一种生物质能发电控制系统的制作方法

本发明涉及能源控制领域，具体是一种生物质能发电控制系统。

背景技术：

石油、煤炭、稀有金属是众所周知的不可再生资源，众所周知，自从三次科技革命以来，能源成为了国家经济的命脉.而地球上的能源是有限的，因此人们致力于研究可再生的资源，尤其是生物能源领域。

本设计“生物质能源综合利用系统”是将秸秆等生物质在厌氧下进行热裂解（气化、炭化，气化与炭化为同一过程），一部分产生生物质燃气（主要成分为一氧化碳、甲烷、氢气等），此燃气经过净化后带动发电机组发电；另一部分将变为生物质炭（即生物质气化后剩余的物质）。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种生物质能发电控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生物质能发电控制系统，包括智能电源、控制中心、气化炉本体入料气动阀门、气化炉本体排炭炉排电动机、气化炉本体螺旋除炭电动机、上料皮带电机、上料皮带梨煤器电动推杆、炉前料仓卸料电机、斗士提升机、罗茨风机、储气柜充气恒压装置、供水系统给水泵电动机、除炭关风机电动机、刮板输炭机和余热锅炉补给水泵电机，所述控制中心分别连接智能电源、气化炉本体入料气动阀门、气化炉本体排炭炉排电动机、气化炉本体螺旋除炭电动机、上料皮带电机、上料皮带梨煤器电动推杆、炉前料仓卸料电机、斗士提升机、罗茨风机、储气柜充气恒压装置、供水系统给水泵电动机、除炭关风机电动机、刮板输炭机和余热锅炉补给水泵电机。

作为本发明的优选方案：所述智能电源包括降压整流模块、恒压模块、恒流模块、选择开关、储能元件、电流取样电路、电压取样电路、切换电路和升压电路，其特征在于，所述降压整流模块分别连接选择开关和DC-DC转换器、选择开关还分别连接恒压模块和恒流模块，DC-DC转换器还连接切换电路，切换电路还分别连接负载和升压电路，恒压模块还分别连接储能元件和电压取样电路，恒流模块还分别连接电流取样电路和储能元件，储能元件还连接升压电路。

作为本发明的优选方案：所述控制中心为PLC。

作为本发明的优选方案：所述选择开关为单刀双掷开关。

作为本发明的优选方案：所述切换电路为继电器。

作为本发明的优选方案：所述储能元件为蓄电池。

作为本发明的优选方案：所述升压电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和电容C1，其特征在于，所述MOS管Q1的源极连接MOS管Q3的源极和电源VCC，MOS管Q1的栅极连接输入端IN、MOS管Q2的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极、MOS管Q6的栅极和MOS管Q7的栅极，MOS管Q1的漏极连接电容C1和MOS管Q2的漏极，电容C1的另一端连接MOS管Q3的源极、MOS管Q4的源极和MOS管Q6的源极，MOS管Q3的栅极连接MOS管Q4的漏极和MOS管Q5的漏极，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q7的源极接地，MOS管Q6的漏极连接MOS管Q7的漏极和输出端OUT。

作为本发明的优选方案：所述MOS管Q1、MOS管Q3、MOS管Q4和MOS管Q6均为PMOS管。

作为本发明的优选方案：所述MOS管Q2、MOS管Q5和MOS管Q7均为NMOS管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明生物质能发电控制系统采用PLC作为控制中心，完成对各个部件的综合及控制，能够将秸秆等生物质在厌氧下进行热裂解，一部分产生生物质燃气，此燃气经过净化后带动发电机组发电；另一部分将变为生物质炭，有效利用生物资源，具有节能环保的优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为智能电源的整体方框图；

图3为升压模块的电路图；

图4为本法明的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1~4，一种生物质能发电控制系统，包括智能电源、控制中心、气化炉本体入料气动阀门、气化炉本体排炭炉排电动机、气化炉本体螺旋除炭电动机、上料皮带电机、上料皮带梨煤器电动推杆、炉前料仓卸料电机、斗士提升机、罗茨风机、储气柜充气恒压装置、供水系统给水泵电动机、除炭关风机电动机、刮板输炭机和余热锅炉补给水泵电机，所述控制中心分别连接智能电源、气化炉本体入料气动阀门、气化炉本体排炭炉排电动机、气化炉本体螺旋除炭电动机、上料皮带电机、上料皮带梨煤器电动推杆、炉前料仓卸料电机、斗士提升机、罗茨风机、储气柜充气恒压装置、供水系统给水泵电动机、除炭关风机电动机、刮板输炭机和余热锅炉补给水泵电机。

智能电源包括降压整流模块、恒压模块、恒流模块、选择开关、储能元件、电流取样电路、电压取样电路、切换电路和升压电路，其特征在于，所述降压整流模块分别连接选择开关和DC-DC转换器、选择开关还分别连接恒压模块和恒流模块，DC-DC转换器还连接切换电路，切换电路还分别连接负载和升压电路，恒压模块还分别连接储能元件和电压取样电路，恒流模块还分别连接电流取样电路和储能元件，储能元件还连接升压电路。

控制中心为PLC。选择开关为单刀双掷开关。切换电路为继电器。储能元件为蓄电池。升压电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和电容C1，其特征在于，所述MOS管Q1的源极连接MOS管Q3的源极和电源VCC，MOS管Q1的栅极连接输入端IN、MOS管Q2的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极、MOS管Q6的栅极和MOS管Q7的栅极，MOS管Q1的漏极连接电容C1和MOS管Q2的漏极，电容C1的另一端连接MOS管Q3的源极、MOS管Q4的源极和MOS管Q6的源极，MOS管Q3的栅极连接MOS管Q4的漏极和MOS管Q5的漏极，MOS管Q5的源极接地，MOS管Q7的源极接地，MOS管Q6的漏极连接MOS管Q7的漏极和输出端OUT。

MOS管Q1、MOS管Q3、MOS管Q4和MOS管Q6均为PMOS管。MOS管Q2、MOS管Q5和MOS管Q7均为NMOS管。

本发明的工作原理是：整套“生物质能源综合利用系统”是将秸秆等生物质在厌氧下进行热裂解（气化、炭化，气化与炭化为同一过程），一部分产生生物质燃气（主要成分为一氧化碳、甲烷、氢气等），此燃气经过净化后带动发电机组发电；另一部分将变为生物质炭（即生物质气化后剩余的物质）。

1、当生物质裂解锅炉内部需要进料时，会通过传感器将信号经过PLC传送到主控电脑，主控电脑再经PLC启动位于炉前料仓下部的卸料器及上料皮带、启动需要进料锅炉对应的犁式卸料器、启动炉本体上部的入料气动阀门。

2、若炉前料仓内生物质原料不足，或已经空了，传感器会将此信号通过PLC传送到主控电脑，主控电脑通过PLC去启动斗式提升机，此时工作人员将生物质原料用铲车推入斗式提升机的入料口，通过斗提输送至位于锅炉上方的炉前料仓内。

3、锅炉本体内部原料装满后，便开始运行工作，传感器会实时通过PLC向主控电脑反馈物料裂解（气化、炭化）状态，当物料充分气化、炭化好后，

（1）主控电脑通过PLC启动锅炉本体下部的炉排电动机，开始排炭工作，炭料被炉排排至炉本体的螺旋除炭器，螺旋除炭器通过关风机将炭排至为于锅炉下方的输炭刮板机，刮板机将炭料输送至储炭间。以上过程全部由PLC控制完成。

（2）锅炉本体的燃气出口连接到旋风分离器（分离燃气中的较大颗粒灰尘），连接燃气冷却器（此部分为三级冷却，将450℃的燃气冷却至40℃以内，冷却过程会将燃气中的醋液焦油冷凝下来，通过冷却器下方的溢流管流至集液箱中），连接气水分离器（进一度去除燃气中的水分），连接罗茨风机（从锅炉燃气出口到罗茨风机这段均为负压，罗茨风机后部为正压），罗茨风机将燃气输送至储气柜，储气柜恒存装置将保证输送到发电机组的燃气为恒压。

各部分传感器与主控电脑通过PLC进行传输控制信号，若冷却装置的冷却水温度过高，供水循环系统水泵电机工作，加速冷却水的循环。

智能电源的工作原理如图2所示：主电源正常时，市电电压经过降压整流模块后变成直流电进入电路，通过DC-DC转换器和切换电路将电能传输给用电负载使用，同时电路还供给电储能元件进行充电，电路可以以两种不同模式给蓄电池充电，恒压充电和恒流充电，通过选择开关进行控制，可以根据使用者的电网稳定性情况选择不同的方式进行充电，储能元件中的电能还经过电压取样电路和电流取样电路进行电压和电流数据的采集，并且两个电路将采集到的数据进行反馈，最终完成恒压充电和恒流充电的进行，同时储能元件中的电能还经过升压电路连接到切换电路中，电路中的切换模块实现双电源的控制，当有市电供电时，切换电路阻断储能元件连接的供电回路，因此负载只通过市电供电，当遇到市电断电时，切换电路自动接通储能元件的供电回路，此时由储能元件经过升压电路将电能提升到负载所需的电压值后给负载供电。

升压模块的工作原理如图2所示：当输入信号IN为高电平时，NMOS管Q2导通，PMOS管Q1截止，电路中的C点电位为低电平。同时Q5导通，Q3的栅极电位为低电平，则Q3导通。这就使得此时A点电位约为VCC，电容C1两端电压约为VCC。由于Q7导通，Q6截止，所以B点的电位为低电平。这段时间为预充电周期。当VIN变为低电平时，NMOS管Q2截止，PMOS管Q1导通，C点电位为高电平，约为VDD。同时Q5、Q7截止，Q4导通。这使得Q3的栅极电位升高，Q3截止。此时电路中的A点电位等于C点电位加上电容C1两端电压，约为2VCC。而且Q6导通，因此B点输出高电平，且高于VCC。这段时间为自举升压周期。电路结构简单、元器件使用量少，仅使用多个NMOS管和PMOS管组成，结合电容实现了提高输出电压的目的，因此具有体积小、成本低和性能稳定的优点。