一种生物质气化系统的安全联锁控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物质气化系统的安全联锁控制方法。通过设置一套安全联锁系统，从生产过程的工艺参数中获取信号源，经过可编程序控制器和集散系统内的程序控制器进行识别和判断，输出信号后，由继电器和切断阀实现联锁动作。本发明在控制系统或某些工艺设备发生故障，造成工艺指标出现异常，有可能超越安全许可范围的时候，可立即动作特定的阀门，调整生产工艺，从而避免事故的发生，保证生产的正常运转，实现生物质气化系统的安全运行与智能控制。
【专利说明】
一种生物质气化系统的安全联锁控制方法
技术领域
[0001]本发明属于生物质能源技术应用设备领域，涉及一种安全联锁控制方法，具体地涉及一种用于生物质气化系统的安全联锁控制方法。
【背景技术】
[0002]生物质能源是一种重要的一次能源和可再生能源。生物质气化技术是目前生物质能利用技术研究的热门方向。生物质气化技术是一种热化学处理技术，即通过气化系统将固态生物质转换为使用方便而且清洁的可燃气体，用作燃料或生产动力。其基本原理是将生物质原料加热，生物质原料进入气化炉后被干燥，伴随着温度的升高，析出挥发物，并在高温下裂解(热解)。生物质气化技术的核心是气化反应器(气化炉)，生物质就是在气化炉内与气化剂反应生成气化气及其它气化产物。目前，有关生物质气化炉设计研究较为成熟。但是生物质流化床气化炉工业化应用还较少。其中，生物质气化系统安全联锁控制研究是制约其工业应用的因素之一。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种生物质气化系统的安全联锁控制方法，解决现有技术中生物质气化系统发生故障时不能安全运行的问题。
[0004]本发明的技术方案为:本发明的联锁控制方法信号源来自生产中的工艺参数。变送器将气化系统的运行参数转换为标准电信号传输到控制系统的输入输出卡件(FBM)，FBM将检测到的信号输送给控制器(CP)，CP经过逻辑运算之后将信号传输到FBM，FBM再将信号输送出去。当FBM输出的信号在可控的安全范围之内时，信号被送到现场继电器，调整工艺参数，使设备恢复稳定运行。当FBM输出的信号超出控制范围时，信号被送到切断阀，实施信号报警和联锁动作，切断相应阀门，从而避免事故的发生。
[0005]所述联锁控制方法联锁单元由CP控制，将联锁输入端经过内部逻辑运算以后输出到现场;识别并实现联锁动作的部件由可编程序控制器、集散系统内的程序控制器组成;可编程序控制器、集散系统内的程序控制器把各类变送器的输出信号与设定值比较后，进行判断，决定是否产生联锁信号再进行输出；联锁信号输出后，继电器或切断阀实施联锁动作。
[0006]生物质气化系统接收启动信号，然后检测系统中是否存在各设备发出的故障信号，如果其中某一设备发出了故障信号，表示该设备无法正常运行，则系统需要通过显示装置提示相关工作人员进行处理以排除故障信号;若气化系统各设备均正常，则按照预设的顺序自动启动离心机、进料器、热解气化炉、燃气锅炉。
[0007]系统启动后，实时监测生物质气化系统的运行状态信息，当所述运行状态信息处于可控的安全范围时，信号被送到现场继电器，调整工艺参数，使设备恢复稳定运行；当所述运行状态信息与报警状态信息相符时，自动触发故障联锁装置停止生物质气化系统的运行。
[0008]所述热解气化炉和燃气锅炉完成启动后，进入运行状态，所述运行状态信息包括气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力信息。
[0009]所述气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力设置有正常运行时的正常值和危险运行时的报警值。
[0010]信号报警、安全联锁系统采用有触点的继电器线路或者采用无触点式晶体管电路、DCS、PLC来构造信号报警、安全联锁系统。信号报警、联锁点的设置，动作设定值及调整范围须符合生产工艺的要求。设备安装在震动小、灰尘少、无腐蚀气体、无电磁干扰的场所。信号报警系统供电与一般仪表供电等级相同。
[0011]本发明的有益效果是:本发明提供的一种生物质气化系统的安全联锁控制方法，能够在气化系统或者某些工艺设备发生故障时进行预警并立即动作，开启或关闭相应阀门，避免事故的发生，实现生物质气化系统的安全运行，有利于气化系统的优化并开拓更广阔的市场，有助于生物质可再生能源的开发利用。本发明的方法按照预先设置的顺序对各个设备的启动进行自动控制，避免了人为干预可能导致的误操作，提高了设备启动的安全性。
【附图说明】
[0012]图1为本发明提供的一种生物质气化系统的安全联锁控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0014]如图1所示，本发明提供的生物质气化系统的安全联锁控制方法，包括如下流程:
[0015]生物质气化系统接收启动信号，然后检测系统中是否存在各设备发出的故障信号，如果其中某一设备发出了故障信号，表示该设备无法正常运行，则系统需要通过显示装置提示相关工作人员进行处理以排除故障信号。若气化系统各设备均正常，则按照预设的顺序自动启动离心机、进料器、热解气化炉、燃气锅炉。启动后，实时监测生物质气化系统的运行状态信息(气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力)，当所述运行状态信息处于可控的安全范围时，信号被送到现场继电器，调整工艺参数，使设备恢复稳定运行；当所述运行状态信息与报警状态信息相符时，自动触发故障联锁装置停止生物质气化系统的运行。本发明的方法按照预先设置的顺序对气化系统各设备的启动进行自动控制，避免了人为干预可能导致的误操作，显著提高了生物质气化系统启动的安全性。
[0016]在本发明实施方式中，是按照离心机、进料器、热解气化炉、燃气锅炉的顺序依次启动。具体地，包括启动离心机，根据接触器触点的闭合或断开状态来检测离心机的运行信号，在检测到离心机的运行信号后，将预设的离心机频率信号输出至离心机变频器，使得离心机在预设的频率下运行，其中本领域技术人员可根据具体的应用需要预先设置特定的离心机频率。在离心机运行预定的时间，完成湿基生物质的机械脱水后，启动进料器，并调节进料设备在预设的速度下运行，同样，本领域技术人员可以根据具体的应用需要设置特定的速度。在完成进料后，依次启动热解气化炉、燃气锅炉，可根据接触器触点闭合或断开状态来检测热解气化炉和燃气锅炉的运行信号，在检测到热解气化炉和燃气锅炉的运行信号后，进而变送器将热解气化炉和燃气锅炉的运行参数转换为标准电信号。
[0017]在本发明中，控制单元(PLC)包括FBM卡件和CP。具体运行如下:标准电信号传输到FBM卡件，FBM卡件将检测到的信号输送给CP，CP经过逻辑运算之后将信号传输到FBM，FBM再将信号输送出去。当FBM输出的信号在可控的安全范围之内时，信号被送到现场继电器，调整工艺参数，使设备恢复稳定运行。当FBM输出的信号超出控制范围时，信号被送到切断阀，实施信号报警和联锁动作，切断相应阀门，从而避免事故的发生。
[0018]本发明的方法中还包括，将上述启动过程中的处理信息，例如离心机启动、离心机频率、进料器启动、进料速度等信息通过人机交互界面集中显示，以便工作人员综合的了解锅炉启动过程信息。
[0019]热解气化炉和燃气锅炉完成启动后，进入运行状态，本发明实施方式中的运行状态信息包括气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力等信息，即实时监测气化系统的运行状态信息。其中，本领域的技术人员可根据应用需要设置气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力等正常运行时的正常值和危险运行时的报警值。
[0020]本发明的方法还包括，将启动过程、监测过程以及故障联锁装置的处理信息，例如气化系统床温、气化系统床压、燃气锅炉压力值等信息，通过人机交互界面集中显示以便工作人员全面的了解锅炉的运行状态和控制信息。
[0021]综上所述，本发明提供的生物质气化系统的安全联锁控制方法通过对气化系统的启动进行自动控制，而且在生物质气化系统启动后对气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力等运行状态信息进行实时监测，在控制系统或者工艺设备发生故障，造成工艺指标出现异常，有可能超越安全许可范围的时候，该相应特定阀门可以立即动作并发出预警，从而避免事故的发生，保证生产的安全稳定运行。
[0022]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种生物质气化系统的安全联锁控制方法，其特征在于，工艺参数的变化导致输入侦恸作，FBM卡件将检测到的信号输送给CP，CP经过逻辑运算之后将信号输出到FBM，FBM再将信号输送出去；当FBM输出的信号在可控的安全范围之内时，信号被送到现场继电器，调整工艺参数，使设备恢复稳定运行；当FBM输出的信号超出控制范围时，信号被送到切断阀，实施信号报警和联锁动作，切断相应阀门，从而避免事故的发生。2.根据权利要求1所述的生物质气化系统的安全联锁控制方法，其特征在于，联锁单元由CP控制，将联锁输入端经过内部逻辑运算以后输出到现场;识别并实现联锁动作的部件由可编程序控制器、集散系统内的程序控制器组成;可编程序控制器、集散系统内的程序控制器把各类变送器的输出信号与设定值比较后，进行判断，决定是否产生联锁信号再进行输出；联锁信号输出后，继电器或切断阀实施联锁动作。3.根据权利要求1所述的生物质气化系统的安全联锁控制方法，其特征在于，生物质气化系统接收启动信号，然后检测系统中是否存在各设备发出的故障信号，如果其中某一设备发出了故障信号，表示该设备无法正常运行，则系统需要通过显示装置提示相关工作人员进行处理以排除故障信号；若气化系统各设备均正常，则按照预设的顺序自动启动离心机、进料器、热解气化炉、燃气锅炉。4.根据权利要求3所述的生物质气化系统的安全联锁控制方法，其特征在于，系统启动后，实时监测生物质气化系统的运行状态信息，当所述运行状态信息处于可控的安全范围时，信号被送到现场继电器，调整工艺参数，使设备恢复稳定运行；当所述运行状态信息与报警状态信息相符时，自动触发故障联锁装置停止生物质气化系统的运行。5.根据权利要求4所述的生物质气化系统的安全联锁控制方法，其特征在于，所述热解气化炉和燃气锅炉完成启动后，进入运行状态，所述运行状态信息包括气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力信息。6.根据权利要求5所述的生物质气化系统的安全联锁控制方法，其特征在于，所述气化进料、气化系统床温、气化系统床压、炉膛压力设置有正常运行时的正常值和危险运行时的报警值。7.根据权利要求1所述的生物质气化系统的安全联锁控制方法，其特征在于，信号报警、安全联锁系统采用有触点的继电器线路或者采用无触点式晶体管电路、DCS、PLC来构造信号报警、安全联锁系统。
【文档编号】C10J3/72GK105885955SQ201610470879
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】王媛, 刘慧文, 项翠云, 薛俊韬, 陈勇
【申请人】天津大学