CN203794888U - 生物质可再生能源环保生态智能发电装置 - Google Patents

Abstract

生物质可再生能源环保生态智能发电装置。由分离塔、产酸塔、产甲烷塔、好氧塔、回灌井、取水井、地热换热塔、生物质锅炉、汽轮发电机、冷疑塔、污水热交换塔、中央电子控制器分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保生态智能发电装置。该发电装置采用生物质低温生物化学反应工艺，生物质可再生燃料低碳燃烧工艺，可再生地热能利用工艺。解决了现代化大规模城市发展中发电供电实现绿色低碳，节能减排的难题，免除消耗不可再生的矿物质化石能源煤炭、石油、天然气和核原料及其污染源。发电成本比传统煤炭、石油、天然气、核原料发电成本减少60％，即每千瓦时(度)人民币0.17元。

Description

生物质可再生能源环保生态智能发电装置

技术领域

本发明实用新型涉及一种发电装置。 

背景技术

电能是优质的二次能源是消耗大量一次能源转换而来的，是实现工业化现代化提高人类社会生活水平的必需条件和物质保障。 

在发电生产中，通常将燃料(煤炭、石油、天然气、核原料)投入锅炉燃烧产生蒸汽推动汽轮发电机发电。煤炭、石油、天然气是一次性不可再生的矿物能源，形成它要经过距今200万至上亿年时间。近两个世纪，人类大规模开发利用煤炭石油发展电力工业，使人类进入了工业化、现代化社会，同时也产生了全球关注的气候变暖，能源短缺，环境污染，公众健康受到损害的问题，为此人类社会已经付出了巨大代价，影响了社会的可持续发展。因此开发利用清洁环保、节能高效、绿色生态、安全低碳生物质可再生能源，已成为人类社会的共识。 

目前世界人口在增长，城市建设在发展，全球6000个城市中超过1000万人口的大城市发电容量达到1000兆瓦(1兆瓦＝1000000瓦)，每年(6000小时)燃烧消耗优质煤炭大于350-400万吨，约300万吨标煤(TCE)。由于传统燃煤发电锅炉热效率低，排因温度高，带走损失的热能量多，锅炉蒸气温度的提高，受到材料制造方面的限制，以及需要大量冷却水，大量的煤炭、煤灰的运输和人工。同时向城市大气环境中排放有害污染物SO₂8.5万吨，煤烟10万吨，煤灰60万吨，以及所产生的大量废热，有害温室气体CO₂、Nno、Co。因此传统燃煤发电方式存在的问题是：能源利用综合热效率低，转换发电损失大，消耗不可再生矿物质能源多，发电成本高，城 市大气环境污染严重，治理难度大，危害公众健康，已经不再适应大规模现代化城市建设的绿色低碳、节能减排、可持续发展。因此开发利用清洁环保、节能高效、绿色生态、安全低碳、生物质可再生能源混合化、低碳化、生态化、智能化、能源可再生现代实用新型生物质可再生能源环保生态智能发电装置，已成为人类社会实现可持续发展重要而紧迫的课题。 

发明内容

生物质是太阳能通过光合作用生成的有机物，是能量和氢的双重载体，储存的能量为碳氢化合物的碳-氢键能。生物质由C、H、D、N、S元素组成，其中H元素的质量占6％，即每千克生物质可以产生0.672M³H₂，占其物质总能量的40％。 

地热能是太阳能以外的一种自然能源。是由长寿命放射性同位素进行的热核反应与地球物质中放射性元素衰变产生的热能量。在距离地表面以下3000米深部温度为90-105℃，即浅层低温地热源，热能储存在热水中，部分储存在岩石的骨架中，温度梯度为2.5-3℃/100m，每立方公里含有热能量(热储)相当于1亿桶石油所含热能量(BOE)。 

本发明实用新型的目的在于提供一种生物质可再生能源环保生态智能发电装置。该生物质可再生能源环保生态智能发电装置，将有机生物质(城市管道生活污水与有机厨余垃圾废弃物)，经过热交换由4℃先冷却泛蒸汽至30℃以下，经烟气加热至38℃，经过细菌微生物转化为可溶性挥发酸类甲烷基质，再由甲烷细菌微生物将甲烷基质转化为甲烷CH₄沼气，与生物质燃料投入锅炉燃烧产生热蒸汽，推动汽轮发电机发电；经过好氧处理后的中水一部分由超临界水氧化反应器氧化处理后，进入锅炉补充冷凝水，另一部分送往地下热场(地热田)吸收地热能量后返回地面加热汽轮发电机做功发电后排出的泛气冷凝水至90℃，送往锅炉继续加热产生蒸汽，形成热能再生循环。同时在中央电子控制器控制调解下，按用户电能实际消耗 量或功率，控制投入锅炉燃烧的生物质燃料，并且在用电低谷时段将热能量送往地下储存，用电高峰时取出地下热能量补充发电。 

结合附图1本发明实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由分离塔1、产酸塔2、产甲烷3、好氧塔4、回灌井5、取水井6、地热换热塔7、生物质锅炉8、汽轮发电机9、冷凝塔10、污水热交换塔11、中央电子控制器12分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保生态智能发电装置。 

生物质可再生能源环保生态智能发电装置，由分离塔1、产酸塔2、产甲烷塔3、好氧塔4、回灌井5、取水井6、地热换热塔7、生物质锅炉8、汽轮发电机9、冷凝塔10、污水热交换塔11、中央电子控制器12分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保生态智能发电装置，其特征是：通过管道将分离塔出水口14与冷凝塔冷却水进口85，分离塔浓缩液出口16与产酸塔水封进料机18进料口连接；通过管道将产酸塔出水口21与产甲烷塔进水口24连接；通过管道将产甲烷塔出水口25与好氧塔进水口30，产甲烷塔沼气出口26与好氧塔沼气纯化器37沼气进口分别连接；通过管道将好氧塔出水口31与回灌井5进水口，好氧塔出水口32与超临界水氧化反应器39进水口，好氧塔氧气进口34与膜组空分制氧机38氧气出口分别连接；通过管道将地热换热塔进水管40与取水井6出水口，地热换热塔出水管41与回灌井5进水口，地热换热塔进水管42与冷凝塔冷凝水出口84，地热换热塔出水管43与生物质锅炉省煤器61进水口分别连接；通过管道将汽轮发电机高压进气口74与生物质锅炉高温过热器64蒸汽出口，汽轮发电机高压排气口75与生物质锅炉低温再热器62蒸汽进口，生物质锅炉高温再热器63蒸汽出口与汽轮发电机中压进气口76分别连接，通过管道将汽轮发电机中压排气口77与低压进气口78连接，通过管道将汽轮发电机泛气出口79与冷 凝塔泛气进口83连接；通过管道将冷凝塔冷却水出口86与污水热交换塔污水进口91连接；通过管道将污水热交换塔污水出口92与产酸塔进水口20连接，通过管道将污水热交换塔烟气进口94与生物质锅炉排烟口60连接。 

产酸塔2包括上、下端封闭的圆筒形塔体23顶部有排气口22，底部一侧有出水口21，顶部一侧有进水口20，下部一侧有水封进料机18，底部有水封出料机19，其中水封进料机由顶部两端面开口圆筒状U形金属管，底部两个管内分别垂直安放两只有螺旋筋片互为相反推进方向的推进杆，底部分别与两只转向互为相反电机连接，其中U形金属管的一侧安放在塔体内侧，通过管壁与塔体连接；水封出料机由两端面开口圆筒状J形金属管，一侧与塔体底部连接相通，管内平行安放螺旋筋片推进杆，一端通过管壁与电机连接。 

产甲烷塔3包括上、下端封闭的圆筒形塔体29，顶部有沼气出口26，底部有进水口24，上部一侧有出水口25，塔体内垂直安放圆筒形导流管27，导流管内安放填料28，其中填料由聚乙烯树脂、碳、铁、磷、钾、陶土矿物质，钠、锌、镍、钴、钼、锰微量无素，发泡剂，增塑剂，稳定剂组成的原料，经搅拌、混合、冷却加入单螺杆聚乙烯发泡颗粒挤出机挤出，冷却成圆球体，表面布满微孔的球形填料。 

生物质锅炉8由外部形状为II形，内部横截面为方形，四周封闭的炉体69，顶部有沼气燃烧室53，由一端封闭与沼气燃烧器52连接的圆筒体，另一端与炉体水平连接，内部安放高温过热器64，炉体一侧安放高温再热器63，低温再热器62，通过管道将高温再热器与低温再热器串连连接组成再热器组，下部安放省煤器61，空气预热器58，一侧通过方形管道与电子除器59连接，电子除尘器一侧与方形排烟口60连接；炉体另一侧由垂直部分生物质燃烧室51与25度角烟道部分组成，底部有生物质进料机50， 炉排56，出灰口57，生物质燃烧室四周安放水冷壁54，上部安放前屏过热器67，后屏过热器66，25度角烟道内安放低温过热器65，通过管道将低温过热器与前屏过热器、后屏过热器串联连接组成过热器组；炉体顶部外侧安放汽包55，通过管道将汽包与水冷壁上、下连箱体，高温过热器组进水口，省煤器61出水口分别连接，通过管道将变压吸附空分制氧机70氧气出口与沼气燃烧器52空气进口连接。 

污水热交换塔11由上、下端封闭的圆筒形塔体96，底部有正方形烟气进口94，顶部有圆形烟气出口95，内部安放蛇形污水管93，污水管为圆形管外部与方形筋片连接。 

结合附图2分离塔1由进水口13、出水口14、排气口15、浓缩液出口16通过塔体17分别连成一体组成分离塔。按照上述装置，生活污水靠水泵压力由切线方向进入分离塔，由于悬浮颗粒和污水质量不同，在高速旋转运动时所受到的离心力大小不同，质量大的被甩到外圈，质量小的留在内圈，通过不同出口，将其分离排出。其中上清液通过管道送往冷凝塔，分离后的浓缩液通过管道送往产酸塔。 

结合附图3产酸塔2由水封进料机18、水封出料机19、进水口20、出水口21、排气口22通过塔体23分别连成一体组成产酸塔。 

按照上述装置，将粉碎的有机生活厨余垃圾废弃物与分离塔分离出的浓缩液投入产酸塔(产酸生化反应器)与经过加热到38℃上清液搅拌混合(干发酵)，被发酵性细菌分泌的胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨基酸和脂肪酸，之后被微生物吸收利用。发酵性细菌将上述可溶性物质吸收进入细胞后，经发酵作用将其转化为乙酸、丙酸、丁酸、脂肪酸和醇及氢、二氧化碳、硫。其反应过程为： 

(C₆H₁₀O₅)n+n H₂D→n(C₆H₁₂D₆) 

2C₆H₁₂D₆→CH₃COOH+CH₃CH₂COOH+CH₃CH₂COOH+3CD₂+3H₂

其中蛋白质含量直接影响产气中氨及硫化氢的含量，氨基酸分解时生成的有机酸可转化为甲烷、二氧化碳和水。 

发酵性细菌将有机物分解发酵后产生的有机酸和醇类，必须由产氢产乙酸菌，将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳，其反应过程为： 

CH₃CH₂CH₂COOH+2H₂O→CH₃COOH+CO₂+3H₂

CH₃CH₂CH₂COOH+2H₂O→2CH₃COOH+2H₂O 

CH₃CH₂OH+H₂O→CH₃COOH+2H₂O 

CH₃CHOHCOOH+H₂O→CH₃COOH+CO₂+2H₂

耗氢产乙酸菌分别利用H₂+CO₂生成乙酸，或代谢糖类产生乙酸。 

其反应式为：2CO₂+4H₂→CH₃COOH+2H₂O 

C₆H₁₂O₆→3CH₃COOH 

产酸反应后的浓缩液送往产甲烷塔。 

结合附图4产甲烷塔3由进水口24、出水口25、沼气出口26、导流管27、填料28通过塔体29分别连成一体组成产甲烷塔。 

按照上述装置，在产甲烷塔(产甲烷消化器)，产甲烷菌包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌，它们在厌氧条件下，将前面细菌代谢终产物，在没有外源受氢体的工况下把乙酸和H₂/CO₂转化为气体产物CH₄/CO₂，其反应生成甲烷的自由能为： 

H₂/CO₂：4H₂+CO₂→CH₄+2H₂O 

4HCOOH→CH₄+3CO₂+2H₂O 

4CH₃→3CH₄+CO₂+2H₂O 

CH₃COOH→CH₄+CO₂

其中，经过产甲烷塔反应后的生物质水与生物质沼气，分别送往好氧塔。 

结合附图5好氧塔4由进水口30、出水口31、出水口32、排气口33、 氧气进口34、塔板35通过塔体36分别连成一体，组成好氧塔。 

按照上述装置，经产甲烷塔排出的生物质水进入好氧塔(耗氧生化反应器)与进入好氧塔的氧气，经过塔板间填料进行氧化生化反应转化为38℃中水，其中一部分送往超临界水氧化反应器39，氧化为纯净水送往锅炉补充冷凝水，一部分送入地下热场(地热田)吸收地下热能量。其中38为膜组空分制氧机，为好氧塔提供氧气，产甲烷塔反应后排出的沼气进入沼气净化器37，纯化后送往生物质锅炉。 

好氧生物反应塔，是在有氧的作用下，借助好氧微生物，包括兼性微生物，其中由好氧菌包括兼性菌的作用下进行。污水中的溶解性有机物质通过细菌的细胞壁和细胞膜而为细菌体所吸收，固体的和胶体的有机物质先附着在细菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为可溶解物质再渗入细胞内。细菌通过自身的生命活动进行氧化、还原，合成过程，把一部分有机物质转化为生物体所需要的营养物质，组成新的细胞物质。于是细菌逐渐生长繁殖，产生更多的细菌体。其他微生物摄食营养物质后，在体内也发生相同的生物化学反应，进行有机物质的好氧分解反应。 

生物膜是使细菌好氧微生物和原生动物，反生动物，好氧微型动物体附着的物料载体-填料上进行生长繁殖，形成生物膜。污水通过与膜的接触，水中的有机污染物质转为营养液被膜中生物体摄取，从而使污水得到净化。其中生物膜是高度亲水性物质，外侧表面存在一层附着水层。附着在水层的有机物质由于微生物的氧化作用，浓度比流动水层中低，因此由于传质作用，流动层中的有机物质扩散转移到附着水层，然后进入生物膜内，通过微生物的代谢活动而被降解，使流动水层得到净化。空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜，供微生物呼吸作用。微生物代谢有机物的产物沿着相反方向，从微生物膜经过附着水层进入流动水层排走。气态产物又从水层逸出进入空气中。 

曝气的作用是向液相供给溶解氧，并起搅拌和混合作用。污水与溶解氧有效地接触，空气中的氧以微小气泡形式选出并在混合液中扩散。氧转移到液体中，使混合浪体强烈扩散、混合、搅拌。液面与空气中氧接触，产生水跃，发生空气更新，氧转移。传质和扩散过程物质在界面两侧的浓度差为：

转移到塔中的理论总氧量为：R₀=K_La(20)Cs(20)V 

实质转移到塔中的总氧量为：R＝RrV 

氧转移效率为： $\mathrm{EA}=\frac{R_o}{S}\×100\%$

充氧量为： $G_S=\frac{R_o}{a3\mathrm{EA}}\×100\%$

好氧状态的溶解氧浓度为1-2mg/L。 

好氧塔生物流态化以砂、石、活性炭、焦炭、颗粒材料为载体，其上附着生物膜充氧污水自下而上以一定速率流动，载体处于流化状态，强化了生物膜和污水的接触时间，生物膜与污水充分接触而降解有机物质。载体颗粒流态化是由上升水流以及气流经过颗粒层产生压力降而造成的使单位体积滤床通过的载体面积提高，其原理为生物流化床处理污水。为提高生物膜法的处理效率，以砂、石、无烟煤、活性炭为生物膜载体，污水自下而向上流过载体层呈流动状态，在单位时间内加大了生物膜同污水的接触面积和充分供养条件，利用填料沸腾状态强化污水生物处理过程的构筑物——好氧塔。 

按照上述装置，在通用膜组空分制氧机38由空压机、膜分离器组成。首先，空气(工质气体)首先进入空压机，在空压机靠消耗外功提高空气的压力，对外放出的热量被冷却水带走的热量大于空压机消耗的功，使空压机压缩前后的温度保持不变，仅空气压力提高，即等温压缩。空气收入与支出的数值等于空气本身内部能量的变化，由式表示为：A_1k-q_k＝i₂-i₁或A_1k＝q_k ⁺(i₂-i₁)在实际中，空气在等温压缩时，虽然压力提高了，而它本身的能量(焓值)却降低了即i₁＞i₂.等温压缩时冷却水带走的热量大于空压机消耗的功，它等于减少的部分能量(i₁-i₂)与压缩功之和。 

按照上述装置，带压工质气体(空气)透过高分子膜非多孔膜时，首先气体分子与膜接触，被吸附到膜的高压侧表面溶解，在膜两侧表面产生化学位或电化学位浓度梯度的作用下在膜内向前扩散，从膜的低压侧解吸出来，工质气体的溶解扩散是在膜上没有连续通道的情况下，靠聚合物母体上链段的热挠动产生瞬变渗透通道进行的，气体在膜内扩散传递由下式表示：组份工质气体(空气)透过膜的量由下式表示： 

$q=\mathrm{AF}\frac{d_0}{d_x}$

上述装置分离出的氧气送往好氧塔。 

按照上述装置，在通用超临界水氧化反应器39，生物质或污水随温度、压力的变化，呈现固态、液态、气态三态之间互相转化的温度和压力为三相点。超临界水氧化是利用超临界水作为介质来氧化分解有机物质，所用氧化剂为空气或氧气。在超临界水氧化过程中，由于超临界水对有机物和氧气是极好的溶剂，因此有机物质的氧化在富氧的均一相中进行，高温反应温度400-600℃，使反应速率加快，在几秒钟对有机物质达到很高的破坏效率，有机废弃物在超临界水中进行的氧化反应为： 

有机化合物+O₂→CO₂+H₂O 

有机化合物中杂原子→酸、盐、氧化物 

酸+NaOH→无机盐 

超临界水氧化反应完全彻底，有机碳转化为CO₂，氢转化为水，卤素原子转化为卤化物离子，硫、磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐。氮转化为硝酸根和亚硝酸根离子或氮气。同时在氧化过程中，释放大量的热，其反应可以自己维持热量。 

按照上述装置，在沼气净化器37由脱水塔与脱硫塔组成通用沼气净化器，在脱硫塔由吸收塔与再生塔组成，用2％-3％碳酸钠溶液作吸收剂，吸收沼气中的H₂S。碳酸钠溶液吸收塔顶部喷淋向下与沼气进行逆流吸收反应式： 

Na₂CO₃+H₂S-→NaHS+NaHCO₃

再通过再生塔、氧化成单体S而得到再生，使碳酸钠溶液反复使用。反应式： 

NaHS+NaHCO₃+1/2O₂→Na₂CO₃+H₂O+S 

由水喷淋洗脱塔中进行逆向洗脱，去除沼气中H₂S，在20℃时，1个大气压的条件下，H₂S在水中的溶解度为2.3m³/m²，在脱水塔，由塔内填料把气液两相分散成细小的气泡，液滴或液膜，扩大相接触面积，填料塔为气、液连续接触式塔器，在塔内装置填料，液体沿填料表面下流，形成一层溥膜；气体沿填料空隙上升，在填料表面的液层与气体的界面上进行传质过程。实体填料由陶瓷、金属、塑料、网体填料由金属网。板式塔为气、液阶段接触式塔器。在塔内按一定距离设置塔盘，气体以鼓泡或喷射方式穿过塔盘上的液层，进行传质和传热过程。 

结合附图6地热换热塔7由进水管40、出水管41、进水管42、出水管43、地热水流道44、冷凝水流道45、塔板46上述各部分分别通过塔体 47连成一体组成地热换热塔。其中48为通用阴极保护器，49为通用真空抽气机。 

按照上述装置，冷凝水与地下热水在地热换热塔内进行热量的交换，低温冷凝水被地热水加热，其加热方式为表面式换热器——热交换器。 

表面式换热器(间壁式换热器)在表面式换热器中，冷热流体被壁面隔开，分别在壁面两侧流动，在换热过程中，两种流体互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。 

根据能量守恒定律，在换热无损失时，换热器内冷流体吸收的热量应等于热流体放出的热量，φ₁＝φ₂＝φ 

其中热流体放出的热量为：φ₁＝qm₁C₁(t₁′-t₁″) 

冷流体吸收的热量为：φ₂＝qm₂C₂(t₂′-t₂″) 

qmIC₁(t₁′-t₁″)＝qm₂C₂(t₂′-t₂″) 

换热器的热平衡方程为： 

$\frac{q{m}_1{C}_1}{q{m}_2{C}_2}=\frac{{t_2}^{\′\′}-{t_2}^{\′}}{{t_1}^{\′}-{t_1}^{\′\′}}=\frac{\mathrm{\Δ}{t}_2}{\mathrm{\Δ}{t}_1}$

在换热器内，冷热两流体温度沿换热面的变化与其自身的热容量成反比。流体的热容量越大，其温度变化越小；反之亦然。 

在实际中由于冷热流体通过固体壁进行热量交换，除流体发生相变时会保持温度不变，换热器中热流体的温度从入口到出口是沿程降低，冷流体的温度从入口到出口是沿程升高，即冷热流体沿换热面流动时，温度不断发生变化。因此换热器传热式为：φ＝KAΔtm 

结合附图7生物质锅炉8由生物质进料机50、生物质燃烧室51、沼气燃烧器52、沼气燃烧室53、水冷壁54、气包55、炉排56、出灰口57、空气预热器58、电子除尘器59、排烟口60、省煤器61、低温再热器62、高温再热器63、高温过热器64、低温过热器65、后屏过热器66、前屏过 热器67、空气进口68上述各部分分别通过炉体69连成一体组成生物质锅炉。其中70为通用变压吸附空分制氧机(PAS)为沼气燃烧室提供氧气。 

按照上述装置，生物质燃料经生物质进料机投入锅炉生物质燃烧室(炉堂)燃烧，通过空气预热器加热的热空气由空气进口进入生物质锅炉生物质燃烧室与生物质燃料燃烧，生物质燃料在炉膛内迅速燃烧后放出大量热量，使炉膛火焰的温度迅速提高。炉膛四周及顶部布置的辐射受热面，里面的工质(水、汽)吸收炉内热量以保持炉膛出口内腔温度不超标。在炉内燃烧后形成的高温烟气经炉膛出口进入25度角烟道和尾部烟道；同时在沼气燃烧室沼气与氧气燃烧后产生的高温气体在顶部爝道和尾部烟道混合与布置在顶部烟道和尾道烟道的受热面进行热交换，使混合烟气不断放出热量，温度逐渐降低，最后低温烟气经除尘后送往污水热交换塔。 

由泵送入锅炉的给水(冷凝水)，经过高压加压后进入省煤器，吸收锅炉尾部烟气的热能量后进入水冷壁，水在水冷壁中吸收高温火焰和烟气的辐射热能，使部分水蒸发变成饱和蒸气，从而在水冷壁内形成高温汽水混合物，高温气水混合物向上流动进入汽包，在汽包中进行汽水分离，分离出的水继续循环，分离出的饱和热蒸汽送入过热器组加热，最后达到高温热要求的过热蒸汽，通过管道进入汽轮机做功发电。 

在变压吸附空分制氧机(PAS)，当混合气体(空气)和吸附剂(分子筛)组成一个吸附体系(吸附相)时，由于相界面与相内部的组成不同，相界面处的成分产生富集(浓缩)，吸附剂表面对气体分子的吸附作用是由于其表面的分子或原子存在着剩余的表面引力场。当气体分子运动到接近吸附剂表面时，其上的分子与气体分子相互作用而产生吸附。被吸附的气体分子为吸附质，它重新返回相的过程为解吸(脱附)。在分子筛吸附剂表面，由于具有多晶面和缺隐面等活性中心与被吸附的气体分手接触时，其中气体分子就在分子筛表面上富集或浓缩，称为吸附。当温度和吸附质浓 度一定时，分子筛表面活性中心被一定量的气体分子所占据，吸附达到平衡，此时分子筛需要再生。分离出的氧气送往沼气燃烧器。 

生物质燃料送入生物质燃烧室后，在高温作用下，被快速加热和折出水分，然后随温度的继续增高，开始热分解折出挥发分并形成焦炭物质。挥发分为H₂、CO、CH₄、Cn、Hm、CO₂气体和焦油大分子化合物，少量氮、硫化合物。气态挥发分和周围高温空气混合燃烧而产生高温释放热量。同时挥发分折出后的焦炭与进入燃烧空间的氧混合而燃烧，产生高温释放热量，同时挥发分折出的焦炭与进入燃烧室的氧气氧化，燃烧产生CO、CO₂产物进入气相，参与部分挥发分燃烧至焦化燃尽放出热量。 

其生物质的燃烧反应为：CH_1.44D_0.66+1.03a(O₂+3.76N₂)→(C，CO，H₂，CO₂，CmH_n)→CO₂+0.72H₂0+1.03(a-1)O₂+3.87aN₂-439KJ/Kmol 

上述过程中给水量、生物质燃料的投放量与热空气、沼气与氧气的投入量由中央电子控制器依据用电电力负荷(功率)可调解、可互补、可储存、智能化方式进行。 

结合附图8汽轮发电机9由高压转子71、中压转子72、低压转子73、高压进气口74、高压排气口75、中压进气口76、中压排气口77、低压进气口78、泛汽出口79、高中压缸80、低压缸81、发电机82。上述各部经机械、轴、轴承与外壳分别连成一体组成汽轮发电机。 

按照上述装置，汽轮发电机是以蒸汽为工质，利用其热能做功的旋转式原动机。蒸汽在汽轮机内流动的过程中，将蒸气携带的热能转变为动能，然后将动能转变为旋转轴输出的机械功，即蒸汽在汽轮机内的流动过程中完成热能到机械功的转变。 

汽轮机中蒸汽流动的通道为流通部分，由系列叶栅组成，固定在静止部件上的叶栅为静叶栅，固定在转动部件上的叶栅为动叶栅。喷嘴叶栅将蒸汽的热能转换为动能，动叶栅将蒸汽的动能转化为机械功。汽轮机中蒸 汽动能到机械能的转换，通过蒸汽的冲动来实现的，当运动的物体受到一个静止的或运动速度较低的物体阻碍时，对阻碍物体产生的作用力为冲动力。运动物体质量越大，受阻前后的速度矢量变化越大，则冲动力越大。在冲动力作用下，阻碍运动的物体速度发生改变，则阻碍物体就做出了机械功。在汽轮机中，当蒸汽在喷嘴中获得高速动能后，从喷嘴中流出，进入动叶。高速蒸汽流流过动叶栅时，其动量发生改变，从而对动叶栅产生冲动力。冲动力做功是蒸汽在动叶流道中不膨胀，动叶流道不收缩，蒸汽将喷嘴中获得的动能转变为机械功。 

其冲动做功为：P₁＝P₂，Δhb＝0，Δhn^*＝Δht^*

其反动度为： $\mathrm{\Ωm}=\frac{\mathrm{\Δhb}}{\mathrm{\Δht}*}=\frac{\mathrm{\Δhb}}{\mathrm{\Δhn}*+\mathrm{\Δhb}}$

蒸汽作用在动叶上的力为： 

$F_b+F_s=\mathrm{ma}=\frac{m(c_2-c_1)}{\mathrm{\ζ}}=G(C_2-C_1)$

方向相反的反作用力为： 

F＝-F_b＝G(C₁-C₂)+F_s

蒸汽对动叶栅的合力为：

按朗肯循环原理，蒸汽经进气口进入汽轮机内，蒸汽在每一级中膨胀加速，将热焓变为动能，即蒸汽压力和温度降低，形成高速气流，冲压动叶片，推动转子旋转。蒸汽经动叶流到折转进入下一级静叶，再一次膨胀加速推动叶轮直至末一级叶片出来排入冷凝器，在此过程中实现蒸汽的热能转换为机械能。 

结合附图9冷凝塔10由泛气进口83、冷凝水出口84、冷却水进口85、冷却水出口86、冷却水管87、水环抽气机88、阴极保护器89通过塔体90 分别连成一体组成冷凝塔。 

按照上述装置，冷凝塔为大型表面式换热器，冷却工质与蒸汽被冷却表面隔开互不接触，其运行时，冷却水从冷却水进口进来，通过冷却水管进入回水室，向上折转经过上半部分冷却水管流向冷却水出口；低温蒸汽由泛气进口进来经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放出热量，而冷却凝结为冷凝水，其作用是在汽轮机排气口处建立并维持一定的真空，使蒸汽在膨胀到一定的冷凝器压力，以提高汽轮机的可用焓降，将更多的焓量转变为机械功；同时将汽轮机的排气冷却凝结为冷凝水，再重新返回锅炉，作为补给水，参与热力循环中。 

冷凝塔总传热系数K[W/Cm².℃]的计算式为： 

K＝4070β_mβ_wβ_tβ_zβ_d(BTN计算法) 

(HEI计算法) 

由蒸汽侧至冷却水侧的传热为： 

$K=\frac{1}{R}=\frac{1}{\mathrm{Rs}+\mathrm{Rm}+\mathrm{Rw}}=\frac{1}{\frac{1}{n_s}+\frac{d_o}{2_{\mathrm{\λ}}}1n+\frac{d_0}{d_1}+\frac{1}{\mathrm{hw}}\frac{d_0}{d_1}}$

结合附图10污水热交换塔11由污水进口91、污水出口92、污水管93、烟气进口94、烟气出口95通过塔体96分别连成一体组成污水热交换塔。 

按照上述装置，污水热交换塔为汽液式热交换器，是利用锅炉尾部烟气的热量加热污水，将热量传给污水热交换塔可降低烟气温度，减少排烟热损失，提高锅炉热效率。其工作是水在蛇形管内自上而下流动，烟气在管外空间自下而上横向冲刷管壁，以实现烟气与污水之间的热量交换。污水在蛇形管内自上而下流动便于启动时管内排除空气，避免局部氧气腐蚀，防止运行时产生蒸汽造成汽塞。烟气在管外自下而上流动，使热烟气与污 水成逆向流动，增大传热平均温度差，有利于对流传热。 

结合附图11中央电子控制器12由硬件与软件构成，由电子控制单元ECU输入电路接口、输出电路接口，各种传感器，控制模块执行元件组成的硬件部分，由支配电子控制单元(ECU)的各种程序、数据采集、数据计算、数据处理、数据储存、输出控制、系统监控、系统自诊断组成软件部分。通过电子电路将硬件部分分别联结成一体与软件相互配合构成中央电子控制器。 

通过电路和无线传输将分离塔、产酸塔、产甲烷塔、好氧塔、回灌井、取水井、地热换热塔、生物质锅炉、汽轮发电机、冷凝塔、污水热交换塔中的传感器、数据采集模块、电动电磁阀、机械驱动电路、开关电路分别与中央电子控制器连成一体。 

有益效果 

本发明实用新型生物质可再生能源环保生态智能发电装置。以三种生物质可再生能量源(城市污水有机垃圾厨余废弃物、生物质燃料、地热能)为能源，在以计算机为核心的中央电子控制器控制下，使能量源或燃料的投放量，依据终端用户消耗电能量或电功率的实际需求，实现可混合、可调节、可互补、可储存、可再生、智能化方式发电。解决了单一能量源比能量小，不能满足大城市、地区电能用户对电能量的巨大需求问题。解决了传统能量源(煤炭、石油、天然气、核原料)发电生产中能源(燃料)的投放量，不能与终端电能用户对电能需求量同步浪费能源的问题。 

本发明实用新型生物质可再生能源环保生态智能发电装置。采用生物质低温生物化学反应工艺，生物质可再生燃料低碳燃烧工艺，可再生地热能利用工艺，生物质可再生能源混合化开发利用，可使自然环境中二氧化碳CO₂的存在总量实现了平衡化、生态化、低碳化、能量可再生即能量源取自自然界中太阳能与绿色生物光合作用而固定的碳，其利用后碳回归自然 界，既不增加碳的存在总量，也不减少碳的存在总量，同时与地热能相结合，其污染物质综合排放量是煤炭火力发电的1/15、石油发电的1/8、天然气发电的1/3，低于核能发电碳排放量。所产生的固体生物质灰是煤炭火力发电产生的固体煤灰的1/60，富含钾元素全部返回农田再生利用，不产生固体废弃物质。同时，城市产生的生活污水，低温废热，有机厨余生物质利用后达到无害化、减量化、转化为中水在发电生产中再生回用。在实际中，每利用1万吨生物质比燃煤发电减少二氧化碳CO₂温室气体排放量1.4万吨，二氧化硫有害气体排放量减少40吨，有害烟尘排放量减少100吨。生物质可再生能量源在城市发电供电的开发利用使城市用电实现了生态化、低碳化、智能化、现代化、能量可循环可再生。即开发利用了太阳能与绿色生物光合作用所产生的能量与自然界存在的地热能量源，适应了自然界客观正常发展的规律，对自然界的自然发展进程和地质的自然进化演变不产生影响，从而保护了人类的生存环境。 

本发明实用新型生物质可再生能源环保生态智能发电装置。解决了现代化大规模城市发展中发电供电实现绿色低碳、节能减排的难题。同时解决了大规模城市化大气污染的难题，保障了大众的身心健康，减少了城市人口治病就医误工误学给社会发展造成的损失。免除消耗不可再生的矿物质化石能源煤炭、石油、天然气和核原料及其污染源。免除了消耗大量的城市生活饮用水源，免除了传统发电生产中大规模的煤炭、煤灰的人工运输，免除了开发利用地下深部高温热源而产生的局部地震地质灾害。本发明开发利用浅层低温地热能，发电成本比传统煤炭、石油、天然气、核原料发电成本减少60％。大城市地区采用生物质可再生能源环保生态智能发电装置发电供电，其发电成本是传统方式发电成本的1/3，即每千瓦时(度)人民币0.17元。 

本发明实用新型生物质可再生能源环保生态智能发电装置。被开发利 用的地下热能量占发电总利用热能量的60％。被开发利用的生物质燃料所产生的热能量占发电总利用热能量的33％。被开发利用的生物质污水、有机厨余废弃物产生的热能量占发电总利用热能量的7％。其发电装置总体建设投资是核能发电、水力发电、地热能发电、太阳能发电总体建设投资的1/100。是传统煤炭火力发电、石油发电、天然气发电总体建设投资的1/10。 

附图说明

图1生物质可再生能源环保生态智能发电装置结构原理图。 

图2生物质可再生能源环保生态智能发电装置中分离塔结构原理图。 

图3生物质可再生能源环保生态智能发电装置中产酸塔结构原理图。 

图4生物质可再生能源环保生态智能发电装置中产甲烷塔结构原理图。 

图5生物质可再生能源环保生态智能发电装置中好氧塔结构原理图。 

图6生物质可再生能源环保生态智能发电装置中地热换热塔结构原理图。 

图7生物质可再生能源环保生态智能发电装置中生物质锅炉结构原理图。 

图8生物质可再生能源环保生态智能发电装置中汽轮发电机结构原理图。 

图9生物质可再生能源环保生态智能发电装置中冷凝塔结构原理图。 

图10生物质可再生能源环保生态智能发电装置中污水热交换塔结构原理图。 

图11生物质可再生能源环保生态智能发电装置中中央电子控制器结构原理图。 

具体实施方式

在图2中分离塔1包括上、下端封闭的圆筒形塔体，顶部有排气口， 塔体上部一侧有进水口，上部另一侧有出水口，底部有浓缩液出口。 

在图3中产酸塔2包括上、下端封闭的圆筒形塔体，顶部有排气口，底部一侧有出水口，顶部一侧有进水口，下部一侧有水封进料机，底部有水封出料机，其中水封进料机由顶部两端面开口圆筒状U形金属管，底部两个管内分别垂直安放两只有螺旋筋片互为相反推进方向的推进杆，底部分别与两只转向互为相反电机连接，其中U形金属管的一侧安放在塔体内侧，通过管壁与塔体连接；水封出料机由两端面开口圆筒状J形金属管，一侧与塔体底部连接相通，管内平行安放螺旋筋片推进杆，一端通过管壁与电机连接。 

在图4中产甲烷塔3包括上、下端封闭的圆筒形塔体，顶部有沼气出口，底部有进水口，上部一侧有出水口，塔体内垂直安放圆筒形导流管，导流管内安放填料，其中填料由聚乙烯树脂、碳、铁、磷、钾、陶土矿物质，钠、锌、镍、钴、钼、锰微量元素，发泡剂，增塑剂，稳定剂组成的原料，经搅拌、混合、冷却加入单螺杆聚乙烯发泡颗粒挤出机挤出，冷却成圆球体，表面布满微孔的球形填料。 

在图5中好氧塔4包括上、下端封闭的圆筒形塔体，顶部中心有排气口，底部中心有进水口，上部两侧分别有一出水口、下部一侧有氧气进口，塔体内安放多层塔板，塔板间分别放置填料，填料包括活性炭填料、碎石填料，粗细沙填料，由城市建筑废弃物制成的块状填料，球形填料。 

其中39为通用超临界水氧化反应器，通过管道将好氧塔出水口32与生物质锅炉低温再热器进水口，低温再热器出水口与反应容器进料口连接。 

38为通用膜组空分制氧机，通过管道将膜组空分制氧机氧气出口与好氧塔氧气进口分别连接。 

37为通用沼气净化器，通过管道将净化后沼气出口与生物质锅炉中沼气燃烧器沼气进口连接，通过管道将沼气净化器沼气出口与产甲烷塔中沼 气出口连接。 

在图1中回灌井5由ZJ30/1700，石油钻机，采用螺杆钻具与PDC钻头钻井2500米，回灌井直径200mm；取水井6由ZJ40/2250石油钻机，采用空气锤与空气锤钻头，钻井2000米时，转换采用直径114mm三相交流电源，功率13KW热溶岩钻头由铠装电缆供电，钻井至3000米。 

在图6中地热换热塔7由上、下端封闭的圆筒型塔体，顶部有出水管，底部有进水管，上部一侧有进水管，下部一侧有出水管，塔体内垂直安放圆管形冷凝水流道，管外部为地热水流道，塔内分段横向安放塔板，底部与通用阴极保护器连接，塔体一侧有通用真空抽气机，通过管道将真空抽气机进口与上部塔体连接，通过电路将阴极保护器与塔体连接。 

在图7中生物质锅炉8由外部形状为∏形，内部横截面为方形，四周封闭的炉体，顶部有沼气燃烧室，由一端封闭与沼气燃烧器连接的圆筒体，另一端与炉体水平连接，内部安放高温过热器，炉体一侧安放高温再热器、低温再热器，通过管道将高温再热器与低温再热器串联连接组成再热器组，下部安放省煤器、空气预热器，一侧通过方形管道与电子除尘器连接，电子除尘器一侧与方形排烟口连接；炉体另一侧由垂直部分生物质燃烧室与25度角烟道部分组成，底部有生物质进料机，炉排，出灰口，生物质燃烧室四周安放水冷壁，上部安放前屏过热器，后屏过热器，25度角烟道内安放低温过热器，通过管道将低温过热器与前屏过热器、后屏过热器串联连接组成过热器组；炉体顶部外侧安放汽包，通过管道将汽包与水冷壁上、下连箱体，高温过热器组进水口，省煤气出水口分别连接，通过管道将变压吸附空分制氧机氧气出口与沼气燃烧器空气进口连接。其中水冷壁由连续排列成平面形圆柱金属管组成的光管式水冷壁或连续排列成平面形圆柱金属管与鳍片组成的膜式水冷壁，上端与上联箱体连接，下端与下联箱体连接，联箱体由圆形金属管两端弧形封头组成，上联箱体通过吊挂装置与 炉体顶部连接。由前屏过热器与后屏过热器，低温过热器组成过热器组，由少圈多支并列蛇形金属管构成与联箱体连接，通过支吊或吊钩装置与炉体顶部连接，由高温再热器，低温再热器组成再热器组，由多圈多支并列蛇形金属管构成与联箱体连接，通过支吊或吊钩装置与炉体内连接。省煤器由多支并列蛇形金属管组成与联箱体连接，通过支吊装置与炉体连接。空气预热器由立方形管箱体与连通风罩组成，管箱体由多支平行直立金属管与上下管板连接组成，下管板通过框架支撑装置与炉体一侧底部连接，炉体另一侧底部通过空气进口与空气预热器出口连接。底部一侧有通用电子除尘器(静电除尘器)与排烟口连接。炉体顶部(外部)汽包为圆筒形筒身与两端封头组成的长圆筒形容器，通过吊箍悬吊与炉体连接，横置在炉体顶部，通过管道(下降管、上升管)与水冷壁联箱体，过热器组、省煤器分别连接，汽包内有通用涡流式汽水旋风分离器与波纹板汽水分离器。 

其中70为通用变压吸附空分制氧机(PSA)， 

在通用变压吸附空分制氧机(PSA)，通过管道将氧气出口与沼气燃烧器氧气进口连接。 

附图8为通用汽轮发电机组，通过管道将高压进气口与生物质锅炉中高温过热器组蒸汽出口、高压排气口与生物质锅炉中再热器组进气口，中压进气口与生物质锅炉中再热器出口，中压排气口与低压进气口分别连成一体。 

附图9为通用冷凝塔。上部一侧通过电路与通用阴极保护器连接，下部一侧通过管道与通用水环抽气机进气口连接。 

在附图10中污水热交换塔11由上、下端封闭的圆筒形塔体，底部正方形烟气进口，顶部有圆形烟气出口，内部安放蛇形污水管，污水管为圆形管外部与方形筋片连接。通过管道将烟气进口与生物质锅炉排烟口连接，通过管道将污水进口与冷凝塔冷却水出口连接，污水出口与产酸塔进水口 连接。 

在图11中中央电子控制器12，中央电子控制器由硬件与软件构成；由电子控制单元ECU，输入电路接口、输出电路接口、各种传感器、控制模块、执行元件组成硬件部分。由支配电子控制单元的各种程序、数据采集、数据计算、数据处理、数据存储、输出控制，系统监控、系统自诊断组成软件部分。通过电子电路将硬件各部分分别联结成一体与软件相互配合构成中央电子控制器。 

其中ECU电子控制单元由GAN总线、A/D转换器、I/O定时器、串口RS232(液晶显示器相连)，USB接口(将数据保存到USB存储设备中)。ECU带有内置电源电路，提供5V稳压电源，保证微处理器、接口电路电压的稳定。输入电路、输入信号由模拟信号、数字信号、(开关信号)，脉冲信号，其中模拟信号经过A/D变换器转换成数字信号后通过ECU中电压电路产生的5V电压进行转换，转换为微处理器接受和处理的信号。微处理器是ECU的核心，由微处理器中央处理器CPU、存储器(RAM/POM/EPROM/EEPROM)、I/O接口、定时器/计数器，通讯接口、A/D和D/A功能器件组成。ECU所使用的是在KeilcI66的集成环境进行编译、仿真、调试。借助于CI66单片机具有的Boot load功能，可以把用Keil编译好的可执行程序代码下载到ECU的程序存储器Fiash中。 

CPU为32位，对整个ECU的控制进行数据的计算处理，信号的检测监控，信息的存储和管理信号的输出和反馈，以及自诊断多采用集中控制。输出电路，由显示器驱动电路，电磁线圈驱动电路，控制电机驱动电路，继电器驱动电路；电磁阀门驱动电路，电子开关驱动电路组成。微处理器所发出的指令电压为5v，需要通过放大器处理后再输出到执行机构完成所需要控制系统的控制功能。 

通过电路和无线传输将分离塔、产酸塔、产甲烷塔、好氧塔、回灌井、取水井、地热换热塔、生物质锅炉、汽轮发电机、冷凝塔、污水热交换塔 中的传感器、数据采集模块、电动电磁阀、机械驱动电路、开关电路分别与中央电子控制器连成一体。 

通过管道将分离塔出水口14与冷凝塔冷却水进口85，分离塔浓缩液出口16与产酸塔水封进料机18进料口连接；通过管道将产酸塔出水口21与产甲烷塔进水口24连接；通过管道将产甲烷塔出水口25与好氧塔进水口30，产甲烷塔沼气出口26与好氧塔沼气纯化器37沼气进口分别连接；通过管道将好氧塔出水口31与回灌井5进水口，好氧塔出水口32与超临界水氧化反应器39进水口，好氧塔氧气进口34与膜组空分制氧机38氧气出口分别连接；通过管道将地热换热塔进水管40与取水井6出水口，地热换热塔出水管41与回灌井5进水口，地热换热塔进水管42与冷凝塔冷凝水出口84，地热换热塔出水管43与生物质锅炉省煤器61进水口分别连接；通过管道将汽轮发电机高压进气口74与生物质锅炉高温过热器64蒸汽出口，汽轮发电机高压排气口75与生物质锅炉低温再热器62蒸汽进口，生物质锅炉高温再热器63蒸汽出口与汽轮发电机中压进气口76分别连接，通过管道将汽轮发电机中压排气口77与低压进气口78连接，通过管道将汽轮发电机泛气出口79与冷凝塔泛气进口83连接；通过管道将冷凝塔冷却水出口86与污水热交换塔污水进口91连接；通过管道将污水热交换塔污水出口92与产酸塔进水口20连接，通过管道将污水热交换塔烟气进口94与生物质锅炉排烟口60连接。 

实施例1以1000万人口城市实施生物质可再生能源环保生态智能发电装置，为住宅、商业、工业、农业、交通提供电力工程为例主要技术参数设计如下： 

总装机容量100万KW，年发电时间6000小时，年发电量60亿度，年燃烧消耗生物质燃料120万吨(相当于粮食生产地区一个县全年秸杆生产量的1/3)，年污染有害物质排放量(烟尘、SO_x、NO_x、CO₂、CnHm、CO、干 烟气)比同等燃煤火力发电减少90％，年固体生物质灰排放量1.7万吨全部返回农田再生利用。其中年二氧化碳CO₂减排80万吨，二氧化硫SO₂减排8.5万吨，烟尘减排10万吨，年转化利用城市生活污水3亿立方米，有机厨余生物质垃圾废弃物36万吨，年开发利用地下热能量2284万GJ，地热田地下面积5×6＝30平方公里，其中取水井15口，井深3000米，回灌井15口，井深2500米，取水井水温90℃，各井之间与发电装置通过恒温输送管道连接，年节省标煤300万吨，节省生活用水2400万吨，发电成本每度电0.17元人民币。 

锅炉设计：高温高压水冷振动炉排生物质锅炉，一次中间再热凝汽式。蒸发量4000t/h，蒸汽压力25Mpa，主蒸汽再热蒸汽温度600/600℃，给水温度300℃，空气预热温度400℃，排烟温度20℃，冷却水温度(管道生活污水)4-8℃，锅炉热效率99％，负荷调节1-100％，生物质燃料燃烧温度800℃，生物质沼气燃烧温度1900℃，生物质燃料消耗量100g/(kw.h)，地热水水温90℃，机组能源热效率99％，生物质燃料热值14351/KJ/kg含水率15％。 

汽轮机参数：高温高压单缸、冲动、凝汽式，总功率100万KW，蒸汽流量800t/h，主蒸汽再热蒸汽温度600/600℃，冷凝器压力3.5Mpa，转速3000r/min。 

发电机参数：总功率100万KW，转速3000r/min，频率50H_z，定子电压20KV，功率因数0.8COSψ，极数2，相数三，定子接法Δ，励磁方式IGBT可调可控励磁。 

实施例2以2000万人口工业、农业生产地区实施生物质可再生能源环保生态智能发电装置，为住宅、商业、工业、农业、交通提供电力工程为例主要技术参数设计如下： 

发电能力2000兆瓦(峰值功率)年发电量120亿度，总装机容量200 万KW，年发电时间6000小时，年燃烧消耗生物质燃料240万吨(相当于粮食生产地区一个县年秸杆生产量的2/3)，年污染物质总排放量(烟尘、SO_x、NO_x、CO₂、CnHm、CO、干烟气)比同等燃煤火力发电减少90％，年固体生物质灰排放量3.4万吨全部返回农田再生利用。年转化利用生产生活污、废水6亿立方米，有机垃圾废弃物质80万吨，年开发利用地下热能量4568万GJ，地下地热田面积60平方公里，取水井30口，井深3000米，回灌井30口，井深3000米，取水井水温90-105℃，各井与发电装置之间，通过恒温输送管道连接。年节省标煤600万吨，年节省生活用水5000万吨，每度电发电成本0.17元人民币。 

锅炉设计：高温高压生物质水冷振动炉排锅炉，一次中间再热冷凝式。蒸发量8000t/h，蒸汽压力25Mpa，主蒸汽再热蒸汽温度600/600℃，给水温度300℃，空气预热温度400℃，排烟温度20℃，冷却水温度(生产生活废污水)4-8℃，锅炉热效率99％，负荷调节1-100％，生物质燃料燃烧温度800℃，生物质沼气燃烧温度1900℃，生物质燃料燃烧消耗量100g/(kw.h)，地热水温度90-105℃，机组能源热效率99％，生物质燃料热值14351KJ/kg，含水率15％。 

汽轮机参数：高温高压、单缸、冲动、冷凝式，总功率200万kw，蒸汽流量1500t/h，冷凝器压力3.5Mpa，给水温度300℃，转速3000r/min。 

发电机参数：总功率200万KW，转速3000r/min，频率50H_z，定子电压20KV，功率因数0.8COSψ，极数2，相数三，定子接法Δ，励磁方式可控硅静止可调励磁。 

Claims (5)

1.生物质可再生能源环保生态智能发电装置，由分离塔(1)、产酸塔(2)、产甲烷塔(3)、好氧塔(4)、回灌井(5)、取水井(6)、地热换热塔(7)、生物质锅炉(8)、汽轮发电机(9)、冷凝塔(10)、污水热交换塔(11)、中央电子控制器(12)分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保生态智能发电装置，其特征是：通过管道将分离塔出水口(14)与冷凝塔冷却水进口(85)，分离塔浓缩液出口(16)与产酸塔水封进料机(18)进料口连接；通过管道将产酸塔出水口(21)与产甲烷塔进水口(24)连接；通过管道将产甲烷塔出水口(25)与好氧塔进水口(30)，产甲烷塔沼气出口(26)与好氧塔沼气纯化器(37)沼气进口分别连接；通过管道将好氧塔出水口(31)与回灌井(5)进水口，好氧塔出水口(32)与超临界水氧化反应器(39)进水口，好氧塔氧气进口(34)与膜组空分制氧机(38)氧气出口分别连接；通过管道将地热换热塔进水管(40)与取水井(6)出水口，地热换热塔出水管(41)与回灌井(5)进水口，地热换热塔进水管(42)与冷凝塔冷凝水出口(84)，地热换热塔出水管(43)与生物质锅炉省煤器(61)进水口分别连接；通过管道将汽轮发电机高压进气口(74)与生物质锅炉高温过热器(64)蒸汽出口，汽轮发电机高压排气口(75)与生物质锅炉低温再热器(62)蒸汽进口，生物质锅炉高温再热器(63)蒸汽出口与汽轮发电机中压进气口(76)分别连接，通过管道将汽轮发电机中压排气口(77)与低压进气口(78)连接，通过管道将汽轮发电机泛气出口(79)与冷凝塔泛气进口(83)连接；通过管道将冷凝塔冷却水出口(86)与污水热交换塔污水进口(91)连接；通过管道将污水热交换塔污水出口(92)与产酸塔进水口(20)连接，通过管道将污水热交换塔烟气进口(94)与生物质锅炉排烟口(60)连接。

2.根据权利要求1所述的生物质可再生能源环保生态智能发电装置，其特征是：产酸塔(2)包括上、下端封闭的圆筒形塔体(23)顶部有排气口(22)，底部一侧有出水口(21)，顶部一侧有进水口(20)，下部一侧有水封进料机(18)，底部有水封出料机(19)，其中水封进料机由顶部两端面开口圆筒状U形金属管，底部两个管内分别垂直安放两只有螺旋筋片互为相反推进方向的推进杆，底部分别与两只转向互为相反电机连接，其中U形金属管的一侧安放在塔体内侧，通过管壁与塔体连接；水封出料机由两端面开口圆筒状J形金属管，一侧与塔体底部连接相通，管内平行安放螺旋筋片推进杆，一端通过管壁与电机连接。

3.根据权利要求1所述的生物质可再生能源环保生态智能发电装置，其特征是：产甲烷塔(3)包括上、下端封闭的圆筒形塔体(29)，顶部有沼气出口(26)，底部有进水口(24)，上部一侧有出水口(25)，塔体内垂直安放圆筒形导流管(27)，导流管内安放填料(28)，其中填料由聚乙烯树脂、碳、铁、磷、钾、陶土矿物质，钠、锌、镍、钴、钼、锰微量无素，发泡剂，增塑剂，稳定剂组成的原料，经搅拌、混合、冷却加入单螺杆聚乙烯发泡颗粒挤出机挤出，冷却成圆球体，表面布满微孔的球形填料。

4.根据权利要求1所述的生物质可再生能源环保生态智能发电装置，其特征是：生物质锅炉(8)由外部形状为II形，内部横截面为方形，四周封闭的炉体(69)，顶部有沼气燃烧室(53)，由一端封闭与沼气燃烧器(52)连接的圆筒体，另一端与炉体水平连接，内部安放高温过热器(64)，炉体一侧安放高温再热器(63)，低温再热器(62)，通过管道将高温再热器与低温再热器串连连接组成再热器组，下部安放省煤器(61)，空气预热器(58)，一侧通过方形管道与电子除器(59)连接，电子除尘器一侧与方形排烟口(60)连接；炉体另一侧由垂直部分生物质燃烧室(51)与25度角烟道部分组成，底部有生物质进料机(50)，炉排(56)，出灰口(57)，生物质燃烧室四周安放水冷壁(54)，上部安放前屏过热器(67)，后屏过热器(66)，25度角烟道内安放低温过热器(65)，通过管道将低温过热器与前屏过热器、后屏过热器串联连接组成过热器组；炉体顶部外侧安放汽包55，通过管道将汽包与水冷壁上、下连箱体，高温过热器组进水口，省煤器(61)出水口分别连接，通过管道将变压吸附空分制氧机(70)氧气出口与沼气燃烧器(52)空气进口连接。

5.根据权利要求1所述的生物质可再生能源环保生态智能发电装置，其特征是：污水热交换塔(11)由上、下端封闭的圆筒形塔体(96)，底部有正方形烟气进口(94)，顶部有圆形烟气出口(95)，内部安放蛇形污水管(93)，污水管为圆形管外部与方形筋片连接。