[發明專利]一種垃圾熱解發電系統蒸汽負荷的控制系統

在審

• 申請號: 202010052347.6
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN113137292A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 劉建華;劉天虎;熊哲;杜閏萍;許杰;張彥軍;宋小飛;丁建亮
• 申請（專利權）人: 北京航天石化技術裝備工程有限公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01K13/00;F01K21/00;F01K27/00;F01K11/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

1.一種垃圾熱解發電系統蒸汽負荷的控制系統，其特征在于：包括控制器、垃圾進料單元電機變頻器、底部燃燒控制調節閥、側部燃燒控制調節閥、蒸汽流量調節閥、除鹽水泵電機變頻器、返料單元電機變頻器、熱解單元、固體熱載體爐單元、風室、水冷壁、煙氣除塵、蒸汽過熱器、熱解氣緩存、底部燃燒器、側部燃燒器；控制器與垃圾進料單元電機變頻器、返料單元電機變頻器、底部燃燒控制調節閥、側部燃燒控制調節閥、蒸汽流量調節閥、除鹽水泵電機變頻器連接；垃圾進料單元與熱解單元連接；返料單元與熱解單元、固體熱載體爐連接；風室與固體熱載體爐連接；煙氣除塵與熱解單元、固體熱載體爐、蒸汽過熱器連接；水冷壁與除鹽水泵、固體熱載體爐連接；底部熱解氣燃燒控制調節閥與底部燃燒器、熱解氣緩存和熱解單元連接；側部熱解氣燃燒控制調節閥與側部燃燒器、熱解氣緩存和熱解單元連接。

2.根據權利要求1所述的垃圾熱解發電系統蒸汽負荷的控制系統，其特征在于：垃圾進料單元將垃圾輸送至熱解單元，同時煙氣除塵將高溫固體熱載體輸送至熱解單元，垃圾與高溫固體熱載體發生熱解反應，產生熱解氣和殘炭；其中熱解氣進入熱解氣緩存并最終在固體熱載體爐單元底部燃燒器和側部燃燒器燃燒，殘炭和固體熱載體通過返料單元輸送至固體熱載體爐單元進行燃燒和加熱循環；固體熱載體爐單元外壁為水冷壁，水冷壁產生飽和蒸汽；固體熱載體爐單元產生的高溫煙氣經過煙氣除塵后進入蒸汽過熱器對飽和蒸汽進行二次加熱產生高溫高壓過熱蒸汽；高溫高壓過熱蒸汽滿足條件后進入發電單元。

3.根據權利要求1所述的垃圾熱解發電系統蒸汽負荷的控制系統，其特征在于：蒸汽過熱器蒸汽管線設置蒸汽壓力測點PT1和蒸汽流量測點FT1、固體熱載體爐爐膛溫度測點TT1、水冷壁水液位測點LT1信號接入控制器。

4.根據權利要求1所述的垃圾熱解發電系統蒸汽負荷的控制系統，其特征在于：所述的控制器控制垃圾進料單元電機變頻器、返料單元電機變頻器、底部燃燒控制的燃氣調節閥FV1、側部燃燒控制的燃氣調節閥FV2、除鹽水泵電機變頻器、蒸汽過熱器出口蒸汽流量調節閥FV3。

5.根據權利要求1所述的垃圾熱解發電系統蒸汽負荷的控制系統，其特征在于：控制回路包括進料量回路控制、返料量回路控制、底部燃燒負荷控制、側部燃燒負荷控制、水液位回路控制、爐膛溫度回路控制、蒸汽壓力回路控制、蒸汽流量回路控制。

6.根據權利要求1所述的垃圾熱解發電系統蒸汽負荷的控制系統，其特征在于：控制方法如下：

1)通過調節垃圾進料單元電機變頻器的頻率調節垃圾進料量；

2)通過調節返料單元返料電機變頻器的頻率調節返料量，在返料量增加的工況下固體熱載體和殘炭輸送至固體熱載體的流量將增加，此時通過開大燃燒控制的燃料調節閥FV1和FV2增加底部和側部熱解氣燃燒負荷從而實現固體熱載體的循環量的增加和爐膛溫度的升高；在返料量降低的工況下則通過關小燃燒控制的燃料調節閥FV1和FV2降低底部熱解氣燃燒負荷和側部熱解氣負荷從而實現固體熱載體的循環量的降低和爐膛溫度的降低；

3)通過調節除鹽水水泵電機變頻器的頻率調節水冷壁液位，增加電機頻率則水冷壁液位提高，飽和蒸汽產生量增加，降低電機頻率則水冷壁液位降低，換熱面積降低，飽和蒸汽產生量降低；爐膛溫度TT1越高則飽和蒸汽產生量越高，爐膛溫度TT1越低飽和蒸汽產生量越低；

4)固體熱載體爐燃燒產生的高溫煙氣通過蒸汽過熱器對飽和蒸汽進行二次加熱，蒸汽壓力作為主回路調節，蒸汽流量作為副回路調節；當蒸汽壓力低時，設置蒸汽流量調節閥FV3最低發電單元負荷開度，通過步驟1)增加垃圾進料量，同時通過步驟2)和3)增加返料量、熱解氣燃燒負荷、水冷壁液位，當蒸汽壓力達到額定值并繼續上漲時，增大蒸汽流量以穩定蒸汽壓力，實現蒸汽壓力和流量的回路負荷增加；當蒸汽壓力高并且蒸汽流量達到或超過額定值需降低蒸汽回路負荷時，通過步驟1)降低垃圾進料量，同時通過步驟2)和步驟3)降低返料量、熱解氣燃燒負荷和水冷壁液位，蒸汽壓力降低到額定值以下時，通過關小蒸汽流量調節閥FV3穩定蒸汽壓力；當蒸汽壓力和蒸汽流量處于額定范圍內時不進行調節或進行微調。