一種分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)能源是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。
[0003]生物質(zhì)能源依據(jù)來源的不同，主要可分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。生物質(zhì)能源具有可再生性、環(huán)境友好性等特征，能滿足人類對清潔、環(huán)保的新型可再生能源的需求，已經(jīng)成為僅次于煤、石油和天然氣的第四大能源。
[0004]我國擁有豐富的生物質(zhì)資源，每年產(chǎn)生大約6.5億噸農(nóng)業(yè)秸桿，加上薪柴及林業(yè)廢棄物等，折合4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，預(yù)計(jì)到2050年將增加到9.04億噸，相當(dāng)于6億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國每年的森林耗材達(dá)到2.1億立方米，折合1.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量。
[0005]目前，生物質(zhì)發(fā)電一般有三條技術(shù)路徑，一是直接燃燒發(fā)電，即將生物質(zhì)原料進(jìn)行適當(dāng)處理后送入特定的鍋爐進(jìn)行燃燒產(chǎn)生水蒸汽，帶動蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電；二是氣化發(fā)電，首先通過氣化設(shè)備將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，凈化后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)發(fā)電；三是混合燃燒發(fā)電，也就是將生物質(zhì)原料混合到煤中，作為燃煤電廠的燃料。這三種技術(shù)都需進(jìn)一步完善:混合燃燒會對原燃煤電廠產(chǎn)生影響，氣化發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)還不成熟，而直接燃燒只在大規(guī)模利用的情況下效益才明顯。
[0006]雖然我國擁有巨大的生物質(zhì)原料總量，但是分布十分分散，并且能量密度低，大規(guī)模集中利用的收集、運(yùn)輸、預(yù)處理的成本很高。
[0007]因此，如何能夠?qū)Ψ植驾^分散的生物質(zhì)原料進(jìn)行有效利用，同時(shí)具有適應(yīng)能力強(qiáng)、工作效率高的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)就成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)無法有效地對較為分散的生物質(zhì)原料進(jìn)行利用的問題，本發(fā)明提供了一種分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括鍋爐、油栗、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、工質(zhì)栗和冷凝器；
[0009]鍋爐、油栗和蒸發(fā)器依次連接構(gòu)成生物質(zhì)導(dǎo)熱油循環(huán)流路，蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、工質(zhì)栗和冷凝器依次連接構(gòu)成有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路，其中，在生物質(zhì)導(dǎo)熱油循環(huán)流路循環(huán)流動的導(dǎo)熱油在蒸發(fā)器中與有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，熱交換后的有機(jī)工質(zhì)在有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路中循環(huán)流動，對與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路連接的發(fā)電機(jī)做功。
[0010]優(yōu)選的，生物質(zhì)原料在鍋爐中進(jìn)行燃燒，以對鍋爐中的導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，通過油栗的作用，加熱后的導(dǎo)熱油被輸送至蒸發(fā)器中與有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換熱，并將換熱后的導(dǎo)熱油輸送回鍋爐中進(jìn)行再次加熱；
[0011]優(yōu)選的，有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器中與導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱后，在工質(zhì)栗的作用下，被輸送至膨脹機(jī)中膨脹做功，同時(shí)膨脹機(jī)帶動與其連接的發(fā)電機(jī)發(fā)電，換熱后的有機(jī)工質(zhì)自膨脹機(jī)做功后輸送至冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝后的有機(jī)工質(zhì)輸送回蒸發(fā)器中進(jìn)行再次換熱。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，鍋爐與膨脹機(jī)具有互相匹配的功率。
[0013]本發(fā)明的分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)可以使分布較為分散的生物質(zhì)原料得到有效利用，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能夠有效地保證生物質(zhì)原料得到充分的利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，并且不會對環(huán)境造成污染。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是本發(fā)明分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例的生物質(zhì)導(dǎo)熱油循環(huán)流路流程圖。
[0017]圖3是本發(fā)明分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例的有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]圖1是本發(fā)明分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，圖2是本發(fā)明分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例的生物質(zhì)導(dǎo)熱油循環(huán)流路流程圖，圖3是本發(fā)明分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例的有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路流程圖。
[0020]如圖1所示，圖中各附圖標(biāo)記表示為，1為鍋爐，2為油栗，3為蒸發(fā)器，4為膨脹機(jī)，5為發(fā)電機(jī)，6為工質(zhì)栗，7為冷凝器。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例的分布式的生物質(zhì)小型發(fā)電系統(tǒng)，包括鍋爐1、油栗2、蒸發(fā)器3、膨脹機(jī)4、發(fā)電機(jī)5、工質(zhì)栗6和冷凝器7 ;
[0022]鍋爐1、油栗2和蒸發(fā)器3依次連接構(gòu)成生物質(zhì)導(dǎo)熱油循環(huán)流路，蒸發(fā)器3、膨脹機(jī)
4、工質(zhì)栗6和冷凝器7依次連接構(gòu)成有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路，其中，在生物質(zhì)導(dǎo)熱油循環(huán)流路循環(huán)流動的導(dǎo)熱油在蒸發(fā)器3中與有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，熱交換后的有機(jī)工質(zhì)在有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路中循環(huán)流動，對與有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路連接的發(fā)電機(jī)5做功。
[0023]具體的，鍋爐1、油栗2和蒸發(fā)器3分別相互連接，連接后形成生物質(zhì)導(dǎo)熱油循環(huán)流路，如圖2所示，即:
[0024]步驟101:生物質(zhì)原料在鍋爐1中進(jìn)行燃燒，通過燃燒中產(chǎn)生的能量對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱；
[0025]步驟102:加熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入蒸發(fā)器3中進(jìn)行換熱；
[0026]步驟103:換熱后已降溫的導(dǎo)熱油通過油栗2輸送回鍋爐1中進(jìn)行再次加熱。
[0027]其中，鍋爐1，為一種能夠燃燒固體生物質(zhì)原料并加熱導(dǎo)熱油的設(shè)備的集合?？筛鶕?jù)生物質(zhì)原料種類的不同，而設(shè)計(jì)成不同類型的鍋爐，可以是將生物質(zhì)原料直接燃燒的鍋爐，也可以將生物質(zhì)原料粉碎后壓縮成塊狀、柱狀或球狀等不同形狀的燃料顆粒后，再進(jìn)行燃燒的鍋爐。
[0028]導(dǎo)熱油是一種用于間接傳遞熱量的、具有較好熱穩(wěn)定性的專用油品，其還具有傳熱效率高、散熱快等優(yōu)點(diǎn)。相比水或水蒸汽循環(huán)，導(dǎo)熱油循環(huán)加熱均勻、調(diào)溫控制準(zhǔn)確，其能在低蒸汽壓下具有高溫特性，且傳熱效果好、節(jié)約能源、輸送和操作更加方便等特點(diǎn)，同時(shí)安全性更高。
[0029]油栗2為控制導(dǎo)熱油在蒸發(fā)器3和鍋爐1間循環(huán)流動的設(shè)備，使得導(dǎo)熱油能夠在升溫和換熱的過程中不斷的循環(huán)。
[0030]蒸發(fā)器3、膨脹機(jī)4、工質(zhì)栗6和冷凝器7組成有機(jī)工質(zhì)循環(huán)流路，如圖3所示，即:
[0031]步驟104:有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器3中與導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，使得有機(jī)工質(zhì)通過加熱而形成飽和蒸汽或過飽和蒸汽；
[0032]步驟105:生成的飽和蒸汽或過飽和蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)4中進(jìn)行膨脹做功，使得飽和蒸汽或過飽和蒸汽中的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并使飽和蒸汽或過飽和蒸汽再次液化形成液態(tài)的有機(jī)工質(zhì)；
[0033]步驟106:放出熱能的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器7中進(jìn)行冷凝；
[0034]步驟107:冷凝后的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過工質(zhì)栗6進(jìn)行升壓輸送回蒸發(fā)器3中再次進(jìn)行加熱。
[0035]其中，有機(jī)工質(zhì)是指不破壞臭氧層的環(huán)保型干流體或絕熱流體有機(jī)物，汽化潛熱高，能在溫度不高的情況下獲得較大的過熱度，效率較高。
[0036]蒸發(fā)器3為一種換熱設(shè)備，在蒸發(fā)