专利名称：生物质能电厂黄色秸秆的上料系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种上料系统，具体地说是一种生物质能电厂黄色秸秆的上 料系统。
背景技术：
秸秆电厂统称生物质能电厂，锅炉燃烧所需燃料为稻秆、麦秆、棉花秆、玉 米秆、油菜秆、花生壳、树皮、树枝、玉米芯、木屑等多种植物废料，其中稻秆、 麦秆称为黄色秸秆，其余称为灰色秸秆。
生物质能电厂上料系统的控制是一种对秸秆包料上料、破碎、散料输送、提 升、喂料的综合连续监控方法，用于保证电厂的稳定发电。
在生物质能电厂内，由物料储存库(包料或散料)至锅炉炉膛进口的物料输 送系统，称为上料系统。上料系统基本分为包料输送、散料输送及包料破碎后输 送三种。其中包料破碎上料系统具体过程如下-
各秸秆收集点将秸秆打包后送入电厂秸秆仓库，在秸秆仓库内由秸秆包抓斗 起重机将秸秆包抓到输送设备上，输送设备将秸秆包输送至破碎机，秸秆经破碎 机破碎后，由皮带输送机等设备，将物料送进锅炉炉膛。
目前，国内己投运的生物质能发电厂还较少，能正常运行的更少。国内已投 运的生物质能发电厂正常投运困难，问题主要出在上料系统，包括对上料系统的 控制。由于上料系统环节多、滞后大，加上秸秆燃料发热量低，并且容易燃烧， 因此，上料系统的稳定运行，直接影响锅炉的正常运行。锅炉负荷增加，上料系 统输送物料要多；锅炉负荷减少，上料系统输送物料就少，上料系统输送物料的 多少要随锅炉负荷的变化而波动，十分敏感。因此，当系统中任一设备故障时， 整个上料系统需要立即作出连锁保护反应，如切换成备用设备投入，或整个系统 紧急停止，并使锅炉跳闸。目前对于燃烧纯黄色秸秆的生物质能发电厂的正常投 运在国内外还都没有成功的先例。
发明内容
为了保证燃烧纯黄色秸秆的生物质能发电厂上料系统的稳定运行，本实用新 型的目的是提供一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统。本实用新型的上料系统 中每台锅炉设置两套互为备用的系统。对燃用纯黄色秸秆生物质能电厂秸秆包料 破碎上料系统配置一套具有顺序启停、自动调节、连锁及保护功能的一体化控制 系统，保证生物质能电厂锅炉的稳定运行并适应电负荷变化的需要。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的
一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，其特征在于它包括秸秆包抓斗起 重机、分包平台、分包平台侧链板输送机、破碎机侧链板输送机、秸秆破碎机、 大倾角波状挡边带式输送机、炉前料仓分配器和锅炉给料螺旋输送机，分包平台 通过分包平台侧链板输送机和破碎机侧链板输送机与秸秆破碎机的进口连接；秸 秆破碎机的出口通过大倾角波状挡边带式输送机与炉前料仓分配器连接；与炉膛 相通的锅炉给料螺旋输送机与炉前料仓分配器连接；其中，所述分包平台、分包 平台侧链板输送机、破碎机侧链板输送机、秸秆破碎机、炉前料仓分配器和锅炉 给料螺旋输送机均为两套，且每套配合连接后均与一套大倾角波状挡边带式输送 机连接。
本实用新型中，分包平台由二台链板输送机并行设置。每台锅炉将设置两套 分包平台，每套分包平台再对应两套分包平台侧链板输送机、破碎机侧链板输送 机、秸秆破碎机设备，组成互为备用的两套系统。但大倾角波状挡边带式输送机 只配置一套，其后部设备炉前料仓分配器和锅炉给料螺旋输送机又配置成两套。 分包平台侧链板输送机采用变频可调速电机。在大倾角波状挡边带式输送机皮带 机头部水平段的下方，设置有水平的余料返回皮带机。大倾角波状挡边带式输送 机釆用变频可调速电机。
上述生物质能电厂黄色秸秆的上料系统的协调控制方法为上料系统中各设 备按顺序启动或停止；正常连续运行时根据锅炉负荷自动调节相应的上料系统中 各设备输送量；在正常稳定运作时自动进行各设备间的配合和动作；当上料系统 中任一设备故障时立即作出连锁保护反应；具体包括以下步骤
1) 系统启动自动顺序控制
上料系统启动时，从上料系统的末端设备，即锅炉给料螺旋输送机首先开始 启动，然后由炉前料仓分配器、大倾角波状挡边带式输送机、秸秆破碎机、破碎 机侧链板输送机、分包平台侧链板输送机、分包平台到秸秆包抓斗起重机逐级向 前，直至全部都启动完毕;上料系统中两套设备可以同时启动或启动其中的一套， 另一套作备用。
启动过程中每一步都由反馈信号予以确认，只有被确认实际启动后才执行下 一步；若某一步启动失败，则上料系统停止运行。
2) 正常运行时的设备间联动
由秸秆包抓斗起重机将料送到分包平台，经过分包平台侧链板输送机、破碎 机侧链板输送机、秸秆破碎机、大倾角波状挡边带式输送机、炉前料仓分配器和 锅炉给料螺旋输送机送入炉膛；
3) 系统自动调节当锅炉负荷变化时，由锅炉燃烧调节器输出调节指令立即调整锅炉给料螺旋 输送机的转速，使进入锅炉燃烧的秸秆量适应锅炉负荷变化的需要；同时将锅炉 负荷作为前馈信号，分别送至料仓分料螺旋输送机转速调节器、大倾角波状挡边 带式输送机转速调节器和链板输送机转速调节器，使整个上料系统的转速与锅炉 燃烧调节需求相协调。
4) 设备故障连锁保护反应
上料系统正常运行时，除大倾角波状挡边带式输送机外其他某一设备发生故 障跳闸，则立即停止与该设备相配套的相应设备的运行；上料系统另外一套设备 运行；若大倾角波状挡边带式输送机故障跳闸，则全部系统跳闸；
5) 系统停止自动顺序控制
上料系统停止时，与启动顺序刚好相反，即从系统最前端秸秆包抓斗起重机 开始停，由分包平台、分包平台侧链板输送机、破碎机侧链板输送机、秸秆破碎 机、大倾角波状挡边带式输送机、炉前料仓分配器到锅炉给料螺旋输送机逐台向 后，直至全部设备都停止下来。
本实用新型采用以微处理器为基础的分散控制系统(DCS)来实现，和主厂 房锅炉控制组成一体化控制系统，整体性强，运行维护方便；采用数字控制，精 度高，系统可利用率高；控制器、通讯网络等采用冗余配置，可靠性高。本实用 新型保证了系统正常运转并满足锅炉稳定燃烧要求。
本实用新型的上料系统中每台锅炉设置两套互为备用的系统，保证了上料系 统的可靠运行。对燃用纯黄色秸秆生物质能电厂秸秆包料破碎上料系统配置一套 具有顺序启停、自动调节、连锁及保护功能的一体化控制系统，保证生物质能电 厂锅炉的稳定运行并适应电负荷变化的需要。
图1是本实用新型上料系统结构示意图；具体实施方式
一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，包括秸秆包抓斗起重机l、分包平 台2、分包平台侧链板输送机3、破碎机侧链板输送机4、秸秆破碎机5、大倾角 波状挡边带式输送机6、炉前料仓分配器7和锅炉给料螺旋输送机8，分包平台 2通过分包平台侧链板输送机3和破碎机侧链板输送机4与秸秆破碎机5的进口 连接；秸秆破碎机5的出口通过大倾角波状挡边带式输送机6与炉前料仓分配器 7连接；与炉膛9相通的锅炉给料螺旋输送机8与炉前料仓分配器7连接；其中，分包平台2、分包平台侧链板输送机3、破碎机侧链板输送机4、秸秆破碎机5、 炉前料仓分配器7和锅炉给料螺旋输送机8均为两套，且每套配合连接后均与一 套大倾角波状挡边带式输送机6连接。秸秆包抓斗起重机1可以是一套共用。
每台锅炉将设置两套分包平台，每套分包平台再对应两套分包平台侧链板输 送机、破碎机侧链板输送机、秸秆破碎机设备，组成互为备用的两套系统。大倾 角波状挡边带式输送机只配置一套，其后部设备炉前料仓分配器和锅炉给料螺旋 输送机又配置成两套。
运行时，上料系统中各设备按顺序启动或停止；正常连续运行时根据锅炉负 荷自动调节相应的上料系统中各设备输送量；在正常稳定运作时自动进行各设备 间的配合和动作；当上料系统中任一设备故障时立即作出连锁保护反应；具体包 括以下步骤
上料系统启动时，从上料系统的末端设备，即锅炉给料螺旋输送机8首先开 始启动，然后由炉前料仓分配器7、大倾角波状挡边带式输送机6、秸秆破碎机 5、破碎机侧链板输送机4、分包平台侧链板输送机3到分包平台2逐级向前， 直至全部都启动完毕；上料系统中两套设备可以同时启动或启动其中的一套，另 一套作备用。
启动过程中每一步都由反馈信号予以确认，只有被确认实际启动后才执行下 一步；若某一步启动失败，则上料系统停止运行。
正常运行时，由秸秆包抓斗起重机1将料送到分包平台2，经过分包平台侧 链板输送机3、破碎机侧链板输送机4、秸秆破碎机5、大倾角波状挡边带式输 送机6、炉前料仓分配器7和锅炉给料螺旋输送机8送入炉膛。
秸秆包抓斗起重机1为独立设备，由本系统将控制信息传输给抓斗起重机1， 由其装卸秸秆包， 一般每次抓取二排，每排4 6包，抓到分包平台2。
由于秸秆破碎机采用单包破碎，分包平台由二台链板输送机并行设置合并而 成，秸秆包抓斗起重机抓取二排秸秆包，将秸秆包对准分包平台的二台链板输送 机放好后，二台链板输送机横向移动，使每排秸秆包的中心线，对准下一级输送 设备的中心线，启动链板输送机，将秸秆包输送到下一级输送设备分包平台侧链 板输送机3中。
分包平台侧链板输送机3采用变频可调速运行，当分包平台的链板输送机将 秸秆包输送到本级链板输送机后，本级链板输送机快速将秸秆包输送至下一级破碎机侧链板输送机上，当分包平台侧链板输送机上的秸秆包接近破碎机侧链板输 送机上的秸秆包时，分包平台侧链板输送机的运行速度减至第二链板输送机的运 行速度，此时，二条链板输送机运行速度一致，平稳向秸秆破碎机输送秸秆包。
破碎机侧链板输送机4为秸秆破碎机的喂料设备，其运行速度与破碎机的破 碎速度相一致，连续向破碎机匀速供料。
秸秆破碎机采用整包进料的破碎方式，秸秆包沿中心线，由秸秆破碎机的侧 面进入，破碎后由破碎机的下方排至大倾角波状挡边带式输送机，破碎后的秸秆 长度为3 5cm。
大倾角波状挡边带式输送机6为输送、提升秸秆破碎后的主要设备，采用变 频可调速运行，为防止头部卸料卸不净，在皮带机头部水平段的下方，设置了一 条水平的余料返回皮带机，将卸不净的余料返回系统内。
炉前料仓分配器7为物料的分流设备，采用变频可调速运行，由大倾角波状 挡边带式输送机将秸秆散料输送至炉前料仓分配器的进口，经分配器分流后，分 二路进入锅炉给料螺旋输送机。
锅炉给料螺旋输送机8为上料系统的末端设备，也采用变频可调速运行以快 速适应锅炉燃烧需求，物料经给料螺旋输送机进入炉膛9燃烧。
上料系统为自动调节，包括有对锅炉燃烧调节、分料螺旋输送机转速调节、 大倾角波状挡边带式输送机转速调节和链板输送机转速调节等调节内容，如附图 4所示。当锅炉负荷变化时，由锅炉燃烧调节器输出调节指令立即调整锅炉给料 螺旋输送机的转速，使进入锅炉燃烧的秸秆量适应锅炉负荷变化的需要；同时将 锅炉负荷作为前馈信号，分别送至料仓分料螺旋输送机转速调节器、大倾角波状 挡边带式输送机转速调节器和链板输送机转速调节器，使整个上料系统的转速与 锅炉燃烧调节需求相协调。
这时，料仓分料螺旋输送机转速自动匹配锅炉给料螺旋输送机的转速，大倾 角波状挡边带式输送机在不飞料的前提下自动跟随分料螺旋输送机的转速，而链 板输送机转速由大倾角波状挡边带式输送机转速和锅炉负荷指令共同控制。
上料系统正常运行时，除大倾角波状挡边带式输送机6外其他某一设备发生 故障跳闸，则立即停止与该设备相配套的相应设备的运行；上料系统另外一套设 备运行；若大倾角波状挡边带式输送机6故障跳闸，则全部系统跳闸。
上料系统停止时，与启动顺序刚好相反，即从系统最前端分包平台2开始停，经由分包平台侧链板输送机3、破碎机侧链板输送机4、秸秆破碎机5、大倾角 波状挡边带式输送机6、炉前料仓分配器7到锅炉给料螺旋输送机8逐台向后， 直至全部设备都停止下来。停止逻辑是强制性的，不必设置每一步的确认。
本实用新型中，所有的顺序控制和自动调节功能都由控制系统软件实现， 能在主厂房集中控制室内的操作员站上集中监控，协调上料系统各相关设备间的 运作。由于是融合在整套生物质能电厂一体化集中控制系统中，能密切配合锅炉 及汽轮发电机组的运行，保证锅炉的稳定燃烧，适应电负荷变化的需求。
权利要求1、一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，其特征在于它包括秸秆包抓斗起重机(1)、分包平台(2)、分包平台侧链板输送机(3)、破碎机侧链板输送机(4)、秸秆破碎机(5)、大倾角波状挡边带式输送机(6)、炉前料仓分配器(7)和锅炉给料螺旋输送机(8)，分包平台(2)通过分包平台侧链板输送机(3)和破碎机侧链板输送机(4)与秸秆破碎机(5)的进口连接；秸秆破碎机(5)的出口通过大倾角波状挡边带式输送机(6)与炉前料仓分配器(7)连接；与炉膛相通的锅炉给料螺旋输送机(8)与炉前料仓分配器(7)连接；其中，所述分包平台(2)、分包平台侧链板输送机(3)、破碎机侧链板输送机(4)、秸秆破碎机(5)、炉前料仓分配器(7)和锅炉给料螺旋输送机(8)均为两套，且每套配合连接后均与一套大倾角波状挡边带式输送机(6)连接。
2、 根据权利要求1所述的一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，其特征在于分包平台(2)由二台链板输送机并行设置。
3、 根据权利要求1所述的一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，其特征 在于分包平台侧链板输送机(3)采用变频可调速电机。
4、 根据权利要求1所述的一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，其特征 在于在大倾角波状挡边带式输送机(6)皮带机头部水平段的下方，设置有水 平的余料返回皮带机。
5、 根据权利要求1所述的一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，其特征 在于大倾角波状挡边带式输送机(6)采用变频可调速电机。
专利摘要本实用新型公开一种生物质能电厂黄色秸秆的上料系统，分包平台通过分包平台侧链板输送机和破碎机侧链板输送机与秸秆破碎机的进口连接；秸秆破碎机的出口通过大倾角波状挡边带式输送机与炉前料仓分配器连接；与炉膛相通的锅炉给料螺旋输送机与炉前料仓分配器连接；其中，分包平台、分包平台侧链板输送机、破碎机侧链板输送机、秸秆破碎机、炉前料仓分配器和锅炉给料螺旋输送机均为两套，且每套配合连接后均与一套大倾角波状挡边带式输送机连接。本实用新型的上料系统中设置两套互为备用的系统，并对上料系统配置一套具有顺序启停、自动调节、连锁及保护功能的一体化控制系统，可以保证生物质能电厂锅炉的稳定运行并适应电负荷变化的需要。
文档编号F23K3/00GK201310908SQ200820038430
公开日2009年9月16日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者刘国耀, 张劲松, 李林章, 兵 梁, 董志强 申请人:江苏省电力设计院;南京科远自动化集团股份有限公司