本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前分布式能源市場(chǎng)中的中小型沼氣發(fā)電領(lǐng)域，存在如下問(wèn)題：1. 沼氣產(chǎn)量受氣候變化影響較大，若氣溫過(guò)低，厭氧發(fā)酵反應(yīng)緩慢，產(chǎn)氣量大幅降低，使發(fā)電受到影響；2. 沼氣原料數(shù)量受季節(jié)因素影響大，春夏季原材料少，往往難以滿足用量要求，導(dǎo)致沼氣產(chǎn)量下滑，使發(fā)電受到影響；3. 目前的沼氣發(fā)電項(xiàng)目，大多采用單臺(tái)或多臺(tái)大型發(fā)電機(jī)組，投資成本高，且由于供氣量波動(dòng)，常常在低負(fù)荷運(yùn)行，效率降低。 4. 大型發(fā)電機(jī)組一旦損壞，必須整機(jī)停止發(fā)電，進(jìn)行設(shè)備維修，對(duì)正常生產(chǎn)生活造成不便；5. 大型發(fā)電機(jī)組維修周期長(zhǎng)，備品備件價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型的目的：為了提供一種效果更好的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，具體目的見(jiàn)具體實(shí)施部分的多個(gè)實(shí)質(zhì)技術(shù)效果。

為了達(dá)到如上目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案：

一種生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包含沼氣生產(chǎn)設(shè)備，沼氣生產(chǎn)設(shè)備通過(guò)管道連接沼氣提純?cè)O(shè)備，沼氣提純?cè)O(shè)備通過(guò)管道連接儲(chǔ)存設(shè)備，儲(chǔ)存設(shè)備的管道連接穩(wěn)壓設(shè)備，穩(wěn)壓設(shè)備的管道出口連接發(fā)電部分；發(fā)電部分為模塊化發(fā)電機(jī)組，模塊化發(fā)電機(jī)組包含發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)為沼氣發(fā)電設(shè)備，模塊化發(fā)電機(jī)組的廢氣管道和廢水管道連接沼氣發(fā)酵罐或余熱回用裝置。

本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述發(fā)電部分分別連接用戶和城鎮(zhèn)電網(wǎng)。

本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述儲(chǔ)存設(shè)備為儲(chǔ)氣罐或者柔性儲(chǔ)氣柜。

本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述穩(wěn)壓設(shè)備為沼氣火炬、安全閥、穩(wěn)壓閥、沼氣壓縮機(jī)或者天然氣壓縮機(jī)。

采用如上技術(shù)方案的本實(shí)用新型，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果：本實(shí)用新型具有能提高發(fā)酵溫度、使沼氣發(fā)酵罐的發(fā)酵溫度一年四季穩(wěn)定在最佳產(chǎn)氣工藝要求范圍內(nèi)、投資成本低、運(yùn)行成本低、維修成本低、運(yùn)行可靠、在線維修、維護(hù)保養(yǎng)量小等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型的原理示意圖；

圖2是圖1所示的模塊化發(fā)電機(jī)組部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-沼氣生產(chǎn)設(shè)備、2-沼氣提純?cè)O(shè)備3-、儲(chǔ)存設(shè)備、4-穩(wěn)壓設(shè)備、5-模塊化發(fā)電機(jī)組、6-并網(wǎng)控制柜、7-余熱回用裝置、8-用戶、9-城鎮(zhèn)電網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制：

一種生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包含沼氣生產(chǎn)設(shè)備，沼氣生產(chǎn)設(shè)備通過(guò)管道連接沼氣提純?cè)O(shè)備，沼氣提純?cè)O(shè)備通過(guò)管道連接儲(chǔ)存設(shè)備，儲(chǔ)存設(shè)備的管道連接穩(wěn)壓設(shè)備，穩(wěn)壓設(shè)備的管道出口連接發(fā)電部分；發(fā)電部分為模塊化發(fā)電機(jī)組，模塊化發(fā)電機(jī)組包含發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)為沼氣發(fā)電設(shè)備，模塊化發(fā)電機(jī)組的廢氣管道和廢水管道連接沼氣發(fā)酵罐或余熱回用裝置。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為如下：沼氣生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的沼氣，通往沼氣提純?cè)O(shè)備，經(jīng)提純的沼氣或生物質(zhì)天然氣通往存儲(chǔ)設(shè)備儲(chǔ)存，通過(guò)穩(wěn)壓設(shè)備調(diào)整壓力。經(jīng)過(guò)提純、穩(wěn)壓的沼氣或生物質(zhì)天然氣通往模塊化發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

所述的沼氣生產(chǎn)設(shè)備包含但不限于污泥發(fā)酵、生活垃圾發(fā)酵、工業(yè)廢水廢渣發(fā)酵、農(nóng)業(yè)秸稈發(fā)酵、人畜糞便發(fā)酵等。

所述的沼氣提純?cè)O(shè)備工藝包含但不限于脫硫、脫水、膜分離法、水洗法、變壓吸附法、低溫冷凝法，可選一種方法或多種方法綜合處理。粗沼氣經(jīng)過(guò)提純，即可制成脫水脫硫的沼氣燃料也可制成CH4含量較高生物質(zhì)天然氣。

所述的沼氣儲(chǔ)存設(shè)備包含但不限于儲(chǔ)氣罐、柔性儲(chǔ)氣柜等。

所述的穩(wěn)壓設(shè)備包含但不限于沼氣火炬、安全閥、穩(wěn)壓閥、沼氣壓縮機(jī)、天然氣壓縮機(jī)等。

所述的模塊化發(fā)電機(jī)組由多個(gè)發(fā)電模塊組成.模塊化發(fā)電機(jī)組中，單臺(tái)模塊運(yùn)行或多臺(tái)發(fā)電模塊并機(jī)運(yùn)行。

發(fā)電模塊由發(fā)電機(jī)、同步電子調(diào)速器組成。

所述的發(fā)電機(jī)包含但不限于沼氣發(fā)電機(jī)、天然氣發(fā)電機(jī)。

所述的同步電子調(diào)速器以電網(wǎng)相序參數(shù)為依據(jù)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電力與電網(wǎng)相一致，避免對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。包含但不限于天然氣發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、沼氣發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、汽油發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、柴油發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、甲醇發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器等。

所述的發(fā)電模塊控制系統(tǒng)根據(jù)燃?xì)釩H4組分含量、燃?xì)夤?yīng)壓力、流量及負(fù)載電力需求，調(diào)節(jié)發(fā)電模塊開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和功率。

所述的并網(wǎng)控制柜將模塊化發(fā)電機(jī)組發(fā)出電力與電網(wǎng)電力一同并入用戶。利用并網(wǎng)控制柜可選擇優(yōu)先使用自發(fā)電力，不足的部分從電網(wǎng)下電。

所述的沼氣發(fā)酵罐或余熱回用裝置將模塊化發(fā)電機(jī)組發(fā)電產(chǎn)生的尾氣收集起來(lái)，與沼氣生產(chǎn)設(shè)備連接、換熱，提高厭氧發(fā)酵溫度，提升產(chǎn)氣效率。

開(kāi)創(chuàng)性地，以上各個(gè)效果獨(dú)立存在，還能用一套結(jié)構(gòu)完成上述結(jié)果的結(jié)合。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選和非必要的拓展，將沼氣生產(chǎn)設(shè)備通過(guò)管道連接至沼氣提純?cè)O(shè)備。經(jīng)提純的沼氣通往存儲(chǔ)設(shè)備儲(chǔ)存。再將存儲(chǔ)設(shè)備連接至穩(wěn)壓設(shè)備提高或降低壓力。將穩(wěn)壓設(shè)備連接至模塊化發(fā)電機(jī)組為模塊化發(fā)電機(jī)組提供燃料，進(jìn)行發(fā)電。模塊化發(fā)電機(jī)組由多個(gè)發(fā)電模塊組成，每個(gè)發(fā)電模塊均包含一套發(fā)電機(jī)、一套同步電子調(diào)速器。采用采用一套發(fā)電模塊控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)各發(fā)電模塊之間的協(xié)同關(guān)系。發(fā)電機(jī)利用沼氣或天然氣燃燒做功發(fā)出電力，同步電子調(diào)速器根據(jù)電網(wǎng)相序調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電力與電網(wǎng)相一致。發(fā)電模塊控制系統(tǒng)，根據(jù)燃?xì)釩H4組分含量、燃?xì)夤?yīng)壓力、流量及負(fù)載電力需求，調(diào)節(jié)發(fā)電模塊運(yùn)行參數(shù)、開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和功率。利用電纜將各發(fā)電模塊電路并聯(lián)，產(chǎn)出的電能經(jīng)并網(wǎng)控制柜輸送至用戶，利用管道將發(fā)電模塊尾氣排氣裝置并聯(lián)，集中連接至熱回收裝置，熱回收裝置與沼氣生產(chǎn)設(shè)備連接，進(jìn)行換熱，加熱沼氣生產(chǎn)設(shè)備。若沼氣生產(chǎn)設(shè)備的厭氧發(fā)酵溫度在10-60℃合理范圍，則余熱可排放或另為他用。沼氣生產(chǎn)設(shè)備發(fā)酵殘余的沼渣可做有機(jī)肥，沼液可回用至沼氣生產(chǎn)設(shè)備，幫助發(fā)酵。

實(shí)際工作中，沼氣生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的粗沼氣，可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重?zé)N等氣體；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等氣體。在沼氣成分中甲烷含量為55%～70%、二氧化碳含量為28%～44%、硫化氫平均含量為0.034%，出口壓力在0-10Kpa。

粗沼氣通往沼氣提純?cè)O(shè)備，經(jīng)提純的沼氣通往存儲(chǔ)設(shè)備儲(chǔ)存。粗沼氣經(jīng)過(guò)提純?cè)O(shè)備脫水、脫硫，便可用于模塊化發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，此時(shí)模塊化發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)需用沼氣專用發(fā)電機(jī)。也可在脫水、脫硫后采用膜分離或變壓吸附等方法將甲烷含量為55%～70%的粗沼氣變?yōu)?0%以上的生物質(zhì)天然氣，再用于模塊化發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，此時(shí)模塊化發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)需用天然氣專用發(fā)電機(jī)。

在需要發(fā)電的時(shí)候，使用穩(wěn)壓設(shè)備，根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)要求，提高或降低生物質(zhì)天然氣的壓力，供往模塊化發(fā)電機(jī)組。模塊化發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)利用沼氣或天然氣燃燒做功發(fā)出電力，同步電子調(diào)速器根據(jù)電網(wǎng)相序調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電力與電網(wǎng)相一致。發(fā)電模塊控制系統(tǒng)，根據(jù)燃?xì)釩H4組分含量、燃?xì)夤?yīng)壓力、流量及負(fù)載電力需求，調(diào)節(jié)發(fā)電模塊運(yùn)行參數(shù)、開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和功率。模塊化發(fā)電機(jī)組產(chǎn)出的電能經(jīng)并網(wǎng)控制柜輸送至用戶，模塊化發(fā)電機(jī)組產(chǎn)出的熱能經(jīng)余熱回用裝置加熱沼氣生產(chǎn)設(shè)備，若沼氣生產(chǎn)設(shè)備的厭氧發(fā)酵溫度在10-60℃合理范圍，則余熱可排放或另為他用。沼氣生產(chǎn)設(shè)備發(fā)酵殘余的沼渣可做有機(jī)肥，沼液可回用至沼氣生產(chǎn)設(shè)備，幫助發(fā)酵。

以20萬(wàn)t/天污水處理量的污水處理廠為例，污泥產(chǎn)生量為150t/天，生產(chǎn)周期25天，沼氣生產(chǎn)設(shè)備總?cè)莘e4500m3，產(chǎn)沼氣量為900-1200m3/天，沼氣甲烷含量約為52%，沼氣壓力為8-10kpa。沼氣接入沼氣提純?cè)O(shè)備，可配置為1500m3/天處理量的脫水塔、脫硫塔。經(jīng)過(guò)脫水、脫硫處理的沼氣，通入2000m3雙膜儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存。再經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備穩(wěn)壓閥穩(wěn)定沼氣壓力，后通入模塊化發(fā)電機(jī)組。模塊化發(fā)電機(jī)組由兩臺(tái)40kw的發(fā)電模塊組成。每臺(tái)發(fā)電模塊均配置一臺(tái)40kw的沼氣發(fā)電機(jī)及同步電子調(diào)速器。發(fā)電模塊控制系統(tǒng)根據(jù)燃?xì)釩H4組分含量、流量及負(fù)載電力需求，調(diào)節(jié)發(fā)電模塊運(yùn)行參數(shù)、開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和功率。模塊化發(fā)電機(jī)組產(chǎn)出的電能經(jīng)并網(wǎng)控制柜輸送至用戶，模塊化發(fā)電機(jī)組產(chǎn)出的熱能經(jīng)余熱回用裝置加熱沼氣生產(chǎn)設(shè)備，使沼氣生產(chǎn)設(shè)備的厭氧發(fā)酵溫度維持在35-38℃，此溫度經(jīng)濟(jì)性較好。沼氣生產(chǎn)設(shè)備發(fā)酵殘余的沼渣可做有機(jī)肥，沼液可回用至沼氣生產(chǎn)設(shè)備，幫助發(fā)酵。

此種方式避免了使用大型沼氣發(fā)電機(jī)組的問(wèn)題：1. 余熱回用裝置使發(fā)酵溫度保持在合理范圍，沼氣產(chǎn)量受氣候變化影響減小，保證厭氧發(fā)酵反應(yīng)的連續(xù)性，為保證發(fā)電量提供必要條件；2. 模塊化發(fā)電機(jī)組采用多臺(tái)小型發(fā)電模塊并聯(lián)，顯著降低初投資成本，3. 在供氣量波動(dòng)或電力負(fù)荷需求降低時(shí)，可以利用發(fā)電模塊控制系統(tǒng)，關(guān)閉模塊化發(fā)電機(jī)組中的單臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電模塊，不影響發(fā)電效率，而大型發(fā)電機(jī)組在降低輸出功率時(shí)，效率會(huì)隨之降低。 4. 模塊化發(fā)電機(jī)組設(shè)備維修時(shí)，只需單獨(dú)切斷有故障發(fā)電模塊，無(wú)論拆除、維修、更換，對(duì)其余模塊并無(wú)影響，避免了因維修原因?qū)е麻L(zhǎng)時(shí)間停電；5.模塊化發(fā)電機(jī)組維修周期短，小型發(fā)電機(jī)技術(shù)成熟，零配件便于采購(gòu)，備品備件價(jià)格低廉，維護(hù)成本低。

作為非必要的拓展，沼氣生產(chǎn)設(shè)備可以是沼氣池，沼氣池上包含蓋子，蓋子中空，中空的腔體包含朝下的孔，腔體邊側(cè)伸出管道，朝下的孔均布在蓋子的面上，因此能從多個(gè)角度和部位對(duì)沼氣進(jìn)行抽取。

以上結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果實(shí)現(xiàn)清晰，如果不考慮附加的技術(shù)方案，本專利名稱還可以是一種生物能利用結(jié)構(gòu)。圖中未示出部分細(xì)節(jié)。

需要說(shuō)明的是，本專利提供的多個(gè)方案包含本身的基本方案，相互獨(dú)立，并不相互制約，但是其也可以在不沖突的情況下相互組合，達(dá)到多個(gè)效果共同實(shí)現(xiàn)。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的范圍內(nèi)。