檢測生物質儲存系統中起火的方法
【專利說明】檢測生物質儲存系統中起火的方法
[0001]發明背景
[0002]本發明涉及在生物質儲存系統中使用濕度傳感器來檢測熱解事件或生物質儲存系統中存在的生物質堆中的起火事件的存在。
[0003]近年來，生物質作為燃料在發電站中燃燒已經更普遍，在發電站使用和儲存的生物質的體積也相應地增加。一般而言，生物質包括被破碎且壓實為球粒的植物材料。這些球粒在被輸送用于鍋爐之前儲存在大筒倉中。這些筒倉可具有數百立方米到數千立方米的體積。生物質植物物質的典型來源是木材，以下說明是基于木質生物質給出。但是，本發明可等同地適用于其他類型的生物質和其他類型的易燃材料。
[0004]在大筒倉中儲存的不僅有生物質球粒，還有在儲存和操作過程中球粒產生的生物質粉塵。將粉塵從空氣流中除去，空氣流經過濾除去粉塵。然后，粉塵被氣壓輸送到粉塵筒倉，在此儲存，然后在鍋爐中燃燒。
[0005]在生物質球粒儲存筒倉和粉塵儲存筒倉中都可能起火，在兩者中導致起火的因素大致相同。在生物質儲存筒倉中起火可能是因為細菌和真菌活性，產生熱量，產生甲烷、一氧化碳和二氧化碳。熱量累積到超過50°C，導致木材的熱氧化。隨著溫度持續升高，干物質損失，燃料質量下降，最終生物質起火。反應由水、氧氣和二氧化碳來供應。
[0006]盡管水是從陰燃火中除去熱量的最佳介質，使用灑水裝置會導致筒倉損壞，導致木粉沉積，造成大量成本和停工期。在本領域中已知可以通過在筒倉中提供惰性氣氛來控制和熄滅陰燃火。通常通過在筒倉內提供二氧化碳或氮氣氣氛來實現這一點。
[0007]本發明提供對生物質儲存系統中起火的檢測，該檢測會啟動滅火系統，從而在火蔓延導致儲存系統中損害之前滅火。
[0008]生物質儲存中熱解事件或起火的發生將導致產生一氧化碳、二氧化碳和氫氣之類的氣體，以及氣相中大量的水。通過測量這些氣體，可以檢測熱解事件或起火，可以激活抑制熱解事件或起火的方法。
【發明內容】
[0009]在本發明的一個實施方式中，揭示了一種檢測包含生物質的生物質儲存系統中起火事件的方法，該方法包括持續測量生物質儲存系統中的濕度；將測量的濕度與預定的濕度相比較，如果測量的濕度與預定的濕度之間的差值超過預定值，向操作者報警。
[0010]在本發明的另一個實施方式中，揭示了一種檢測生物質儲存系統中起火事件的方法，該方法包括持續測量生物質儲存系統中的濕度，將測量的濕度與預定的濕度相比較，啟動滅火系統。
[0011 ] 在本發明中，“起火事件”定義為包括熱解事件、起火或即將開始起火。
[0012]持續測量生物質儲存系統中的濕度，由于向系統中引入新批量的生物質，濕度值隨時間變化。當起火時間發生時，生物質儲存系統中濕度的變化速率增加，被濕度傳感器檢測到。濕度傳感器與可編程邏輯控制器電通信，該可編程邏輯控制器解譯該濕度變化速率數據，確定是否發生起火事件，啟動合適的滅火系統。
[0013]濕度檢測器可以是鏡式露點系統。
[0014]在生物質儲存系統中可以使用不止一個濕度檢測器。通過使用多個濕度傳感器或濕度傳感器的陣列，可以計算濕度變化的速率，能夠檢測到生物質儲存系統中起火事件的位置，從而提高滅火系統的使用效率。
[0015]本發明中使用的生物質儲存系統用于儲存生物質。生物質是來自活的或最近是活的生物體的生物材料。生物質通常包括原始木、能源作物、農業廢物、食品廢物、工業廢物和副產物。
[0016]生物質儲存系統通常是筒倉。生物質儲存系統具有有多個氣體進口的基底，所述氣體進口在使用過程中引導氣體進入生物質儲存系統。這些氣體可以是阻燃氣，用于防止、控制和抑制儲存系統中的起火，例如二氧化碳和氮氣。多個氣體進口使操作者在導入氣體時能夠使用一部分但不是全部的進口，從而節省成本并降低氣體損耗。
[0017]氣體進口可以在儲存系統基底上基本均勻地間隔，以確保在使用中氣體在儲存系統中均勻分布，以及如果需要，例如在檢測到儲存系統中局部起火事件后，集中向儲存系統的特定區域注入氣體。
[0018]儲存系統還包括至少一個側壁，該側壁也包括多個氣體進口，用于在使用過程中將氣體導入生物質儲存系統。還允許阻燃氣體通過側壁以及基底引入儲存系統。
[0019]可在至少一部分氣體進口上方設置透氣保護外殼，從而保護氣體進口，防止堵塞。
[0020]當操作者接收到起火事件的通知后，可以手動將阻燃氣輸送到生物質儲存系統中。該操作也可以是自動化的，具體取決于各生物質儲存系統的要求。
[0021]在本發明的另一個實施方式中，所述方法包括通過生物質儲存系統內測量的濕度的增加來檢測起火事件。一旦檢測到，操作者可以啟動滅火系統，該系統將通過至少一個氣體進口注入氣體，該氣體的氣體層覆蓋生物質，足以抑制煙霧并滅火。
[0022]附圖簡要說明
[0023]圖1顯示生物質儲存系統如筒倉的示意圖。
[0024]發明詳述
[0025]生物質儲存系統如筒倉可具有數百立方米到數千立方米的體積。例如，參考圖1，生物質儲存筒倉I為基本圓柱形，包括基本圓形的基底15，基本垂直的側壁10和穹頂16。在該例子中，生物質筒倉I的直徑為60米，側壁高度為20米，總高度為50米。但是，這僅僅是一個例子，其他尺寸、形狀或構造的儲存系統或筒倉也可以考慮用于本發明，具體取決于具體地點和應用的需要。
[0026]筒倉I包含生物質堆11，其平均直徑為6毫米，平均長度為8-15毫米。筒倉I設置為先入先出的生物質使用系統，從而縮短停留時間，降低可能導致起火的累積因素的風險。在正常使用條件下，當沒有檢測到起火事件以及沒有檢測到指示將爆發起火的情形時，將純度為90% -99%的氮氣通過分布在筒倉I的基底15上的氣體進口 20引入筒倉基底中。進口 20通常均勻地以網格圖案分布在基底15上。氣體進口 20可任選地被保護性外殼(未示出)覆蓋，以阻止氣體進口的破壞和堵塞。這