CN108844092A - 一种可移动式生物质热电联产装置 - Google Patents

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许世森
刘沅
王鹏杰
李小宇
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Abstract

本发明公开了一种可移动式生物质热电联产装置，包括可移动式集箱、生物质燃烧炉、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，所述可移动式集箱内设置生物质燃烧炉、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，所述生物质燃烧炉的出烟口通过管道与热气发电机的进气口配合连接，所述热气发电机的出气口通过管道与供热系统的进气口配合连接，所述供热系统的出气口通过管道与尾气处理系统配合连接，所述可移动式集箱为长方体结构，所述可移动式集箱的6个面之间通过螺栓固定连接，所述可移动式集箱顶部对称设置有2‑4个吊耳，本发明可实现以燃烧非石化燃料发电和供热，提高能源利用效率，有效解决非煤基燃料如秸秆、生活垃圾的污染问题，实现生物质热电联产。

Description

一种可移动式生物质热电联产装置
技术领域
本发明属于发电供热设备技术领域，特别涉及一种可移动式生物质热电联产装置。
背景技术
目前，我国以燃煤发电为主要方式，每年消耗煤炭大约15亿吨，由此带来的环境问题越来越明显，尤其是近年来全国范围内雾霾天气及温室效应，给人民生产生活和居民健康造成了巨大危害。
生物质作为一种可再生能源，从种植到燃烧的全过程来看，生物质能源的消耗具有CO2接近零排放的特点，并且能能够大大减少SO2等大气污染物的排放，是促进绿色发展、低碳发展和治理雾霾的有效途径。采用生物质能源进行发电，可以将农业生产中的农林废弃物变废为宝，这对于加强土地利用效率、增加农民收入和改善生态环境具有重要意义。
近年来，我国生物质发电技术发展迅速，但是由于生物质资源分布不均，大容量的生物质发电项目受生物质可收集半径的制约，使得发电成本居高不下。
因此，为有效利用农林废弃物发电，解决生物质资源分散、收集困难、运输成本高的难题，从而实现能源的分布式利用，急需一种能够移动且能够热电联产的发电供热装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可移动式生物质热电联产装置，解决了目前生物质资源分散、收集困难、运输成本高的问题，从而实现能源的分布式利用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可移动式生物质热电联产装置，包括可移动式集箱、生物质燃烧炉、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，所述可移动式集箱内设置生物质燃烧炉、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，所述生物质燃烧炉的出烟口通过管道与热气发电机的进气口配合连接，所述热气发电机的出气口通过管道与供热系统的进气口配合连接，所述供热系统的出气口通过管道与尾气处理系统配合连接。
所述可移动式集箱为长方体结构。
所述可移动式集箱的6个面之间通过螺栓固定连接。
所述可移动式集箱顶部对称设置有2-4个吊耳，所述可移动式集箱底部对称设置有4组滚轮，所述滚轮与可移动式集箱底部为螺纹连接。
所述生物质燃烧炉包括料仓和燃烧炉膛，所述料仓一侧设置燃烧炉膛，所述料仓下部设置送风机，所述送风机的出气口通过管道通入燃烧炉膛内，所述料仓上部为加料口，所述料仓下部设置螺旋给料机，所述螺旋给料机末端伸入所述燃烧炉膛内部，所述燃烧炉膛顶部为出烟口，所述出烟口通过管道与热气发电机的进气口配合连接，所述燃烧炉膛底部设置有排灰口。
所述热气发电机为斯特林发电系统。
所述斯特林发电系统包括斯特林换热气缸、斯特林发动机和发电机，所述斯特林发动机上部配合安装斯特林换热气缸，所述斯特林发动机下部配合安装发电机，燃烧炉膛顶部出烟口通过换热腔连接换热器的进气口；所述斯特林换热气缸位于换热腔内。
所述供热系统包括换热器和热量循环输送系统，所述换热器的出气口通过管道与尾气处理系统配合连接，所述换热器热交换端与热量循环输送系统配合连接。
所述尾气处理系统包括旋风分离器和放空管，所述旋风分离器的进烟口通过管道与供热系统的出气口配合连接，所述旋风分离器的出烟口上通过法兰连接放空管。
生物质燃烧炉、热气发电机、供热系统均固定安装在位于可移动式集箱内底部的底座支架上。
本发明的有益效果是：
(1)本发明可实现以燃烧非石化燃料发电和供热，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，实现生物质热电联产；而且将生物质热电联产装置设置在车载的可移动集箱中，多点布置，机动灵活，可解决因生物质资源分散、收集困难、运输成本高的难题，从而实现能源的分布式利用。
(2)可移动式集箱为长方体结构，尺寸与标准集装箱相同，其顶部对称设置有2-4个吊耳，其底部对称设置有4组滚轮，滚轮与可移动式集箱底部采用螺纹连接，实现可拆卸功能，可移动式集箱的6个面之间采用螺栓固定，同样能实现拆卸功能。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
其中，1.可移动式集箱，2.滚轮，3.吊耳，4.生物质燃烧炉，4-1.料仓，4-2.燃烧炉膛，4-3.螺旋给料机，4-4.送风机，4-5.排灰口，5.斯特林发电系统，5-1.斯特林换热气缸，5-2.斯特林发动机，5-3.发电机，6.换热器，7.旋风分离器，8.放空管，9.底座支架。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种可移动式生物质热电联产装置，包括可移动式集箱1、生物质燃烧炉4、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，可移动式集箱1为长方体结构，可移动式集箱1的6个面之间通过螺栓固定连接，可移动式集箱1顶部对称设置有2-4个吊耳3，可移动式集箱1底部对称设置有4组滚轮2，滚轮2与可移动式集箱1底部为螺纹连接，可移动式集箱1内设置生物质燃烧炉4、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，生物质燃烧炉4包括料仓4-1和燃烧炉膛4-2，料仓4-1一侧设置燃烧炉膛4-2，料仓4-1下部设置送风机4-4，送风机4-4的出气口通过管道通入燃烧炉膛4-2内，料仓4-1上部为加料口，料仓4-1下部出料口设置螺旋给料机4-3，螺旋给料机4-3末端伸入燃烧炉膛4-2内部，燃烧炉膛4-2顶部为出烟口，燃烧炉膛4-2底部设置有排灰口4-5。
热气发电机为斯特林发电系统5，斯特林发电系统5包括斯特林换热气缸5-1、斯特林发动机5-2和发电机5-3，斯特林发动机5-2上部配合安装斯特林换热气缸5-1，斯特林发动机5-2下部配合安装发电机5-3，燃烧炉膛4-2顶部出烟口通过换热腔连接换热器6的进气口；所述斯特林换热气缸5-1位于换热腔内。
供热系统包括换热器6和热量循环输送系统，换热器6热交换端与热量循环输送系统配合连接，尾气处理系统包括旋风分离器7和放空管8，旋风分离器7的进烟口通过管道与换热器6的出气口配合连接，旋风分离器7的出烟口上通过法兰连接放空管8，生物质燃烧炉4、斯特林发电系统5和换热器6均固定安装在底座支架9上。
本发明在工作时，将生物质原料加入料仓4-1中，经过螺旋给料机4-3送入燃烧炉膛4-2中部与经送风机4-4送来的空气完全燃烧，产生的灰渣从底部的排灰口4-5排出，产生的高温烟气经过生物质燃烧炉顶部的管道进入换热腔与斯特林换热气缸5-1换热，高温烟气加热斯特林换热气缸5-1，使气缸内的工质气体受热膨胀，推动斯特林发动机5-2运转，斯特林发动机5-2再带动发电机5-3输出电能，加热完斯特林换热气缸5-1的烟气再进入换热器6与热量循环输送系统中的冷却水进行换热降温，最后经过旋风分离器7除尘后沿放空管8排放大气，同时在换热器6与热量循环输送系统中的冷却水热交换产生热水用于供热，整套系统都布置在带滚轮2的可移动集箱1内，拆卸掉滚轮2吊装在卡车、轮船、火车上即可实现长距离运输。
其中，斯特林换热气缸5-1内部的工作介质气体为氢气或氦气；生物质燃烧炉的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。

Claims (10)

1.一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：包括可移动式集箱(1)、生物质燃烧炉(4)、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，所述可移动式集箱(1)内设置生物质燃烧炉(4)、热气发电机、供热系统和尾气处理系统，所述生物质燃烧炉(4)的出烟口通过管道与热气发电机的进气口配合连接，所述热气发电机的出气口通过管道与供热系统的进气口配合连接，所述供热系统的出气口通过管道与尾气处理系统配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述可移动式集箱(1)为长方体结构。
3.根据权利要求2所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述可移动式集箱(1)的6个面之间通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述可移动式集箱(1)顶部对称设置有2-4个吊耳(3)，所述可移动式集箱(1)底部对称设置有4组滚轮(2)，所述滚轮(2)与可移动式集箱(1)底部为螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述生物质燃烧炉(4)包括料仓(4-1)和燃烧炉膛(4-2)，所述料仓(4-1)一侧设置燃烧炉膛(4-2)，所述料仓(4-1)下部设置送风机(4-4)，所述送风机(4-4)的出气口通过管道通入燃烧炉膛(4-2)内，所述料仓(4-1)上部为加料口，所述料仓(4-1)下部设置螺旋给料机(4-3)，所述螺旋给料机(4-3)末端伸入所述燃烧炉膛(4-2)内部，所述燃烧炉膛(4-2)顶部为出烟口，所述出烟口通过管道与热气发电机的进气口配合连接，所述燃烧炉膛(4-2)底部设置有排灰口(4-5)。
6.根据权利要求1所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述热气发电机为斯特林发电系统(5)。
7.根据权利要求6所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述斯特林发电系统(5)包括斯特林换热气缸(5-1)、斯特林发动机(5-2)和发电机(5-3)，所述斯特林发动机(5-2)上部配合安装斯特林换热气缸(5-1)，所述斯特林发动机(5-2)下部配合安装发电机(5-3)；燃烧炉膛(4-2)顶部出烟口通过换热腔连接换热器(6)的进气口；所述斯特林换热气缸(5-1)位于换热腔内。
8.根据权利要求7所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述供热系统包括换热器(6)和热量循环输送系统，所述换热器(6)的出气口通过管道与尾气处理系统配合连接，所述换热器(6)热交换端与热量循环输送系统配合连接。
9.根据权利要求1所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：所述尾气处理系统包括旋风分离器(7)和放空管(8)，所述旋风分离器(7)的进烟口通过管道与供热系统的出气口配合连接，所述旋风分离器(7)的出烟口上通过法兰连接放空管(8)。
10.根据权利要求1所述的一种可移动式生物质热电联产装置，其特征在于：生物质燃烧炉(4)、热气发电机、供热系统均固定安装在位于可移动式集箱(1)内底部的底座支架(9)上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109631016A (zh) * 2019-01-30 2019-04-16 曾蒙汉 一种小微生物质直燃热电联供系统及方法
CN109827167A (zh) * 2019-01-30 2019-05-31 曾蒙汉 一种串行式直燃梯级发电系统及方法

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