專利名稱：混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于發(fā)電裝置領(lǐng)域，具體涉及一種混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
固定床制混合煤氣直燃式發(fā)電工藝，是指采用固定床式煤氣發(fā)生爐，將煤氣化生成混合 煤氣，其主要可燃成分是CO (26% 32%)、 H2(13% 15%)、 CH4 (1. 5% 2. 5%)、 CA(0.2 % 0.4%)等，以及不可燃?xì)怏wNa (49% 51%)和C02 (5% 6%)等。
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以不可再生的石化能源迅速減少，以石油為原料的燃料成本 不斷的增加，以中國(guó)為例，我國(guó)的國(guó)情是"貧油、少氣、富煤"。然而，煤炭資源雖然儲(chǔ)藏量 豐富，但主要集中在西北部和華北北部，而用電負(fù)荷主要集中在東部沿海地區(qū)；我國(guó)適宜建水 電的地方大部分在西南地區(qū)。因此，遠(yuǎn)距離大容量輸電和受端高密度受電這一現(xiàn)實(shí)，造成西 電東送和大型電站群的電力輸送，將是我國(guó)電力工業(yè)長(zhǎng)期面臨的問(wèn)題。隨著世界范圍內(nèi)的環(huán) 保問(wèn)題和能源問(wèn)題，采用各種可燃性氣體發(fā)電，在各個(gè)國(guó)家都受到重視。專利87105691. 7， 提供了一種采用煤氣發(fā)生爐制取水煤氣，并用水煤氣來(lái)發(fā)電的工藝方法，其能夠提供的最大 動(dòng)力符合為40 kw 50kw;專利200410091177.3，采用煤、電廠廢氣配入氫氣聯(lián)產(chǎn)清潔煤氣 發(fā)電制取清潔燃料的工藝，也可以采用焦?fàn)t氣以及煉鋼氣等，分別配入CO或者是H,，從而生 產(chǎn)出清潔煤氣，并用來(lái)發(fā)電，工藝流程較為復(fù)雜，較多的對(duì)廢氣進(jìn)行了回收利用，其使用范 圍和場(chǎng)地等靈活性較差；專利200610008889.3，提供了一種采用LNG (液化天然氣)導(dǎo)入到 燃?xì)廨啓C(jī)中發(fā)電的設(shè)施；專利200510023498. 4涉及一種燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，它采用的氣源可以是天 然氣或液化石油氣，或沼氣。專利99100992. 4涉及的是用煤炭或石油氣化制得的燃?xì)庾鳛槿?氣輪機(jī)的燃料來(lái)進(jìn)行發(fā)電，孟凡生，陰秀麗發(fā)表在《內(nèi)燃機(jī)》上的文章等綜述文章"我國(guó)低熱 值燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的研究現(xiàn)狀"比較翔實(shí)的介紹了各種氣體作為發(fā)電熱源的情況。
縱觀國(guó)內(nèi)外的專利與相關(guān)的論文文獻(xiàn)，天然氣、沼氣、煤層氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等 等，在國(guó)內(nèi)外都有用來(lái)發(fā)電的報(bào)道。特別是天然氣，在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，用于兆瓦級(jí) 及以下的發(fā)電機(jī)組，大多以天然氣為燃料，并采用燃?xì)廨啓C(jī)或微型的燃?xì)廨啓C(jī)或者是內(nèi)燃機(jī) 作為原動(dòng)機(jī)，截至目前，少有固定床制煤氣為燃料發(fā)電的報(bào)道，特別是以混合煤氣為燃料以 內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)機(jī)發(fā)電的報(bào)道，在各種論文文獻(xiàn)、專利中均未見(jiàn)報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種利用混合煤氣為燃料以內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)機(jī)發(fā)電的混合煤氣直 燃式發(fā)電設(shè)備。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備，包括固定床制氣裝置，與固定床制氣裝置連接的儲(chǔ)氣柜， 其特征在于儲(chǔ)氣柜通過(guò)管路與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)連接，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接，燃?xì)?發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)有混合器和空濾器。儲(chǔ)氣柜與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)之間的管路上設(shè)有防氣體回流裝置、阻火器，電磁闊、調(diào)壓閥。所述的防氣體回流裝置為水封。所述的混合器為電控混合器。所述的發(fā)電機(jī)與控制柜連接。本實(shí)用新型具有使用安全可靠、發(fā)電成本低、使用靈活、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新 型采用固定床制混合煤氣作為燃料，以燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，是"分布式能源"意義的終端電廠最佳選擇。1978年，"分布式能源"的概念在美國(guó)得到推廣，隨后被 其它先進(jìn)國(guó)家接受。分布式發(fā)電裝置是指功率為數(shù)千瓦至50麗以下小型模塊式的、與環(huán)境兼 容的獨(dú)立電源。這些電源由電力部門(mén)、電力用戶或第3方所有，用以滿足電力系統(tǒng)和用戶特 定的要求，具有良好的環(huán)保性能。它可以位于終端用戶附近，建設(shè)在工業(yè)園區(qū)、樓宇、社區(qū)里， 特別適合于對(duì)無(wú)法架設(shè)電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)或分散的用戶，以及島嶼等，以及對(duì)供電安全穩(wěn)定性要 求較高的醫(yī)院、銀行等特殊用戶和能源需求較為多樣化的用戶。這種供能方式的優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)^;二班扮-n 11/c、、;固Kr+^出~h苗縣主nJ^臺(tái)匕fc^cb+s止,1、。；》；iiz^"Frr告 Akm忠頃r(shí)^ 'ij處]工/|>|血^」1^^^乂^/^里/|'|" i工b匕,^tfl1」力]jAi乂、:^， f ij 乂土 hj與^> i叉rPY匕uiw o以固定床發(fā)生爐方式制造煤氣因其操作安全、投資省、氣化效率高、環(huán)保等特點(diǎn)被廣泛 的應(yīng)用到陶瓷、鋼鐵、化工、建材等工業(yè)企業(yè)中。而在某些地區(qū)和企業(yè)，特別在一些連續(xù)性 的生產(chǎn)線，如陶瓷窯爐生產(chǎn)線，有色金屬冶煉生產(chǎn)線等， 一旦出現(xiàn)停電事故，將造成巨大的 經(jīng)濟(jì)損失，這類企業(yè)都備有柴油發(fā)電機(jī)組，但是隨著石油價(jià)格的快速增長(zhǎng)，柴油發(fā)電的成本 相對(duì)于電網(wǎng)的電價(jià)大幅度增加。以陶瓷廠為例， 一個(gè)煤氣站可以同時(shí)供幾條陶瓷燒制生產(chǎn)線， 從中分出一部分混合氣體，可以帶動(dòng)幾臺(tái)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，這部分電力成本比大電網(wǎng)的成本低， 同時(shí)又是電網(wǎng)異常時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的最佳應(yīng)急選擇，為生產(chǎn)的連續(xù)性提供了可靠的保證。對(duì)于某些 較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)(山區(qū)、海島等)，相對(duì)于大型的電力輸送成本昂貴，如果采用一套固定床式 煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)混合煤氣，并用來(lái)發(fā)電，運(yùn)輸石化能源煤的稱本是相對(duì)較低的，同時(shí)它不像天然氣那樣受到地理的較大制約。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本實(shí)用新型選用J12V190DD發(fā)動(dòng)機(jī)和1FC6406-4LA42-Z電動(dòng)機(jī)，在中北陶瓷有限公司生產(chǎn)線上經(jīng)過(guò)連續(xù)兩個(gè)月的運(yùn)行，產(chǎn)生的電能主 要用于陶瓷廠內(nèi)部球磨機(jī)的和煤氣站風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，對(duì)于中等熱值的煤氣，其發(fā)電能力為 每2立方米標(biāo)氣產(chǎn)生1千瓦時(shí)電能，按照當(dāng)前的市場(chǎng)價(jià)格，千瓦時(shí)電能的價(jià)格不足柴油發(fā)電 價(jià)格的1/2，是當(dāng)前大電網(wǎng)價(jià)格80%。實(shí)踐證明，該裝置效果良好，千瓦時(shí)電能的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn) 低于天然氣和油類發(fā)電成本，也低于大型電網(wǎng)的電力成本。

附圖為本實(shí)用新型的示意圖。
如圖中所示l儲(chǔ)氣柜；2水封；3阻火器；4電磁閥；5調(diào)壓闊；6電控混合器；7空濾 器；8燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；9發(fā)電機(jī)；IO控制柜；ll電力用戶；12電網(wǎng)；13固定床制氣裝置。
具體實(shí)施方式

如附圖所示，固定床制氣裝置13產(chǎn)生的混合煤氣經(jīng)過(guò)除塵、脫硫、干燥處理后進(jìn)入儲(chǔ)氣 柜l，儲(chǔ)氣柜l容量較大，為了適應(yīng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8負(fù)荷的變動(dòng)，起到相應(yīng)的緩沖作用，并經(jīng) 過(guò)防止氣體回流的水封2，阻火器3后，在電磁閥4和調(diào)壓閥5的作用下，進(jìn)入電控混合器6 內(nèi)，在電控混合器6內(nèi)，與從空濾器7進(jìn)入的空氣混合，根據(jù)相應(yīng)的壓力，氣體成分、混合 濃度等要素進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整后，輸入到燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8內(nèi)。在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8氣缸內(nèi)燃燒推動(dòng)活 塞做功，帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，從而輸出動(dòng)力，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)聯(lián)接，帶動(dòng)發(fā)電 機(jī)9產(chǎn)生電能，通過(guò)控制柜10整流并輸送給電力用戶ll和電網(wǎng)12上。
燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)9發(fā)電的工作原理如下燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8，空氣進(jìn)入電 控混合器6混合后，通過(guò)煙氣渦輪增壓器增壓、冷卻器冷卻后進(jìn)入氣缸，經(jīng)火花塞高壓點(diǎn)火， 燃燒膨脹，推動(dòng)活塞做功，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)發(fā)電機(jī)9輸出屯能。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8產(chǎn)生的煙 氣經(jīng)排氣管、換熱裝置、消聲器、煙囪排到室外。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8的冷卻與一般的汽油、柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，用水冷卻。
在上述過(guò)程中產(chǎn)生的熱水可用于冬季采暖及提供生活熱水實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。機(jī)組輸出的熱 水可與熱水型吸收式溴化鋰制冷機(jī)連接，用于夏季制冷，實(shí)現(xiàn)熱、電、冷三聯(lián)供。機(jī)組還可與
熱水鍋爐并聯(lián)連接,提供更多的熱量。這樣，既簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，節(jié)省了占地面積，利于運(yùn)行維護(hù)， 又降低了系統(tǒng)總造價(jià)。本實(shí)用新型還配有全自動(dòng)電腦控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。本實(shí)用新 型的發(fā)電效率通常達(dá)30% 40%，熱效率逾50%，總效率可達(dá)到90%。
本實(shí)用新型輸出低壓電力(如400 V)，經(jīng)過(guò)變壓系統(tǒng)升壓至高壓(如10 kV)。在技術(shù)上可 采取獨(dú)立運(yùn)行、區(qū)域內(nèi)部并網(wǎng)的方式，必要時(shí)可與電網(wǎng)不間斷切換，也可以采取與電力公司 的配電系統(tǒng)并聯(lián)(并網(wǎng)或上網(wǎng))。發(fā)電機(jī)機(jī)組采用微機(jī)控制，具有以下功能:燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)8自身的保護(hù)功能；自動(dòng)負(fù)載跟蹤調(diào)節(jié)功能；自動(dòng)同步并網(wǎng)功能；逆功率保護(hù)功能等。本實(shí)用新型 設(shè)置了完善的安全保護(hù)裝置,一旦機(jī)組出現(xiàn)故障，會(huì)自動(dòng)掉閘，與電網(wǎng)斷開(kāi)，自動(dòng)停機(jī)。本實(shí)用新型的電力輸出運(yùn)行模式如下并網(wǎng)運(yùn)行一發(fā)電機(jī)供基本負(fù)荷或始終控制一定的 購(gòu)買(mǎi)電量；上網(wǎng)運(yùn)行一發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷或大負(fù)荷運(yùn)行，多余電量上網(wǎng)銷售；獨(dú)立運(yùn)行一發(fā)電系統(tǒng) 單獨(dú)運(yùn)行為負(fù)載供電，或作為應(yīng)急備用電源。
權(quán)利要求1、一種混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備，包括固定床制氣裝置，與固定床制氣裝置連接的儲(chǔ)氣柜，其特征在于儲(chǔ)氣柜通過(guò)管路與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)連接，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)有混合器和空濾器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備，其特征在于儲(chǔ)氣柜與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)之 間的管路上設(shè)有防氣體回流裝置、阻火器、電磁閥、調(diào)壓閥。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述的防氣體回流裝置 為水封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述的混合器為電控混 合器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)與控制柜 連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于發(fā)電裝置領(lǐng)域，具體涉及一種混合煤氣直燃式發(fā)電設(shè)備。包括固定床制氣裝置，與固定床制氣裝置連接的儲(chǔ)氣柜，其特征在于儲(chǔ)氣柜通過(guò)管路與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)連接，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)有混合器和空濾器。本實(shí)用新型具有使用安全可靠、發(fā)電成本低、使用靈活、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M21/02GK201137517SQ200720159620
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者付鋼鋒, 劉圣照, 劉學(xué)智, 徐付河, 杜明芳, 譚克臣 申請(qǐng)人:山東義升環(huán)保設(shè)備有限公司