生物质电厂无料仓上料系统研究

生物质电厂无料仓上料系统研究

尹华伟

（国源设计院有限公司山东省济南市250100）

摘要：生物质能源是一种可以存储和输送的可再生能源，它具有储量丰富、清洁环保的特点，目前被广泛应用于社会生产和生活领域中。生物质电厂是生物质能源利用的主要途径，生物质发电是新能源建设和发展的重要项目，是新能源开发和建设是生物质能源有效利用的关键，实现了对废弃物的可持续利用，近年来得到不断发展。生物质电厂的发电方式有三种形式，分别是液化发电、气化发电和直燃发电，液化发电和气化发电成本比较高，技术要求高，目前还没有得到推广，目前国内外采取的发电方式还是直燃式的发电方式，通过这种方式能够将秸秆、木片、木屑等燃料输送到锅炉进行燃烧，从而获取能量。上料系统是实现生物质输送称重、解包、破碎烘干作用的重要系统，是生物直燃发电系统的重要组成部分，目前的技术研究还不够成熟，大部分的上料系统为原皮带输送机，产品功能比较单一，在现场运行中，常常会出现卡塞、料仓搭桥现象的发生。目前国内的企业还没有实现集解包、输送、破碎、烘干为一体的完整的自动化上料，这不能满足能源开发和建设的需求。基于此，本文对生物质发电无料仓的上料生物质电厂无料仓上料系统进行了一些探讨，发现其存在的一些问题，并提出了一些有效建议。

关键词：生物质电厂；直燃技术；无料仓；上料系统

随着经济的快速发展，目前传统的不可再生能源越来越少，而且其产生的高消耗和环境污染状况，不符合社会可持续发展的需求。像煤炭、石油、天然气和水电都属于都属于一次性的能源消耗结构。随着这些传统资源的短缺，人们开始重视对清洁的可再生能源的开发，并不断推广。生物质发电的起源可以追溯到20世纪的丹麦，是由于当时的石油危机，引发了当地人们对农业、林业废弃物的利用和推广，进而带动了全世界对生物质发电的利用和发展。上料系统的主要任务是把秸秆、稻壳、树木等燃料通过解包、破碎烘干运送到电厂的锅炉。上料系统所涉及的范围包含露天料场、干料棚，地下螺旋、带式输送机系统、解包机以及主厂房炉前料仓顶部。

一、生物质电厂上料系统的工艺流程

目前国内普遍使用的上料系统的设备主要包括：1#水平链式输送机、2#水平链式输送机、解包输送机、CH板式系列板式输送机、炉前螺旋输送机、炉前料仓等内容，其中CH系列办事干燥剂是一种新型的燃料烘干设备，可以将湿度大的燃料，以及燃烧不充分的燃料进行烘干，这个设备稳定性好，技术优良，改善了燃料燃料不够干燥，燃烧不充分的问题，提高了燃料的可利用性。

生物质电厂上料系统的工艺流程图

以上是上料系统的输送流程图，涵盖了上料过程所用到的所有设备。其中的两条水平段链式输送机，每段的长度是11米，主要是安装在储料棚内。水平段链式输送机头部设置分配小车，每次由起吊装置在输送机上放置8个秸秆包，输送机上的扒齿会带动秸秆包向前面输送。分配小车将密封的秸秆包进行分割，将秸秆切割成比较松散的状态，再输送到２#带式输送机。解包的秸秆通过干燥机，进行烘干，实现干燥，烘干后的燃料会输送到炉前螺旋输送机。1#输送机输送的是破碎后的木片和解包后的秸秆，通过头部和中部的犁式卸料器将这些燃料经过上游，输送到2#皮带机，再由２#皮带机输送到板式干燥机，最后在到达螺旋输送机。3#输送机是安装在板式干燥剂下面的，不经过烘干直接将燃料输送到炉前螺旋输送机，是作为备用输送线存在的。以上是最新的上料系统的完整流程设备图，是实现整个上料工作的一个系统性的重要内容。

二、上料系统存在的问题

（一）螺旋上料设备固有的缺点。在设备的运行中，螺旋上料设备因为其自身的一些缺点的存在，对于整个系统设备的运行有着很大的阻碍作用。一些原料麦秆在经过多次的运输、打包存放中，以及长期存放在露天的环境中，导致湿度增加，即使经过烘干，它的柔韧度也会发生变化，会发生燃料之间的缠绕，又由于螺旋输送机输送的物料是粉状、颗粒状，这些变质的，粘性的和易结块的物料没办法顺利进行输送。由于燃料的缠绕，拨料机不能够进行均匀散料，拨料板的出口处会出现燃料堆积的斗篷，同时，燃料流的突然增多，皮带输送机处会堆积很多燃料。还会导致螺旋输送机产生很大的反作用，导致螺旋叶片产生破裂，严重影响上料系统的正常运行。

（二）燃料质量不合格和过量，造成燃料卡堵。在上料过程中，一些燃料可能因为检测不合格，里面混有水泥、石块，以及一些没有加工的尺寸较大的原木，在上料中很容易产生卡堵，造成设备的停止运行。在对燃料进行拆卸时没有对生包装绳子进行严格的清理，造成绳子隐藏在螺旋上，给整个工作计划和进度带来损失。生物质料包在运输过程中掺杂了一些土、水泥等木屑，以及拆卸料包的一些塑料绳，这些东西堆积在一起，对设备产生不良的影响。此外，上料也是造成系统堵塞的重要因素，像在燃料紧张的季节里，高热量的硬质燃料会大幅度减少，一些低热值的软性燃料会被应用其中，像麦秆、玉米杆等，如果不限制用量，很容易造成系统堵塞，影响整个上料工作的正常运行。

（三）电压波动造成跳闸，上料突然中断。系统电压波动会造成电网系统的不稳定，会造成上料过程中变频设备跳闸，像料库螺旋，料仓上双螺旋输送机，皮带输送机，料仓下螺旋卸料机等，设备的突然停止运行，电压波动比较容易发生在雷雨天气，恶劣的雷雨天气造成供电局的供电线路短时出现电压波动，需要做好预警机制。

三、生物质电厂无料仓上料系统改善对策

（一)依据地域情况，合理配置系统。在配置设备系统时，要考虑地域、气候等情况，对于电网不稳定的一些山区，可以采取不使用变频的设备，像皮带输送机，料仓生双螺旋输送机，料仓下卸料机等变频设备，可以找非变频设备替代。为了防止设备的突然中断，也可以加装一些备用的上料通道，将其直接连接到炉前给料接口处，在上料设备出现异常中断时，能够及时将质料通过备用设备输送到炉前给料机。同时，为了及时掌握设备的运行情况可以在上料系统周边安装监控系统，如果设备发生异常，可以及时监控，采取措施，及时进行处理。

（二）燃料的合理搭配。在燃料的搜集上，要在合适的季节有计划的搜集一些硬质的燃料，有意识地将硬质的燃料存放起来，以到燃料紧缺的季节能够满足供应；在上料时，对于燃料要合理搭配，像硬质燃料和软质燃料的合理分配，不要出现硬质燃料过多，或者软质过多的情况，高热值的燃料和低热值的要科学合理搭配，大颗粒的和小颗粒的要进行合理的分配，确保燃料的有效利用；对燃料的加工不能粗枝大叶，按照燃料的标准进行切割加工，防止尺寸不合理的燃料进入设备，以出现燃料燃烧不充分或者缠绕的情况；在上料时，要有专门的的检查人员，对燃料进行监督，对于一些质量不合格的燃料防止进入上料系统，将一些超标尺寸的硬料燃料清理出去，督促其再次加工。

（三）改进系统，优化上料运行程序。由于上料设备自身的一些缺陷，以及燃料的输送不合理，会产生一些卡料，堵料的情况，可以取消入料口的螺旋上料机，通过一些科学合理的燃料输送技术，将燃料直接送到下一步级单位，进行解包，均匀散料。同时，可以在皮带运输机前段安装带有一定间隙的螺纹滚轴筛，让泥土和其他杂志能够散落在地上，减少一些堵料情况的发生。

（四）在上料系统运行时，适时作出调整。在进行上料时，要认真分析燃料的负荷量，以及料仓的存料量。一般情况来说，料仓的高度是1.5-2.0米，但是如果燃料较为潮湿，燃料碎末较多或者是秸秆燃料较长，燃料的高度需要根据实际情况减少，保持一米以内的高度比较好；在硬质燃料较少，软质燃料较多时，可以控制螺旋上料机的转速，防止运行过快导致的燃料堆积拥堵，影响系统的正常运行；在运行时，如果单一的螺旋跳闸，可以适当加大其他螺旋的运行速度，保持上料的平稳性。总之，生物质发电厂上料系统对整个机组的长期稳定运行的影响是显而易见的，因此要把握好燃料的采购关，对燃料的质量品质进行把控，对燃料进行合理搭配，满足入炉燃料的需求。同时要依据实际情况对入料系统进行合理配置，确保系统运行的有效性。

参考文献：

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