一种生物质颗粒燃料炉及其管理方法与流程

本发明涉及燃料炉，具体涉及一种生物质颗粒燃料炉及其管理方法。

背景技术：

1、我国各类农作物秸秆资源十分丰富，年产量达6亿多吨，其中3.5亿吨用作燃料或就地荒烧，约占总量的58％，经过技术处理的仅占2.6％。农作物秸秆是一种可再生的物质能源，但它作为能源的利用基本上还处于直接燃料的原始阶段，有的农民甚至收获完后直接就地燃烧，年约有2亿多吨的作物秸秆的露天焚烧，由此产生的co2排放量高达5亿多吨，给村容村貌的整洁、农村环境的改善带来了严峻的挑战，一方面，资源浪费、环境污染严重；

2、生物质颗粒是在常温条件下利用压辊和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工，我国是能耗大国，调整能源结构，利用生物质能是必然选择，生物质经过压缩成型后，其体积大幅减小从而更便于运输、贮存和使用，解决了生物质大规模利用的关键难题，因此该技术及设备非常适合于生物质发电、工业燃料炉的清洁能源改造、农村新型炊事燃料，国外很多生物能源技术和装置已经达到商业化应用程度，同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用，使用生物能源颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。

3、现有技术存在以下不足：

4、1、工厂进行生物质发电时，通常会设置多台燃料炉，以应对大批量生物质颗粒燃烧，然而，在燃烧小批量的生物质颗粒时，仅需启动至少一台的燃料炉燃烧生物质颗粒，现有方法中，仅为随机选取燃料炉投入使用，由于不同区域的燃料炉状态不一，随机选取的燃料炉可能存在健康状况差等问题，从而影响燃烧效率；

5、2、工厂对燃料炉的管理办法为统一管理，即为线性管理或矩阵管理，这样在管理过程中，健康状态较差的燃料炉可能存在最后管理的可能，若在管理其它燃料炉时，健康状态较差的燃料炉继续运行，则容易导致燃料炉报废，甚至存在安全隐患。

6、3、燃料炉在运行过程中没有预警处理，现有的警示方法通常是在燃料炉故障时才能发出警报，存在弊端。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种生物质颗粒燃料炉及其管理方法，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物质颗粒燃料炉的管理方法，所述管理方法包括以下步骤：

3、s 1：将工厂内燃料炉的数量设定为n，n为≥1的整数；

4、s2：采集端采集燃料炉各项参数建立效率系数，通过效率系数与效率阈值对比结果判断燃料炉的健康状况；

5、s3：依据效率系数生成赋值x；

6、s4：采集端采集燃料炉附近的环境参数建立环境系数，依据环境系数生成赋值y；

7、s5：通过赋值x与赋值y计算运行赋值w，表达式为：g1x+g2y＝w，其中，g1、g2为赋值x与赋值y权重系数；

8、s6：处理端对燃料炉通过运行赋值w从大到小进行排序，生成排序表；

9、s7：燃烧生物质颗粒时，通过排序表正序选择燃料炉；

10、s8：管理燃料炉时，通过排序表倒序选择燃料炉。

11、在一个优选的实施方式中，步骤s5中，g1、g2为赋值x与赋值y权重系数，g1、g2的取值方法为：

12、燃料炉的运行地区在南方时：g1取值为80％-90％，g2取值为20％-10％；

13、燃料炉的运行地区在北方时：g1取值为70％-80％，g2取值为30％-20％。

14、在一个优选的实施方式中，步骤s6中，排序表的排序逻辑为：设工厂内部有5台燃烧炉，运行区域均在南方，排序表内燃烧炉的初始排序为{n1、n2、n3、n4、n5}，设n1的排序赋值为a，n2的排序赋值为b，n3的排序赋值为c，n4的排序赋值为d、n5的排序赋值为e，若c＞b＞a＞d＞e，则排序表重新更新为{n3、n2、n1、n4、n5}，对于燃烧炉优先使用而言，选择方式为{n3、n2、n1、n4、n5}，对于燃烧炉管理而言，选择方式为{n5、n4、n1、n2、n3}。

15、在一个优选的实施方式中，步骤s2中，采集端采集燃料炉各项参数建立效率系数包括以下步骤：

16、s2.1：采集端采集燃料炉的布风板异物密度、空预器漏风率、过热器的裂缝率以及炉膛温度；

17、s2.2：布风板异物密度、空预器漏风率、过热器的裂缝率以及炉膛温度分别标定为ywmd、ylfi、glfi、ltwd；

18、s2.3：将布风板异物密度、空预器漏风率、过热器的裂缝率以及炉膛温度做无量纲处理，去除单位后建立效率系数xlxs，表达式为：

19、

20、式中，a1、a2、a3、a4分别为布风板异物密度、空预器漏风率、过热器的裂缝率以及炉膛温度的比例系数，a1+a2+a3+a4＝4.52，且a2>a3＞a1＞a4。

21、在一个优选的实施方式中，步骤s2中，通过效率系数与效率阈值对比结果判断燃料炉的健康状况具体包括以下步骤：

22、s2.4：设定效率阈值xlyz，将效率系数xlxs与效率阈值xlyz进行对比；

23、s2.5：若xlxs≥xlyz，则通过效率系数生成赋值x；

24、s2.6：若xlxs＜xlyz，对该燃料炉系统直接生成预警信号，并发送至检修人员。

25、在一个优选的实施方式中，布风板异物密度通过设置在布风板进风端以及布风板出风端处的两个风速传感器进行监测，布风板进风端风速减去布风板出风端风速得到的差值生成布风板异物密度；

26、空预器漏风率＝空预器进风量/空预器出风量，通过设置在空预器进风端以及空预器出风端的流量计计量；

27、过热器的裂缝率通过设置在过热器上通过驱动机构驱动移动的超声波传感器进行监测，监测时，驱动机构驱动超声波围绕过热器转动，检测过热器侧壁上的裂缝数量以及裂缝深度，通过公式：(裂缝数量+裂缝深度)/侧壁面积计算得出过热器的裂缝率；

28、炉膛温度通过红外测温仪进行检测。

29、在一个优选的实施方式中，步骤s4中，采集燃料炉附近的环境参数建立环境系数，依据环境系数生成赋值y具体包括以下步骤：

30、采集燃料炉周围环境中的空气焓值、空气流速以及空气含水率，通过公式：计算环境系数，式中，hjxs表示为环境系数，kqhz为空气焓值，kqls为空气流速，kqhs为空气含水率，c为误差修正因子，取值为0.962，g1、g2、g3分别为空气焓值、空气流速以及空气含水率的权重系数，g1+g2+g3＝3.68，且g1＞g3＞g2。

31、在一个优选的实施方式中，依据效率系数生成赋值x，效率系数越大，赋值x越大；依据环境系数生成赋值y，环境系数越大，赋值y越大。

32、本发明还提供一种生物质颗粒燃料炉，包括炉体，所述炉体内部与外部均设置有采集模块，采集模块与外部控制系统电性连接，其中，

33、采集模块：用于采集炉体的各项参数，以及采集炉体周围的环境参数，将炉体参数建立效率系数，将环境参数建立环境系数，并发送至管理系统。

34、在一个优选的实施方式中，所述炉体包括锅炉、料斗、燃烧室、一次送风机构、前拱、二次送风机构、后拱，所述锅炉设置在燃烧室的顶部，料斗设置在燃烧室的进料端，一次送风机构设置在燃烧室的一侧，二次送风机构设置在燃烧室的背侧，前拱设置在燃烧室内部位于二次送风机构上方，后拱设置在燃烧室内部并位于二次送风机构的一侧，所述后拱的长度设置在500-600mm。

35、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

36、1、本发明通过采集燃料炉各项参数建立效率系数，通过效率系数与效率阈值对比结果判断燃料炉的健康状况，在燃料炉的健康状况出现问题时，能够及时预警，并且能够根据效率系数与环境系数生成赋值x与赋值y，依据赋值x与赋值y计算运行赋值w，通过运行赋值w从大到小排序燃料炉，这样在工厂燃烧生物质颗粒时，能够优选选择效益高的燃料炉投入使用，并且在管理燃料炉时，可以重点关注排序表位于倒数的燃料炉，从而提高管理效率；

37、2、本发明通过采集燃料炉的布风板异物密度、空预器漏风率、过热器的裂缝率以及炉膛温度，将上述参数做无量纲去除单位后统一处理，提高数据处理效率，并在处理后建立效率系数用于判断燃料炉的健康状况，从而保证燃料炉的安全稳定运行；

38、3、本发明通过建立后的环境系数生成赋值y，用于辅助效率系数综合判断燃料炉投入使用的经济效益，从而使工厂内小批量燃烧生物质颗粒时，系统能从优选择燃料炉，保证效益。