木片气化炉双料仓供料自动控制系统的研究文献综述

 2022-08-02 10:45:23

木片气化炉双料仓供料自动控制系统的研究

1 国内外对木片气化炉双料仓供料自动控制系统的现状

生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是唯一可再生的碳源,可转化成固、液、气态三种状态的燃料。作为一个农业大国,每年的农业废气物作为生物质资源总量达到4.87亿t油当量。生物质能的开发和利用不仅能够缓解能源紧缺,还能解决“三农”问题[1]

在我国,在我国,生物质能发电也越来越必要。它符合国家能源结构调整的要求。近年来,国际能源形势紧张,我国电力供应也多次出现缺口,传统的化石能源发电之路日益面临“无米之炊”的困境,利用可再生能源发电是我国能源结构调整最现实的方向之一[2]。在各类可再生能源中,生物质能发电的电能质量好,可靠性高,残渣可用作农田肥料,具有较高的经济效益。生物质能是建设社会主义新农村的需要。生物质能发电可以增加农民收入,创造就业机会,并为建立农村可持续能源系统、保护农村生态环境提供了有力保障。此外,它还是构建环境友好型社会的需要。生物质能发电排放的二氧化碳会通过植物再生长循环回归土壤,比燃煤火电清洁得多。生物质能发电还可减少因农作物就地焚烧或抛于河中引发的大气污染、水污染、交通事故、火灾事故等隐患。

生物质气化发展始于20世纪晚期在80年代初,我国研制了固定床气化器和内燃机组成的稻壳发电机组。90年代中期,中科院广州能源所进行了流化床气化发电系统。我国小型气化炉的研究开发也在逐步发展,形成了多个系列的炉型。木材作为生物质能的-种,其气化方式类似,但气化炉体的结构却是不尽相同的。在不断发展的过程中,木片气化技术也在不断趋于成熟,有很多地方也在不断进行木片气化床的建设和实验。

欧盟在2010年通过的未来10年经济发展战略中明确提出:到2020年,欧盟的可再生能源使用比例将提高至20%[3]。另据预测,到2035年,可再生能源发电在全球发电量中的份额将接近1/3。总体来看,欧美国家的木片气化技术比较先进,其气化装置一般规模较大,自动化程.度较高,工艺较复杂,以发电和供热为主。气化效率可达60%~80%,燃气热值达17~24MJ/m3。据预测,至2050年,木片气化等生物质能源用量将占全球燃料直接用量的38%,发电量占全球总电量的17%。 在发展中国家,木片气化技术应用的规模较小,但是经过多年的艰苦工作,目前已经取得了一定成果,尤其是循环流化床气化发电系统。由于该系统良好的经济特性,因此在我国推广速度很快,目前也是国内应用较多的中型木片气化发电系统。

世界上较为成熟的、实现规模化的生物质能利用技术主要包括生物质固化成型技术、生物质液体燃料技术、生物质发电技术及沼气技术等[4]。发电模式有IGCC(整体气化联合循环)发电系统和Battelle生物质气化发电系统。IGCC和 CCS的综合系统在碳的重新捕获及再利用中起显著作用[5],这种联合气化作用提高了IGCC系统能源利用率,大大降低了二氧化碳的排放量。

2 木片气化炉双料仓供料自动控制系统研究的目的和意义

为减少木片气化炉在实际生产中的设备成本,往往会有两台木片气化炉共用一套木片供料输送系统,这将涉及到各个电气设备的运行协调和联锁控制问题。在木片气化生产时,需要先将木片正常输送到各自的木片料仓中。以此来保证两台气化炉木片气化连续正常运行。对于共用一套皮带运输机组成的木片输送系统,各设备运行和启停顺序均是有要求的。联锁控制可以保证两台气化炉各自的料仓木片料位,从而确保木片气化生产的正常运行。

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