CN108386295B - 一种一体式生物质发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种一体式生物质发电装置，包括燃烧炉和发动机，燃烧炉包括燃烧炉壳体，位于燃烧炉壳体侧面下部依次设置有热风进口和生物质进口，燃烧炉壳体的顶部设置有排烟管，排烟管外部设置有带空气进口的空预盘管，空预盘管另一端与热风进口相连通，燃烧炉壳体的内部下方设置有漏灰板，位于燃烧炉壳体底部设置有排灰口；发动机包括位于燃烧炉壳体内部的加热管，加热管与气缸相连，气缸内设置有膨胀活塞和收缩活塞，膨胀活塞和收缩活塞与发电机相连，气缸右侧壁设置有冷却水夹套，本发明具有提高能源利用效率,结构简单，工艺流程短，换热效率高的特点。

Description

一种一体式生物质发电装置
技术领域
本发明涉及能源化工技术领域，特别涉及一种一体式生物质发电装置。
背景技术
生物质能直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。如今化石燃料日益枯竭、环境污染严重、全球气候异常变化等问题使得生物质能越来越受到全球的重视。西方发达国家正在大力研究高效利用生物质能的方式以及生物质发电技术。在我国，生物质能利用方式和生物质气发电技术也处于大力研究的阶段，有着很大的发展空间。
目前国内现有的生物质发电技术以直燃和气化耦合技术为主，直燃技术是将生物质进行一定的预处理措施之后，输送进适合生物质的锅炉中进行燃烧，产出的蒸汽推动蒸汽轮机发电。气化耦合技术是将生物质原料先在气化炉中进行气化生成燃料气，再将燃料气送入锅炉与煤粉共同燃烧产蒸汽发电。但是这两种技术的工艺流程较长，设备繁多，投资成本高。
因此，为有效利用生物质能源，缩短现有生物质发电技术工艺流程，降低投资成本，开发一种一体式生物质发电装置置是一项十分有意义的任务。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种一体式生物质发电装置，可实现以燃烧非石化燃料发电，具有提高能源利用效率,结构简单，工艺流程短，换热效率高的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种一体式生物质发电装置，包括燃烧炉和发动机，所述的燃烧炉包括燃烧炉壳体1，位于燃烧炉壳体1侧面下部依次设置有热风进口5和生物质进口3，燃烧炉壳体1的顶部设置有排烟管6，排烟管6外部设置有带空气进口4的空预盘管18，空预盘管18另一端与热风进口5相连通，燃烧炉壳体1的内部下方设置有漏灰板2，位于燃烧炉壳体1底部设置有排灰口7；
所述的发动机包括位于燃烧炉壳体1内部的加热管8，加热管8与气缸9相连，气缸9内设置有膨胀活塞10和收缩活塞12，所述的膨胀活塞10和收缩活塞12与发电机15相连，所述的气缸9右侧壁设置有冷却水夹套。
所述的膨胀活塞10和收缩活塞12分别通过膨胀曲杆11和收缩曲杆13与发电机15上的转动轴14相连。
所述的冷却水夹套上位于气缸9下端设置有冷却水进口16，上端为冷却水出口17。
所述的发动机为斯特林发动机。
所述的燃烧炉壳体1为长方体结构，内壁敷耐火材料。
所述的漏灰板2与燃烧炉壳体1内壁采用焊接方式连接。
所述的生物质进口3的个数至少为一个。
所述的加热管8嵌入在燃烧炉壳体1的中部。
所述的加热管8设置有多层。
所述的空预盘管18缠绕在排烟管6外侧。
本发明的有益效果：
本发明可实现以燃烧非石化燃料发电，提高能源利用效率，有效解决非煤基燃料如秸秆、污泥、生活垃圾、建筑废料的污染问题；且将斯特林发动机的加热管嵌入在燃烧炉的中部形成一个整体，结构简单，工艺流程短，换热效率高。同时在排烟管外部设置空预盘管，能有效回收烟气的显热，能耗低，发电效率高。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种一体式生物质发电装置，包括燃烧炉和斯特林发动机，燃烧炉其特征包括燃烧炉壳体1，燃烧炉壳体1的侧面下部依次设置有热风进口5和生物质进口3，燃烧炉壳体1的顶部设置有排烟管6，排烟管6外部设置有带空气进口4的空预盘管18，空预盘管18与热风进口5相连，燃烧炉壳体1的下部和底部分别设置有漏灰板2和排灰口7；斯特林发动机的特征包括嵌入燃烧炉中部的加热管8，与加热管8相连的气缸9，气缸9内设置有膨胀活塞10和收缩活塞12，与膨胀活塞10相连的膨胀曲杆11和与收缩活塞12相连的收缩曲杆13的另一端与转动轴14相连，转动轴与发电机15相连。气缸右侧壁为冷却水夹套，设置有冷却水进口16和冷却水出口17。
所述的燃烧炉和斯特林发动机为一个整体，燃烧炉和斯特林发动机之间连接及密封良好。
所述的燃烧炉壳体1为长方体结构，内壁敷耐火材料。燃烧炉壳体1下部设置有漏灰板2，漏灰板2与燃烧炉壳体1内壁采用焊接方式连接。
所述的燃烧炉壳体1侧面设置有生物质进口3，生物质原料可以为生物质秸秆、稻壳、树皮、木料、建筑废料、生活垃圾、污泥、粪便、废纸币等含碳可燃物。生物质进口3的个数至少为一个。
所述的燃烧炉壳体1顶部设置有排烟管6，排烟管6外部设有空预盘管18。
所述的空预盘管18一端为空气进口4，另一端与热风进口5相连。空预盘管18的作用是回收烟气余热，预热空气，增加换热效率。
所述的斯特林发动机的加热管8是嵌入在燃烧炉的中部，加热管8与气缸9相连且密封良好，加热管8与气缸9的内部充满了工作介质气体，工作介质可为氢气或氦气。
本发明的工作原理：
从生物质进口3进入的生物质燃料与来自空气进口4并经过空预盘管18加热的沿热风进口5进入的热空气在燃烧炉内进行完全燃烧，产生的高温烟气经过嵌入在燃烧炉内部的斯特林发电机的加热管8换热后进入排烟管6，换热后的热烟气在排烟管6内与空预盘管18内的冷空气进行二次换热后排至大气。生物质燃烧后产生的灰渣经漏灰板掉入燃烧炉底部并沿排灰口7排出。生物质燃烧放出的热大部分被斯特林的加热管8吸收，从而使加热管8和气缸9内的工作介质膨胀并推动膨胀活塞10和膨胀曲杆11做功，气缸的另一边由冷却水进口16通入的冷却水对做完功的工作介质再进行降温，从而实现活塞的往复运动，最后膨胀曲杆11和收缩曲杆13带动发电机15的转轴14旋转，输出电能。

Claims (8)

1.一种一体式生物质发电装置，包括燃烧炉和发动机，其特征在于，所述的燃烧炉包括燃烧炉壳体(1)，位于燃烧炉壳体(1)侧面下部依次设置有热风进口(5)和生物质进口(3)，燃烧炉壳体(1)的顶部设置有排烟管(6)，排烟管(6)外部设置有带空气进口(4)的空预盘管(18)，空预盘管(18)另一端与热风进口(5)相连通，燃烧炉壳体(1)的内部下方设置有漏灰板(2)，位于燃烧炉壳体(1)底部设置有排灰口(7)；
所述的发动机包括位于燃烧炉壳体(1)内部的加热管(8)，加热管(8)与气缸(9)相连，气缸(9)内设置有膨胀活塞(10)和收缩活塞(12)，所述的膨胀活塞(10)和收缩活塞(12)与发电机(15)相连，所述的气缸(9)右侧壁设置有冷却水夹套；
所述的膨胀活塞(10)和收缩活塞(12)分别通过膨胀曲杆(11)和收缩曲杆(13)与发电机(15)上的转动轴(14)相连；
所述的冷却水夹套上位于气缸(9)下端设置有冷却水进口(16)，上端为冷却水出口(17)。
2.根据权利要求1所述的一种一体式生物质发电装置，其特征在于，所述的发动机为斯特林发动机。
3.根据权利要求1所述的一种一体式生物质发电装置，其特征在于，所述的燃烧炉壳体(1)为长方体结构，内壁敷耐火材料。
4.根据权利要求1所述的一种一体式生物质发电装置，其特征在于，所述的漏灰板(2)与燃烧炉壳体(1)内壁采用焊接方式连接。
5.根据权利要求1所述的一种一体式生物质发电装置，其特征在于，所述的生物质进口(3)的个数至少为一个。
6.根据权利要求1所述的一种一体式生物质发电装置，其特征在于，所述的加热管(8)嵌入在燃烧炉壳体(1)的中部。
7.根据权利要求1所述的一种一体式生物质发电装置，其特征在于，所述的加热管(8)设置有多层。
8.根据权利要求1所述的一种一体式生物质发电装置，其特征在于，所述的空预盘管(18)缠绕在排烟管(6)外侧。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109519300A (zh) * 2018-11-29 2019-03-26 王壮 一种生物质燃烧发电工艺
CN109519301A (zh) * 2018-11-29 2019-03-26 王壮 一种生物质燃烧发电设备
CN109737369A (zh) * 2019-01-05 2019-05-10 徐浩 一种玉米秸秆颗粒发电工艺
CN109488480A (zh) * 2019-01-09 2019-03-19 王壮 一种生物质能量回收利用系统
WO2021093738A1 (zh) * 2019-11-11 2021-05-20 邹立松 热力循环方法及实现该方法的热机

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB498882A (en) * 1937-07-13 1939-01-13 John Sutherst Bruce Improvements in and relating to hot air power plant
DE4123665A1 (de) * 1991-07-17 1993-01-21 Moissis Papadopoulos Verfahren zum umwandeln von waerme in arbeit, und heissgasmotor zur durchfuehrung des verfahrens
CN101592098A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 李宜 利用植物秸秆生物物质和斯特林机进行发电的方法和装置
JP2013087695A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Daiee Consultants:Kk スターリングエンジンの熱源装置
CN208184852U (zh) * 2018-04-19 2018-12-04 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种一体式生物质发电器

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