CN114353448B - 一种基于灰库的光电热泵气化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉类物料库用底部流化设备技术领域，提供一种基于灰库的光电热泵气化装置，第一风机将外界的空气泵入第一风道内，空气流经换热系统被加热成热风，进而降低了热风的相对湿度，然后干燥的热风通过第一风道的出口进入灰库的气化风槽内，进而用于增加灰库内媒灰粉的流动性；在气化装置的工作过程中，第一风机和换热系统均由安装在所述灰库外壁的光伏发电板提供电力，节约了能源，降低了气化装置的功耗。

Description

一种基于灰库的光电热泵气化装置

技术领域

本发明涉及粉类物料库用底部流化设备技术领域，尤其涉及一种基于灰库的光电热泵气化装置。

背景技术

电厂灰库采用柱状结构，一般在灰库底部设置能通入气化风的气化风槽，使粉煤灰具有较高流动性、方便卸料运输，但由于粉煤灰对干度具有一定要求，且，受潮容易板结，因此气化装置产生的气化风往往需要被加热，以降低热风的相对湿度，对粉煤灰起到一定干燥作用，然后在送至库底部的气化风槽内。传统气化装置多采用电加热方式，能耗高，不利于我国现阶段的双碳目标。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种，以解决现有技术中能耗高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种基于灰库的光电热泵气化装置，所述气化装置，包括：

灰库；

换热系统，包括冷端与热端；

第一风机；

光伏发电板，安装在所述灰库外壁，且，包括能为所述换热系统和所述第一风机供电的光电电源；

第一风道，一端与所述第一风机连通，另一端经过所述热端与所述灰库底部连通。

优选的，所述气化装置还包括：

轨道，安装在所述灰库外壁，所述光伏发电板移动式设置在所述轨道一侧；

驱动电机，所述驱动电机安装在所述灰库外壁，且，用于驱动所述光伏发电板移动，且，用所述光电电源作为电源。

优选的，所述气化装置还包括：

第二风机，用所述光电电源作为电源；

第二风道，一端与所述第二风机连通，另一端经过所述冷端延伸至所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧，且，用所述光电电源作为电源。

优选的，所述气化装置还包括：

连接风道，连接在所述第一风道经过所述热端后的部分与所述第二风道经过所述冷端后的部分之间。

优选的，所述气化装置还包括：

送风结构，安装在所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧，且，与所述第二风道延伸至所述光伏发电板的一端连通，且，能将所述第二风道送来的风均匀的吹到所述光伏发电板一侧。

优选的，所述送风结构包括：

分流管，间隔安装在所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧的两端；

出风管，均匀间隔连接在所述分流管之间，且，靠近所述光伏发电板的一侧均匀间隔开设有出风口；

主风管，连接在所述分流管之间，且，与所述第二风道延伸至所述光伏发电板的一端连通；

阀门，设置在所述主风管内，能够截止所述主风管。

优选的，所述阀门为电磁阀。

优选的，所述换热系统包括：

加热换热器，为所述换热系统的所述热端，且，用于与所述第一风道内的气体进行换热；

冷却换热器，为所述换热系统的所述冷端，且，用于与所述第二风道内的气体进行换热；

循环管道，连接在所述加热换热器与所述冷却换热器之间；

压缩机，设置在所述循环管道上；

节流阀，设置在所述循环管道上。

优选的，所述气化装置还包括：

采集模块，用于采集所述光伏发电板、所述灰库和所述换热系统的特征数据；

确定模块，用于按照Q-Learning强化学习算法策略，确定所述换热系统的输入功率。

优选的，所述气化装置还包括：

PID控制模块，用于将所述灰库的气化风槽的输出风阻作为反馈参数，实时调整所述第一风机的功率。

本发明实施例中上述的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例，通过第一风机将外界的空气泵入第一风道内，空气流经换热系统被加热成热风，进而降低了热风的相对湿度，然后干燥的热风通过第一风道的出口进入灰库的气化风槽内，进而用于增加灰库内媒灰粉的流动性；在气化装置的工作过程中，第一风机和换热系统均由安装在所述灰库外壁的光伏发电板提供电力，节约了能源，降低了气化装置的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的气化装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光伏发电板的安装结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光伏发电板与送风结构的配合示意图；

图4为本发明实施例提供的送风结构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的出风管的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的热泵系统的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

1、灰库，2、换热系统，201、加热换热器，202、冷却换热器，203、循环管道，204、压缩机，205、节流阀，3、第一风机，4、第二风机，5、光伏发电板，6、第一风道，7、第二风道，8、连接风道，9、轨道，10、分流管，11、出风管，12、出风口，13、主风管，14、阀门，15、驱动电机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例中提供的一种基于灰库的光电热泵气化装置，属于粉类物料库用底部流化设备技术领域，应用场景可以为：电厂煤灰粉灰库底部流化等场景中。可以理解的是，电厂灰库采用柱状结构，一般在灰库底部设置能通入气化风的气化风槽，使粉煤灰具有较高流动性、方便卸料运输，但由于粉煤灰对干度具有一定要求，且，受潮容易板结，因此气化装置产生的气化风往往需要被加热，以降低热风的相对湿度，对粉煤灰起到一定干燥作用，然后在送至库底部的气化风槽内，但是，传统气化装置多采用电加热方式，能耗高，不利于我国现阶段的双碳目标。

基于此，如何降低电厂煤灰粉灰库气化装置的能耗，成为了亟需解决的技术问题。

以下结合附图及具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细阐述。

参考图1，本发明实施例提供了一种基于灰库的光电热泵气化装置，所述气化装置包括：灰库、换热系统、第一风机和第一风道，所述灰库底部设置有气化风槽，且，用于增加灰库内媒灰粉的流动性，其中，所述换热系统包括冷端与热端，光伏发电板安装在所述灰库外壁，同时，光伏发电板包括能为所述换热系统和所述第一风机供电的光电电源，第一风道的一端与所述第一风机连通，另一端经过所述热端与所述灰库底部连通。

在一些实施例中，所述换热系统内的循环介质可以二氧化碳或/和氮气等惰性气体。

在一些实施例中，所述光伏发电板阵列设置在所述灰库外壁上。

在一些实施例中，所述第一风机可以为罗茨风机。

示例性的，在上述实施例中，第一风机将外界的空气泵入第一风道内，空气流经换热系统被加热成热风，进而降低了热风的相对湿度，然后干燥的热风通过第一风道的出口进入灰库的气化风槽内，进而用于增加灰库内媒灰粉的流动性；在气化装置的工作过程中，第一风机和换热系统均由安装在所述灰库外壁的光伏发电板提供电力，节约了能源，降低了气化装置的功耗。

需要说明的是，本实施例的所述光伏发电板安装在所述灰库外壁，电厂灰库外壁面积较大，充分利用了灰库的外壁面积，节约了光伏发电板占地面积。

参考图2和图3，在一些实施例中，所述气化装置还包括：轨道和驱动电机，所述轨道安装在所述灰库外壁，所述光伏发电板移动式设置在所述轨道一侧，所述驱动电机安装在所述灰库外壁，且，用于驱动所述光伏发电板移动，且，用所述光电电源作为电源。光伏发电板

在一些实施例中，所述光伏发电板能通过捕捉太阳入射角调整板面倾角。

示例性的，在上述实施例中，通过在灰库的圆柱形库体四周布置光伏发电板，该光伏发电板不但能通过捕捉太阳入射角调整板面倾角，还可以根据太阳角度使得驱动电机驱动光伏发电板沿轨道移动，进而在灰库的圆柱形库体表面移动，这样只需在灰库的圆柱形库体一半的表面安装光伏发电板即可，从而能够减少一半的光伏发电板铺设量，提高太阳能光电转化效率，降低初投资及后续光伏发电板更换成本。

参考图1，在一些实施例中，所述气化装置还包括：第二风机和第二风道，所述第二风机的电源也为所述光电电源，所述第二风道的一端与所述第二风机连通，另一端经过所述冷端延伸至所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧，且，用所述光电电源作为电源。

示例性的，在上述实施例中，换热系统在工作时，热端释放热量，冷端吸收热量，因此，当第二风机将外界空气泵入第二风道内经过冷端时，冷端会吸收第二风道内气体的热量进而产生冷风，通过第二风道的出风端吹入光伏发电板靠近灰库的一侧，进而对光伏发电板进行制冷，用于降低光伏板温度至标称工作温度附近，提高工作效率。

需要说明的是，在不同季节，多余的冷量和热量还可以直接提供给灰长管理办公区，实现能量多级利用。

参考图1，在一些实施例中，所述气化装置还包括：连接风道，所述连接风道连接在所述第一风道经过所述热端后的部分与所述第二风道经过所述冷端后的部分之间。

示例性的，在上述实施例中，连接风道为常闭通道，冬季低温环境下，连接风道打开，第二风机停止工作，第一风道内的被换热系统加热的热风能够通过连接风道进入第二风道内，进而到达光伏发电板，用于提高光伏板温度至标称工作温度附近，提高工作效率。

参考图4和图5，在一些实施例中，所述气化装置还包括：送风结构，所述送风结构安装在所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧，且，与所述第二风道延伸至所述光伏发电板的一端连通，且，能将所述第二风道送来的风均匀的吹到所述光伏发电板一侧；具体地，所述送风结构包括：分流管、出风管、主风管和阀门，所述分流管间隔安装在所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧的两端；所述出风管均匀间隔连接在所述分流管之间，且，靠近所述光伏发电板的一侧均匀间隔开设有出风口；所述主风管连接在所述分流管之间，且，与所述第二风道延伸至所述光伏发电板的一端连通；所述阀门设置在所述主风管内，能够截止所述主风管。

参考图4，在一些实施例中，所述阀门为电磁阀，设置在所述主风管两端，所述第二风道与所述主风管的中部连通，所述主风管两端分别于所述光伏发电板一侧两端的所述分流管连通。

示例性的，在上述实施例中，第二风道的冷风进入主风管，此时主风管上端的电磁阀打开，主风管下端的电磁阀关闭，冷风从主风管上端流入分流管内，经过分流管的分流从上而下进入到各个出风管内，通过各个出风管的出风口吹到光伏发电板靠近灰库的一侧，热风时，主风管上端的电磁阀关闭，主风管下端的电磁阀打开，热风从主风管下端流入分流管内，经过分流管的分流从上而下进入到各个出风管内，通过各个出风管的出风口吹到光伏发电板靠近灰库的一侧；总的来说，在高或低温空气密度差下，自上而下或自下而上，降低电池温度，提高发电效率。

参考图6，在一些实施例中，所述换热系统包括：加热换热器、冷却换热器、循环管道、压缩机和节流阀；所述加热换热器为所述换热系统的所述热端，且，用于与所述第一风道内的气体进行换热；所述冷却换热器为所述换热系统的所述冷端，且，用于与所述第二风道内的气体进行换热；所述循环管道连接在所述加热换热器与所述冷却换热器之间；所述压缩机设置在所述循环管道上；所述节流阀设置在所述循环管道上，其中，所述加热换热器为热端，所述冷却换热器为冷端。

示例性的，在上述实施例中，惰性气体在压缩机的作用下在循环管道内循环流动，充当换热介质，加热换热器使得换热介质与第一风道内的气体进行换热，冷却换热器使得换热介质与第二风道内的气体进行换热。

在一些实施例中，所述气化装置还包括：

采集模块，用于采集所述光伏发电板、所述灰库和所述换热系统的特征数据；

确定模块，用于按照Q-Learning强化学习算法策略，确定所述换热系统的输入功率。

示例性的，利用Q-Learning强化学习算法进行决策，其中采集模块所得特征数据如太阳能光电板温度、气化风槽所需热量及热泵系统能效，对应为Q中的环境情况s，而在此时刻各相关部件如阀门的开度、温度控制器的调节程度等，即各自状态对应Q中的动作a，此时如果得到的能效增大，则给予正反馈给到部件控制器，即得到环境奖励，从而控制器会增加该状态下的决策趋势；相反地，如果得到能效降低，环境记为负反馈，得到环境惩罚，则控制器减少决策趋势，经过反复学习，最终得到最佳的决策状态。从而确定换热系统的最佳输入功率，以此提高整个气化装置的能量利用率。

在一些实施例中，所述气化装置还包括：

PID控制模块，用于将所述灰库的气化风槽的输出风阻作为反馈参数，实时调整所述第一风机的功率。

示例性的，采用PID控制算法实时控制输出风槽风量，调整气化风机频率，能够使得第一风机的功率快速的达到适宜的输出功率，进一步提高整个气化装置的能量利用率。

在一个实施例中，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于灰库的光电热泵气化装置，其特征在于，所述气化装置，包括：灰库；换热系统，包括冷端与热端；第一风机；光伏发电板，安装在所述灰库外壁，且，包括能为所述换热系统和所述第一风机供电的光电电源；第一风道，一端与所述第一风机连通，另一端经过所述热端与所述灰库底部连通；第二风机，用所述光电电源作为电源；第二风道，一端与所述第二风机连通，另一端经过所述冷端延伸至所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧，且，用所述光电电源作为电源；连接风道，连接在所述第一风道经过所述热端后的部分与所述第二风道经过所述冷端后的部分之间；所述气化装置还包括：送风结构，安装在所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧，且，与所述第二风道延伸至所述光伏发电板的一端连通，且，能将所述第二风道送来的风均匀的吹到所述光伏发电板一侧；所述送风结构包括：分流管，间隔安装在所述光伏发电板靠近所述灰库的一侧的两端；出风管，均匀间隔连接在所述分流管之间，且，靠近所述光伏发电板的一侧均匀间隔开设有出风口；主风管，连接在所述分流管之间，且，与所述第二风道延伸至所述光伏发电板的一端连通；阀门，设置在所述主风管内，能够截止所述主风管。

2.根据权利要求1所述的气化装置，其特征在于，所述气化装置还包括：轨道，安装在所述灰库外壁，且，移动式设置在所述轨道一侧；驱动电机，安装在所述灰库外壁，且，用于驱动所述光伏发电板移动，且，用所述光电电源作为电源。

3.根据权利要求1所述的气化装置，其特征在于，所述阀门为电磁阀。

4.根据权利要求1所述的气化装置，其特征在于，所述换热系统包括：加热换热器，为所述换热系统的所述热端，且，用于与所述第一风道内的气体进行换热；冷却换热器，为所述换热系统的所述冷端，且，用于与所述第二风道内的气体进行换热；循环管道，连接在所述加热换热器与所述冷却换热器之间；压缩机，设置在所述循环管道上；节流阀，设置在所述循环管道上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的气化装置，其特征在于，所述气化装置还包括：采集模块，用于采集所述光伏发电板、所述灰库和所述换热系统的特征数据；确定模块，用于按照Q-Learning强化学习算法策略，确定所述换热系统的输入功率。

6.根据权利要求1-4任一项所述的气化装置，其特征在于，所述气化装置还包括：PID控制模块，用于将所述灰库的气化风槽的输出风阻作为反馈参数，实时调整所述第一风机的功率。

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