[发明专利]一种风力发电直接烘干污泥的装置与控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电应用领域，特别是涉及了一种利用风力发电直接烘干污泥的装置及控制方法。

背景技术

随着工业技术的发展，污泥处理技术也日益成熟。污泥焚烧是一种无害化、减量化和资源化的处理技术。其中，污泥烘干处理是污泥焚烧的重要环节，降低污泥烘干处理成本、提高污泥烘干处理效率，是污泥焚烧过程中首要考虑的问题。在一般的污泥烘干处理过程中多采用高温蒸气、导热油等对污泥进行烘干。污泥烘干过程中所需的高温蒸汽、导热油多由工业锅炉提供。工业锅炉所需的燃料一般是燃煤、燃油等不可再生资源，这种工业锅炉能源损耗较大，燃煤、燃油燃烧时容易造成二次污染，增大了污泥烘干生产成本。

目前，风力发电技术逐渐成熟，风力发电是一种通过风力发电机组将风能转换成电能的发电方式，风力发电机组产生的电经蓄电池存储、逆变器逆变等变成稳定的交流电，再通过并网技术连接到电网可供城市居民、农业、工业使用。其中，蓄电池是一种消耗性器件，需要定期的维护与更换；交流电经过整流环节以及直流电经过逆变环节都会产生能量损耗；并网技术要求较高、成本昂贵。

发明内容

考虑到污泥烘干过程中的能源损耗以及风力资源的丰富性，本发明设计了一种风力发电直接烘干污泥的控制方法与装置。

装置及控制方法的技术方案：本发明包括供电系统、MCU控制系统和烘干系统，供电系统、烘干系统均连接MCU控制系统，所述供电系统包括风力发电机组、风力发电机输出电缆、电网和电网电缆，风力发电机组和电网分别通过风力发电机输出电缆和电网电缆接入到开关控制柜；所述MCU控制系统包括风速检测模块、风力发电功率检测模块、温度检测模块、智能控制模块、开关控制柜、污泥传输装置和保护电路，风速检测模块、风力发电功率检测模块和温度检测模块的检测信号输入到智能控制模块，智能控制模块输出控制信号到开关控制柜、污泥传输装置和保护电路中；所述烘干系统包括污泥烘干室和烘干加热装置，所述烘干加热装置分为一次侧烘干加热器和二次侧烘干加热器，所述污泥烘干室的左上部设有污泥进料口，右上部设有废气排出口，右下部设有干污泥排出口，内部顶上设有温度检测模块，内部底下水平安装烘干加热装置，内部中间设有污泥传输装置，污泥传输装置一端位于污泥进料口正下方，另一端位于干污泥排出口正上方，污泥进料口下部设有两个滚筒。所述烘干加热装置包括2m个电阻式烘干加热器，一次侧烘干加热器和二次侧烘干加热器各包括m个电阻式烘干加热器，分别为A1、A2、A3···Am和B1、B2、B3···Bm，A1、A2、A3···Am与B1、B2、B3···Bm通过烘干加热器电气端口依次交替水平安装到一次侧母线槽和二次侧母线槽上；一次侧烘干加热器通过一次侧母线槽连接到开关控制柜，MCU控制系统通过开关控制柜控制一次侧烘干加热器连接到风力发电机输出电缆或电网电缆；二次侧烘干加热器通过二次侧母线槽连接到开关控制柜，MCU控制系统通过开关控制柜控制二次侧烘干加热器连接电网电缆。所述保护电路为若干个并联的保护电阻，保护电路与烘干加热装置并联安装在风力发电总线上。所述MCU控制系统以风速检测模块、风力发电功率检测模块和温度检测模块的检测信号为输入量，通过智能控制模块控制开关控制柜切换一次侧烘干加热器和二次侧烘干加热器的工作状态，调节污泥传输装置的运行速度以及保护电路的开闭。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用风力发电机组直接向烘干加热器供电进行烘干污泥，省去了蓄电池存储环节，降低了工程成本；省去了整流、逆变等环节，减小了能量损耗；省去了并网环节，降低了工程难度。

2、本发明烘干加热装置采用一次侧与二次侧交叉水平排布方式，便于一次侧烘干加热器在风力发电供电与电网供电之间切换，保证在不同工作模式下烘干加热装置加热的均匀性。

3、本发明采用风力发电为主，电网补助为辅的供电模式。当风力发电较充裕时，由风力发电机组单独向烘干加热装置供电烘干污泥。当风力发电不太充裕时，部分一次侧加热器由风力发电供电切换到电网供电，实现风力发电机组和电网同时向烘干加热装置供电，保证污泥烘干的稳定性。

4、本发明加入智能控制模块，由于风力发电存在不稳定性，MCU控制器根据风力发电功率以及烘干室内温度，智能控制污泥传输装置运行速度，有效增减污泥的烘干时间，保证污泥烘干质量。

附图说明

图1、装置整体结构示意图；

图2、烘干加热器安装布置图；

图3、烘干加热器电气控制原理图； 

图4、装置电气控制框图；