大量的粉尘，导致了上料系统合锅炉给料系统的粉尘含量高，粉尘浓度甚至进入爆炸极限范围，存在极大的安全隐患。

针对这种情况，需要我们根据国内燃料供应情况，在燃料粉碎、运输及上料环节上对生产工艺做相应修改，如采用封闭式负压储运；在落差较大的位置设置除尘装置；增设粉尘浓度传感器对粉尘进行实时监测；保持料仓的通风性良好，监测并控制料仓的温度、湿度。

4.2燃料输送系统的简化

目前燃料输送系统和锅炉给料系统环节较多，工艺复杂，螺旋和斗式提升机经常堵塞的现象。燃料输送系统故障会导致炉前料仓断料，不能满足锅炉负荷下的燃料供应。

为了避免这种现象发生，可以考虑改进现有的给料工艺，减少给料环节，不采用斗式提升机，改用栈桥、皮带，直接将料仓的料输送到炉前料仓。同时严格控制燃料湿度和粒度，防止燃料结团、缠绕，并改进自动化控制手段，保证输料系统连续稳定运行。

4.3结焦和腐蚀

生物质燃料的成分和煤粉存在极大差异，尤其灰分中含有大量碱金属盐，这些成分导致其灰熔点较煤粉的灰熔点低，容易产生沾污结焦和腐蚀。因而生物质锅炉产生结焦、腐蚀的工况参数与普通燃煤炉不同，应该根据燃料性质及燃烧特性的不同，对锅炉及其辅助设备的工艺设计提出不同要求，并改进相关自动化控制使工艺运行环境符合现有设备要求。

5、结语

生物质发电，作为清洁的可再生能源，对改善我国能源结构，减少我国对化石燃料的依赖，进而减少我国CO2和SO2等污染物的排放，最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义[4]。实现生物质能发电设备及其综合自动化控制的国产化，开展核心设备的研发，开发完整的生物质发电成套技术和装备，最终形成具有我国自主知识产权的生物质能发电技术，具有广泛的发展前景！

参考文献：

[1] 瑞典、丹麦、德国和意大利生物质能开发和利用考察报告
     http://nyj.ndrc.gov.cn/dcyyj/t20050928_44084.htm

[2] 国家发展改革委员会  可再生能源产业发展指导目录  2005,11

[3] 段菁春 肖军  生物质与煤共燃研究  电站系统工程  2004.1

[4] 阴秀丽 吴创之 生物质气化对减少CO2排放的作用[J].太阳能学报, 2000,1

作者简介：

王志凯：硕士，在中国电力科学研究院主要从事生物质能发电研究和电厂及变电站综合自动化系统控制研究。

王  乐：河北保定人，硕士，毕业于浙江大学热能工程研究所。现于中国电力科学研究院系统安全控制公司从事生物质能发电厂综合自动化控制方面的工作。

刘婷婷：电力系统及其自动化专业, 西安科技大学毕业,现于中国电力科学研究院从事生物质能发电厂综合自动化控制方面的工作。