[發明專利]生物質氣化燃料氣熱值的在線計量裝置及在線計量方法

在審

• 申請號: 201711235324.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107817269A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 許世森;王鵬杰;任永強;李小宇;王恩民;羅麗珍;樊強
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于生物質發電技術領域，特別涉及一種生物質氣化燃料氣熱值的在線計量裝置及在線計量方法。

背景技術

在生物質發電技術領域，利用生物質能發電，不僅能夠降低煤炭資源消耗，保護環境減少污染物排放，促進能源結構優化，而且在合理利用項目當地生物質資源、增強企業經濟效益、增加農民收入等方面具有重要意義。生物質發電技術，主要包括生物質直接燃燒發電、生物質氣化發電、生物質混合燃燒發電等技術種類。

目前，生物質直接燃燒發電技術和生物質氣化發電技術均需要獨立建設新廠，投資較大。生物質耦合發電技術可以依托電廠現有設備進行改造，大大節省投資費用，所以生物質耦合發電技術是重要的發展方向。其中，生物質混合燃燒發電生物質直接混燒和生物質氣化耦合兩種發電方式；生物質直接混燒是將生物質原料和煤混合直接送入燃煤鍋爐進行燃燒，這樣可以達到節省煤炭的效果，但是存在生物質發電量難以計量，獲得國家電價補貼困難的問題。生物質氣化耦合是將生物質原料先在氣化爐中進行氣化生成燃料氣，再將燃料氣送入鍋爐，燃料氣與煤在鍋爐內共同燃燒。生物質氣化耦合發電技術可以通過計量燃料氣的熱值和流量來確定發電量，便于獲得國家電價補貼。

由于生物質燃氣成分較多，主要含有H₂、CO、CO₂、CH₄、N₂、H₂O等氣體，熱值較難測量，目前采用“人工取樣化學法”和“燃燒法”檢測?！叭斯と踊瘜W法”其分析結果受條件和人員諸因素的影響較大，造成誤差大、分析周期長，不能實時在線檢測?！叭紵ā崩碚撋喜豢茖W、設計上也存在著諸多缺陷，受被測介質成份含量的影響，由于恒壓空氣只能對被測可燃氣體的某一特定成份點實現完全燃燒，對處于在線運行中不斷變化著的成份含量而言，不是過熱就是不完全燃燒，導致檢測的不準。

發明內容

為了克服上述現有技術缺點，本發明的目的在于提供一種生物質氣化燃料氣熱值的在線計量裝置及在線計量方法，不僅可以實現生物質氣化燃料氣熱值的在線計量，方便獲得國家的補貼電價，還具有數據實時處理，并且可以遠傳的技術優勢。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種生物質氣化燃料氣熱值的在線計量裝置，包括插入生物質燃氣管道中的取樣接口1a和流量測試端口1b，所述取樣接口1a的外端分兩路，一路連通第一干燥器3a，另一路連通第二干燥器3b，在取樣接口1a連通第一干燥器3a和第二干燥器3b的管道上分別設置有第一切斷閥2a和第二切斷閥2b；所述第一干燥器3a和第二干燥器3b的另一端分別連通多功能閥4的一個進口，多功能閥4的的出口連通燃氣組分分析器5；所述流量測試端口1b外端連接插入式流量計6，插入式流量計6和燃氣組分分析器5均連接中央處理器7，中央處理器7連接用戶端終端顯示器8。

所述取接樣口1a為微量取樣口，取樣量為10～100ml/min；流量測試端口1b為插入式流量計6的計量接口，采用法蘭連接。

所述第一切斷閥2a和第二切斷閥2b始終保持一開一閉，便于更換第一干燥器3a或第二干燥器3b內的干燥劑。

所述第一干燥器3a或第二干燥器3b內填充的干燥劑為活性氧化鋁、5A分子篩或硅膠。

所述燃氣組分分析器5可以但不限于是多組分紅外煤氣分析儀或氣相色譜儀，并實時將數據傳送至中央處理器7。

所述插入式流量計6可以但不限于是差壓式流量計(比如德爾塔巴流量計)或熱式流量計。

所述中央處理器7具有可編程功能，支持但不限于Matlab、C++、JAVA等編程語言，支持TCP端口。

所述的生物質氣化燃料氣熱值的在線計量裝置的在線計量方法，

通過取樣接口1a取微量燃氣，打開第一切斷閥2a，關閉第二切斷閥2b，通過第一干燥器3a除去燃氣中的水分及雜物，將多功能閥4轉至接通第一干燥器3a，進入燃氣組分分析器5進行在線分析，根據燃氣組分含量結果并根據公式(1)計算燃氣熱值H

H：燃氣熱值

X_i：燃氣各組分含量

C_i：燃氣中各組分熱值

如果經過一段時間運行，第一干燥器3a需要更換內部干燥劑，則關閉第一切斷閥2a，打開第二切斷閥2b，通過第二干燥器3b除去燃氣中的水分及雜物，將多功能閥4轉至接通第二干燥器3b，進入燃氣組分分析器5進行在線分析；之后重新裝填第一干燥器3a，使其恢復使用；