CN101210543A - 带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，它包括风力发电机组、与公共电网连接的变压器；它还包括交直流转换装置、弧光氢碳复合通用燃料生产设备、压缩装置、干燥装置、燃气发电机、储气罐、液化装置和长期储气罐；与风力发电机组连接的变压器的输出端与交直流转换装置连接，交直流转换装置的输出端为弧光氢碳复合通用燃料生产设备供电，静氢生产设备的燃气输出端通过压缩装置和干燥装置处理后分别与燃气发电机和液化装置连通，燃气发电机的电力输出端经变压器与公共电网连接；液化装置经双向管路与长期储气罐连通；液化装置的燃气供应输出口与燃气发电机的供气口连通。它解决风力发电设备输出电力稳定性较差问题。

Description

带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备
技术领域
本发明涉及一种风力发电设备，特别是一种不受风力变化影响，带有配套的弧光氢碳复合通用燃料ArcH2C生产设备进行驱动的可以为电网持续.均衡供电的风力发电设备，属于发电设备领域。
背景技术
风力发电设备，又称为”风力发电厂”，它包括一系列的装置：发电机组、风车和附属设施等，风车经配套的机械部分将动力传给发电机组，驱动其发电，一个风力发电厂发电量的多少取决于很多因素：比如说驱动风车的风速，而风速会因为时间和地点的改变而改变，不同的季节风况也大不相同，因此，风力发电设备的电力输出功率也不尽相同而且无法预测，多数存在发电的稳定性和持续性较差的问题。
目前的风能转化装置主要依靠电子和机械方式，由于驱动风力发电设备的风力平稳性较差，因此，只可以为电网提供平峰时的电力供应，为电网高峰时提供暂短的电力供应，而不具备为电网提供全天候准确定量稳定的电力供应。
发明内容
发明目的：本发明提供一种带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，其目的是解决现有的风力发电设备，存在受驱动它的风力不稳定性的影响，输出电力的稳定性和持续性较差，只能为电网提供平峰时的电力供应，不具备为电网提供全天候准确定量稳定的电力供应的问题。
技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，它包括风力发电机组、与风力发电机组的电输出端连接向公共电网输出电力的变压器；其特征在于：它还包括交直流转换装置、弧光氢碳复合通用燃料生产设备、压缩装置、干燥装置、燃气发电机、储气罐、液化装置和长期储气罐；向公共电网输出电力的变压器的输出端同时与交直流转换装置连接，交直流转换装置的输出端与静氢生产设备的电力供应端连接，弧光氢碳复合通用燃料生产设备的燃气输出端通过压缩装置和干燥装置处理后分别与燃气发电机供应燃气的燃气输入口和液化装置连通，燃气发电机的电力输出端与向公共电网输出电力的变压器的输入端连接；液化装置经双向管路与长期储气罐连通；液化装置的燃气供应输出口与燃气发电机的供气口连通。
所述的弧光氢碳复合通用燃料生产设备包括弧光氢碳复合通用燃料反应器、弧光氢碳复合通用燃料反应器的电极控制装置、冷凝装置和过滤装置；它们均设置在机壳内，电源连接到静氢反应器内的两个电极上，两个电极与调整它们放电端距离的电极控制装置连接；静氢反应器上的进、出水口通过管路与进、排水管连接，弧光氢碳复合通用燃料反应器的出气口与冷凝装置的进气口连接，冷凝装置的出气口经过滤装置处理后与向外供给气体的用气口连通。
所述的弧光氢碳复合通用燃料反应器的一个电极采用碳电极，另一个电极采用钨电极。
弧光氢碳复合通用燃料反应器主要由碳电极、钨电极、工作电阻器RL1和RL2及反应器本体构成；碳电极采用在铜导架内设置与其内腔紧密接触的碳棒电极，碳电极与钨或碳电极的放电端相对设置作为产生电弧端；反应器本体内部为装水的容器，两个电极的电弧放电端设置在容器内，碳电极与整流控制装置的电输出端连接，碳电极通过并联的工作电阻器RL1和RL2与整流控制装置的电输出的另一端连接。
所述的弧光氢碳复合通用燃料生产设备的燃气输出端通过净化装置与液化装置连通。
所述的压缩装置采用气体压压缩机；干燥装置采用气体干燥机。
优点及效果：通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决用现有的风力发电设备组成的电厂，存在受驱动它的风力不稳定性的影响，输出电力的稳定性和持续性较差，只能为电网提供平峰时的电力供应，不具备为电网提供全天候准确定量稳定的电力供应的问题。
所述的压缩装置采用气体压压缩机；干燥装置采用气体干燥机。
本发明利用风力发电得到的部分电力供给生产燃料的弧光氢碳复合通用燃料制造设备，将电力转换为弧光氢碳复合通用燃料燃料储存或直接供给燃气发电机进行发电，补充了原有风力发电设备当风力变化时供应电力不稳定的缺点，可以大大提高风能利用的曲线，而且改变了传统风力发电厂过多依赖于年份或季节风速的限制。可以全天候100％的为电网供电，静氢制造设备制得的燃气产物可以通过多种形式进行存储。静氢制造设备可以将风力发电厂提供的电能利用率发挥到最大值。所以，本发明可以简化风能转化装置的复杂性，将不再需要传统的电子\机械转化装置。
通过采用本发明的风力发电设备，使风力发电厂可以全天候的产生电能和弧光氢碳复合通用燃料，也可以直接或间接的与公共电网相连。
由于本发明反应装置采用了世界先进的技术，制得的弧光氢碳复合通用燃料在空气中燃烧产物是水，因此对环境的没有污染、解决了现有的风力发电厂对大气中有毒气体的排放的问题。
附图说明
图1为本发明的各设备连接结构示意图；
图2为本发明的弧光氢碳复合通用燃料生产设备的内部连接结构示意图；
图3为本发明弧光氢碳复合通用燃料生产设备中的弧光氢碳复合通用燃料反应器的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施过程详细说明，但不因具体的实施方式限制本发明。
图中：1、风力发电机组，2、变压器，3、，4、交直流转换装置，5、弧光氢碳复合通用燃料生产设备，6、储气罐，7、燃气发电机，8、液化装置，9、长期储气罐，10、净化装置，11、压缩装置，12、干燥装置，21、电源，22、整流控制装置，23、弧光氢碳复合通用燃料反应器，24、电极控制装置，25、碳电极，26、钨电极，27、冷凝装置，28、过滤装置，29、储气罐，31、反应器本体，32、电极的电弧放电端。
本发明是采取了截留现有的风力发电机组发出的一部分电能，为弧光氢碳复合通用燃料ArcH2C制造设备内的双碳电极或碳电极与钨电极供电，在不影响动力用电的情况下，同时制造弧光氢碳复合通用燃料ArcH2C，然后储存燃料做为备用能量储备，在风力发电的持续性不能保证时，用备用的燃气燃烧产生能量发电，反回供给公共电力网络，这样可以缓解供电矛盾，既可以得到高质量，低成本的燃料，也可以保证风力发电设备的持续供电性。
本发明制得的弧光氢碳复合通用燃料ArcH2C的主要是表示这种气体比氢气稳定，是一种混合的气体，经检测得到的静氢化合燃料的主要成分如下：
氢              H2         55.38％
一氧化碳        CO         31.7％
乙烯Ethylene    C2H4       1.875％
乙烷Ethane      C2H6       0.004％
乙炔Acetylene   C2H2       0.522％
甲烷Methane     CH4        0.160％
二氧化碳        CO2        2.42％
氧              O          1.767％
氮              N2         6.164％
它的热值为1148 BTU/CF，是现有常用燃料很好的替代品。
得到的ArcH2C弧光氢碳复合通用燃料的燃烧可以在内燃机、燃气涡轮机，蒸汽锅炉和蒸汽涡轮机内进行。
实施例1：
如图1所示，本发明是一种带有弧光氢碳复合通用燃料ArcH2C生产设备的风力发电设备，它包括风力发电机组1、和变压器2，它还包括交直流转换装置4、弧光氢碳复合通用燃料生产设备5、压缩装置11、干燥装置12、燃气发电机7、储气罐6、液化装置8和长期储气罐9；风车通过机械控制部分驱动风力发电机组1，风力发电机组1的电输出端通过变压器2向公共电网输出电力；向公共电网输出电力的变压器4的输出端同时与交直流转换装置4连接，交直流转换装置4的输出端与弧光氢碳复合通用燃料生产设备5的电力供应端连接，这样形成了将风力发电机组输出的部分电力转换在直流后输出为弧光氢碳复合通用燃料生产设备5供电，弧光氢碳复合通用燃料生产设备5的燃气输出端经过压缩装置和干燥装置分别与燃气发电机7供应燃气的燃气输入口和液化装置8连通，压缩装置11对燃气进行压缩，干燥装置12采用干燥机，将气体中的杂质和水份分离出来，燃气发电机7的电力输出端与向公共电网输出电力的变压器2的输入端连接；液化装置8经双向管路与长期储气罐9连通；液化装置8的燃气供应输出口与燃气发电机7的供气口连通。
如图2的示，所述的弧光氢碳复合通用燃料生产设备5包括整流控制装置22、弧光氢碳复合通用燃料反应器23、弧光氢碳复合通用燃料反应器23的电极控制装置24、冷凝装置27、排渣装置和过滤装置28；它们均设置在机壳2A内，电源21经整流控制装置22连接到静氢反应器23内的两个电极25、26上，弧光氢碳复合通用燃料反应器23的一个电极25采用碳电极，另一个电极26采用钨电极，两个电极25、26与调整它们放电端距离的电极控制装置24连接；弧光氢碳复合通用燃料反应器23上的进、出水口通过管路与进、排水管连接，静氢反应器23的出气口与冷凝装置27的进气口连接，冷凝装置27采用干燥机，冷凝装置27的出气口经过滤装置28处理后与储气罐29连通，储气罐上设有向外供给气体的用气口；弧光氢碳复合通用燃料反应器23的排渣口与排渣装置连接。
如图3所示，所述的弧光氢碳复合通用燃料反应器23主要由碳电极、钨电极、工作电阻器RL1和RL2及反应器本体31构成；碳电极采用在铜导架内设置与其内腔紧密接触的碳棒电极，碳电极与钨电极的放电端相对设置作为产生电弧端，反应器本体内部为装水的容器，两个电极的电弧放电端32设置在容器内，碳电极与整流控制装置22的电输出端连接，钨电极通过并联的工作电阻器RL1和RL2与整流控制装置22的电输出的另一端连接。
所述的过滤装置28设置在低压压缩机内，过滤装置28的出气口与接到储气罐上的用气口连通。
所述的弧光氢碳复合通用燃料生产设备5的燃气输出端通过净化装置10与液化装置9连通。
本发明的工作过程如下：
如图1所示，它是系统的连接简图，一个风力发电厂的风力发电机组输出的电能通过变压器2分别与公共电网3和交直流转换装置4相连；
风力发电厂的交流输出通过交直流转换装置4变为直流电，可以为静氢制造设备5提供电力供应，弧光氢碳复合通用燃料制造设备5内的两个电极在水下发生弧光裂解放电制造出可燃的气体，燃气首先通过管道进入弧光氢碳复合通用燃料制造设备5的压缩机11中然后通过作为干燥装置12的气体干燥机去除水份和杂质，最后进入储气罐6；
储气罐6中的氢气用来给燃气发电机7提供燃料支持。同时储气罐6中的氢气通过一个净化装置10和液化装置8将气体输送到长期储气罐中9中储存。
储气罐6用于短期的气体供应，长期储气罐9用于长期的气体供应。
长期储气罐9中储存的燃气也可以通过输出气口，直接输送到运输车上或通过管道直接输送到其它利用的场合。
燃气发电机7通过燃烧氢气燃烧使其工作进行发电，并且各种用燃料燃烧方式驱动的发电机均可以采用，例如传统的蒸汽涡轮发电机，可通过氢气和氧气的燃烧直接获得蒸汽，对它进行驱动，也可以采用内燃机或是氢气涡轮机、燃料电池等，只要是能将燃料的燃烧能量转化为驱动发电机的能量即可。
所有上述提到的设备可以代替本发明中的燃气发电机，本发明可以改变传统只由风力带动风力发电机组向公共电网提供电力供应的模式。
虽然一种方式没有在图表中列出，但却可以通过生产过程监测电流并给控制系统提供反馈信息。
本发明可以在海边使用，可以广泛的利用海水，反应制气的过程需要大量海水而且海水不断的清洁静氢反应器的正极，在这种情况下，不需要额外的方式来保持系统工作温度，所以可以使环境的影响降到最小。

Claims (6)

1.一种带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，它包括风力发电机组(1)、与风力发电机组(1)的电输出端连接向公共电网输出电力的变压器(2)；其特征在于：它还包括交直流转换装置(4)、弧光氢碳复合通用燃料生产设备(5)、压缩装置(11)、干燥装置(12)、燃气发电机(7)、储气罐(6)、液化装置(8)和长期储气罐(9)；向公共电网输出电力的变压器(4)的输出端同时与交直流转换装置(4)连接，交直流转换装置(4)的输出端与静氢生产设备(5)的电力供应端连接，弧光氢碳复合通用燃料生产设备(5)的燃气输出端通过压缩装置(11)和干燥装置(12)处理后分别与燃气发电机(7)供应燃气的燃气输入口和液化装置(8)连通，燃气发电机(7)的电力输出端与向公共电网输出电力的变压器(2)的输入端连接；液化装置(8)经双向管路与长期储气罐(9)连通；液化装置(8)的燃气供应输出口与燃气发电机(7)的供气口连通。
2.根据权利要求1所述的带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，其特征在于：所述的弧光氢碳复合通用燃料生产设备(5)包括弧光氢碳复合通用燃料反应器(23)、弧光氢碳复合通用燃料反应器(23)的电极控制装置(24)、冷凝装置(27)和过滤装置(28)；它们均设置在机壳(2A)内，电源连接到弧光氢碳复合通用燃料反应器(23)内的两个电极(25、26)上，两个电极(25、26)与调整它们放电端距离的电极控制装置(24)连接；弧光氢碳复合通用燃料反应器(23)上的进、出水口通过管路与进、排水管连接，弧光氢碳复合通用燃料反应器(23)的出气口与冷凝装置(27)的进气口连接，冷凝装置(27)的出气口经过滤装置(28)处理后与向外供给气体的用气口连通。
3.根据权利要求2所述的带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，其特征在于：所述的弧光氢碳复合通用燃料反应器(23)的一个电极(25)采用碳电极，另一个电极(26)采用钨电极或双碳级。
4.根据权利要求1所述的带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，其特征在于：弧光氢碳复合通用燃料反应器(23)主要由碳电极、钨电极、工作电阻器RL1和RL2及反应器本体(31)构成；碳电极采用在铜导架内设置与其内腔紧密接触的碳棒电极，碳电极与钨电极的放电端相对设置作为产生电弧端；反应器本体内部为装水的容器，两个电极的电弧放电端(32)设置在容器内，碳电极与整流控制装置(22)的电输出端连接，钨电极通过并联的工作电阻器RL1和RL2与整流控制装置(22)的电输出的另一端连接。
5.根据权利要求1所述的带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，其特征在于：所述的弧光氢碳复合通用燃料生产设备(5)的燃气输出端通过净化装置(10)与液化装置(9)连通。
6.根据权利要求1所述的带有弧光氢碳复合通用燃料生产设备的风力发电设备，其特征在于：所述的压缩装置(11)采用气体压压缩机；干燥装置(12)采用气体干燥机。
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