PLC在高溫空氣發(fā)生器控制中的應(yīng)用

　1 簡介

　　生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)是燃料利用和能源供應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)的一項高新技術(shù)，對提高資源利用率、緩解能源危機和改善環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。生物質(zhì)高溫空氣氣化系統(tǒng)主要由高溫空氣預(yù)熱器、卵石床氣化器、余熱鍋爐、氣體濕式凈化裝置、汽輪機等動力供應(yīng)裝置及空氣壓縮機等輔助裝置組成。高溫低氧彌散燃燒為核心技術(shù)的高溫空氣發(fā)生器是生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)研究實驗研究系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，其主要功能是產(chǎn)生溫度為800-1500℃的空氣。四通閥的周期切換是高溫空氣發(fā)生器正常工作的關(guān)鍵，本文介紹采用可編程序控制器（HLC）實現(xiàn)四通閥周期切換的控制方案。

　　2 高溫空氣發(fā)生器的組成及工作原理

　　高溫空氣發(fā)生器是獲得高溫空氣的關(guān)鍵設(shè)備，其關(guān)鍵技術(shù)在于采用了一對蜂窩陶瓷蓄熱體，該蓄熱體具有比表面積大、傳熱性能好、阻力小、能實現(xiàn)極限余熱回收等特點，是一種緊湊的高效換熱器。高溫空氣發(fā)生器主要由燃燒室、燃燒器、蓄熱室、四通閥、鼓風(fēng)機及排煙機組成，其中燃燒室、燃燒器、蓄熱室各兩個，呈左右對稱布置。高溫空氣發(fā)生器工作原理如圖1所示。

　　高溫空氣發(fā)生器工作時，燃料在A側(cè)燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生1300℃左右的高溫煙氣，高溫煙氣通過蓄熱室時，與蜂窩陶瓷蓄熱體進行熱交換，蓄熱體被加熱，煙氣則冷卻到120℃左右經(jīng)四通閥排人大氣中；與此同時，常溫空氣經(jīng)四通閥后進入B側(cè)的蓄熱室，吸收蓄熱室內(nèi)高溫蓄熱體中的熱量，迅速升溫到1000℃以上，加熱后的高溫空氣分成兩部分，其中大部分輸入到卵石床氣化器中作氣化劑，另一部分用于A側(cè)燃燒室燃氣的燃燒。經(jīng)過一段時間后進行切換，B側(cè)燃燒，A側(cè)產(chǎn)生高溫空氣，切換周期為15～30s。通過這種交替運行方式，實現(xiàn)極限余熱回收和燃燒空氣的高溫預(yù)熱。

　　3 控制方案

　　四通閥的周期切換是高溫空氣發(fā)生器正常工作的關(guān)鍵，四通閥的切換采用齒輪齒條擺動氣缸驅(qū)動，由壓縮空氣推動氣缸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，使四通閥在 1-1，2-2位置之間進行切換，壓縮空氣則由電磁閥S1進行控制；A，B兩側(cè)燒嘴燃氣和空氣由電磁閥S2－S5進行控制，其控制系統(tǒng)如圖1所示。

　　3.1 控制要求

　　根據(jù)工藝要求，四通閥切換的同時，要求A，B兩側(cè)的燒嘴燃氣和空氣同步切換，當系統(tǒng)啟動時，四通閥在1-1位置時，A側(cè)燃燒，B側(cè)產(chǎn)生高溫空氣；為了保證高溫空氣清潔，盡可以能減少空氣中含煙量，燃氣閥應(yīng)先關(guān)閉，四通閥切換的同時另一側(cè)點火燃燒；因此，設(shè)計燃料閥供氣時間為28s，四通閥的切換時間為 30s。A側(cè)燒嘴28s后關(guān)閉，2s后四通閥切換到2-2位置，B側(cè)開始燃燒，A側(cè)產(chǎn)生高溫空氣；B側(cè)燒嘴28s后關(guān)閉，2s后四通閥切換到1-1位置，A側(cè)開始燃燒，并重復(fù)上述過程，四通閥和燃料閥切換工作時序如圖2所示。

　　1 簡介

　　生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)是燃料利用和能源供應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)的一項高新技術(shù)，對提高資源利用率、緩解能源危機和改善環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。生物質(zhì)高溫空氣氣化系統(tǒng)主要由高溫空氣預(yù)熱器、卵石床氣化器、余熱鍋爐、氣體濕式凈化裝置、汽輪機等動力供應(yīng)裝置及空氣壓縮機等輔助裝置組成。高溫低氧彌散燃燒為核心技術(shù)的高溫空氣發(fā)生器是生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)研究實驗研究系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，其主要功能是產(chǎn)生溫度為800-1500℃的空氣。四通閥的周期切換是高溫空氣發(fā)生器正常工作的關(guān)鍵，本文介紹采用可編程序控制器（HLC）實現(xiàn)四通閥周期切換的控制方案。

　　2 高溫空氣發(fā)生器的組成及工作原理

　　高溫空氣發(fā)生器是獲得高溫空氣的關(guān)鍵設(shè)備，其關(guān)鍵技術(shù)在于采用了一對蜂窩陶瓷蓄熱體，該蓄熱體具有比表面積大、傳熱性能好、阻力小、能實現(xiàn)極限余熱回收等特點，是一種緊湊的高效換熱器。高溫空氣發(fā)生器主要由燃燒室、燃燒器、蓄熱室、四通閥、鼓風(fēng)機及排煙機組成，其中燃燒室、燃燒器、蓄熱室各兩個，呈左右對稱布置。高溫空氣發(fā)生器工作原理如圖1所示。

　　高溫空氣發(fā)生器工作時，燃料在A側(cè)燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生1300℃左右的高溫煙氣，高溫煙氣通過蓄熱室時，與蜂窩陶瓷蓄熱體進行熱交換，蓄熱體被加熱，煙氣則冷卻到120℃左右經(jīng)四通閥排人大氣中；與此同時，常溫空氣經(jīng)四通閥后進入B側(cè)的蓄熱室，吸收蓄熱室內(nèi)高溫蓄熱體中的熱量，迅速升溫到1000℃以上，加熱后的高溫空氣分成兩部分，其中大部分輸入到卵石床氣化器中作氣化劑，另一部分用于A側(cè)燃燒室燃氣的燃燒。經(jīng)過一段時間后進行切換，B側(cè)燃燒，A側(cè)產(chǎn)生高溫空氣，切換周期為15～30s。通過這種交替運行方式，實現(xiàn)極限余熱回收和燃燒空氣的高溫預(yù)熱。