[发明专利]生物质气化燃料气热值的在线计量装置及在线计量方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质发电技术领域，特别涉及一种生物质气化燃料气热值的在线计量装置及在线计量方法。

背景技术

在生物质发电技术领域，利用生物质能发电，不仅能够降低煤炭资源消耗，保护环境减少污染物排放，促进能源结构优化，而且在合理利用项目当地生物质资源、增强企业经济效益、增加农民收入等方面具有重要意义。生物质发电技术，主要包括生物质直接燃烧发电、生物质气化发电、生物质混合燃烧发电等技术种类。

目前，生物质直接燃烧发电技术和生物质气化发电技术均需要独立建设新厂，投资较大。生物质耦合发电技术可以依托电厂现有设备进行改造，大大节省投资费用，所以生物质耦合发电技术是重要的发展方向。其中，生物质混合燃烧发电生物质直接混烧和生物质气化耦合两种发电方式；生物质直接混烧是将生物质原料和煤混合直接送入燃煤锅炉进行燃烧，这样可以达到节省煤炭的效果，但是存在生物质发电量难以计量，获得国家电价补贴困难的问题。生物质气化耦合是将生物质原料先在气化炉中进行气化生成燃料气，再将燃料气送入锅炉，燃料气与煤在锅炉内共同燃烧。生物质气化耦合发电技术可以通过计量燃料气的热值和流量来确定发电量，便于获得国家电价补贴。

由于生物质燃气成分较多，主要含有H₂、CO、CO₂、CH₄、N₂、H₂O等气体，热值较难测量，目前采用“人工取样化学法”和“燃烧法”检测。“人工取样化学法”其分析结果受条件和人员诸因素的影响较大，造成误差大、分析周期长，不能实时在线检测。“燃烧法”理论上不科学、设计上也存在着诸多缺陷，受被测介质成份含量的影响，由于恒压空气只能对被测可燃气体的某一特定成份点实现完全燃烧，对处于在线运行中不断变化着的成份含量而言，不是过热就是不完全燃烧，导致检测的不准。

发明内容

为了克服上述现有技术缺点，本发明的目的在于提供一种生物质气化燃料气热值的在线计量装置及在线计量方法，不仅可以实现生物质气化燃料气热值的在线计量，方便获得国家的补贴电价，还具有数据实时处理，并且可以远传的技术优势。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种生物质气化燃料气热值的在线计量装置，包括插入生物质燃气管道中的取样接口1a和流量测试端口1b，所述取样接口1a的外端分两路，一路连通第一干燥器3a，另一路连通第二干燥器3b，在取样接口1a连通第一干燥器3a和第二干燥器3b的管道上分别设置有第一切断阀2a和第二切断阀2b；所述第一干燥器3a和第二干燥器3b的另一端分别连通多功能阀4的一个进口，多功能阀4的的出口连通燃气组分分析器5；所述流量测试端口1b外端连接插入式流量计6，插入式流量计6和燃气组分分析器5均连接中央处理器7，中央处理器7连接用户端终端显示器8。

所述取接样口1a为微量取样口，取样量为10～100ml/min；流量测试端口1b为插入式流量计6的计量接口，采用法兰连接。

所述第一切断阀2a和第二切断阀2b始终保持一开一闭，便于更换第一干燥器3a或第二干燥器3b内的干燥剂。

所述第一干燥器3a或第二干燥器3b内填充的干燥剂为活性氧化铝、5A分子筛或硅胶。

所述燃气组分分析器5可以但不限于是多组分红外煤气分析仪或气相色谱仪，并实时将数据传送至中央处理器7。

所述插入式流量计6可以但不限于是差压式流量计(比如德尔塔巴流量计)或热式流量计。

所述中央处理器7具有可编程功能，支持但不限于Matlab、C++、JAVA等编程语言，支持TCP端口。

所述的生物质气化燃料气热值的在线计量装置的在线计量方法，

通过取样接口1a取微量燃气，打开第一切断阀2a，关闭第二切断阀2b，通过第一干燥器3a除去燃气中的水分及杂物，将多功能阀4转至接通第一干燥器3a，进入燃气组分分析器5进行在线分析，根据燃气组分含量结果并根据公式(1)计算燃气热值H

H：燃气热值

X_i：燃气各组分含量

C_i：燃气中各组分热值

如果经过一段时间运行，第一干燥器3a需要更换内部干燥剂，则关闭第一切断阀2a，打开第二切断阀2b，通过第二干燥器3b除去燃气中的水分及杂物，将多功能阀4转至接通第二干燥器3b，进入燃气组分分析器5进行在线分析；之后重新装填第一干燥器3a，使其恢复使用；