生物質(zhì)氣分布式供能裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)氣分布式供能裝置，具體地說是一種能夠提高能源利用效率的生物質(zhì)氣分布式供能裝置，包括配氣單元、動力單元、發(fā)電單元以及余熱利用單元，其特征在于配氣單元為動力單元提供能源，動力單元與發(fā)電單元相連接，配氣單元設(shè)有兩條以上的配氣管路，其中每條配齊管路包括氣體過濾器、與氣體過濾器相連接的單向閥、與單向閥輸出端經(jīng)管道相連接的儲氣罐，其中管道上設(shè)有流量計，還設(shè)有數(shù)據(jù)控制器，數(shù)據(jù)控制器與動力單元相連接，動力單元中設(shè)有發(fā)動機(jī)，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠有效提高能源利用效率，具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡便、使用安全等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】生物質(zhì)氣分布式供能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及能源利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種能夠提高能源利用效率的生物質(zhì)氣分布式供能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電網(wǎng)集中供電的模式缺乏靈活性，出現(xiàn)故障會造成大面積的停電，影響人們正常的社會生活，在這種情況下，分布式供能系統(tǒng)開始逐漸的被廣泛應(yīng)用，它成為了集中供電、供熱模式下不可缺少的補(bǔ)充。而相對于美國日本歐洲等國家，我國在分布式供能系統(tǒng)的研究領(lǐng)域還處于起步階段，只在北京、上海、廣州等地區(qū)進(jìn)行了一些冷熱電三聯(lián)產(chǎn)(CCHP)分布式供能系統(tǒng)的示范性項目的建設(shè)，但主要是以天然氣為能源、燃?xì)廨啓C(jī)為動力的分布式供能系統(tǒng)。我國生物質(zhì)能的利用剛剛起步，以生物質(zhì)氣為燃料的分布式供能系統(tǒng)處于研究中，國內(nèi)現(xiàn)在并無生物質(zhì)分布式供能系統(tǒng)實(shí)物臺架，而目前對于以內(nèi)燃機(jī)為原動力的分布式供能系統(tǒng)研究較少，而在余熱回收具體工程上由于其余熱利用的復(fù)雜性研究也較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出一種將生物質(zhì)氣內(nèi)燃機(jī)與分布式供能系統(tǒng)相結(jié)合，具有可操作性的生物質(zhì)氣分布式供能裝置。
[0004]本實(shí)用新型可以通過以下措施達(dá)到:
[0005]一種生物質(zhì)氣內(nèi)燃機(jī)分布式供能裝置，包括配氣單元、動力單元、發(fā)電單元以及余熱利用單元，其特征在于配氣單元為動力單元提供能源，動力單元與發(fā)電單元相連接，配氣單元設(shè)有氣體過濾器、與氣體過濾器相連接的單向閥、與單向閥輸出端經(jīng)管道相連接的儲氣罐，其中管道上設(shè)有流量計，還設(shè)有數(shù)據(jù)控制器，數(shù)據(jù)控制器與動力單元相連接，動力單元中設(shè)有發(fā)動機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型動力單元中設(shè)有水冷循環(huán)機(jī)構(gòu)以及用于排出廢氣的氣體排出管道，余熱利用單元中對應(yīng)設(shè)有液液換熱器以及氣液換熱器，用于實(shí)現(xiàn)對動力單元中余熱的利用。
[0007]本實(shí)用新型中發(fā)電機(jī)的輸出端可以連接有發(fā)熱用電阻，完成電能熱能的轉(zhuǎn)換。
[0008]本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)控制器包括工控機(jī)以及分別與工控機(jī)相連接的測功機(jī)、油耗儀、溫度傳感器、壓力傳感器、水溫恒溫控制電路、流量計、氣體排放分析儀，其中測功機(jī)、油耗儀、溫度傳感器、壓力傳感器、水溫恒溫控制電路、流量計、氣體排放分析儀的數(shù)據(jù)輸入端分別與動力單元相連接。
[0009]本實(shí)用新型中的配氣單元用于配制出不同空燃比ER (生物質(zhì)氣化時，單位質(zhì)量的生物質(zhì)消耗的空氣量與其理論空燃比的比值)下，各種組分比例的生物質(zhì)氣；動力單元設(shè)有內(nèi)燃機(jī)等動力機(jī)構(gòu)，并在數(shù)據(jù)控制器中設(shè)有具備測量內(nèi)燃機(jī)性能參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備；發(fā)電單元的主體設(shè)備為同步發(fā)電機(jī)和電負(fù)荷，可另配電壓、電流測量儀器等輔助設(shè)備，余熱利用單元分為冷卻水余熱利用和排氣余熱利用兩部分。冷卻水余熱利用的同時需要保證內(nèi)燃機(jī)的正常工作，需要注意控制冷卻水溫度在合理范圍。同樣排氣余熱利用時也需要注意換熱對內(nèi)燃機(jī)的影響。合理的控制余熱系統(tǒng)，到達(dá)充分利用余熱的目的。
[0010]本實(shí)用新型使用時，配氣單元按照組分比例配制出生物質(zhì)氣，生物質(zhì)氣主要包含一氧化碳、氫氣、甲烷、乙烯、氮?dú)?、二氧化碳這六種種氣體，此外還有少量其他組分氣體如乙烷、丙烷等，將六種氣體通過氣體過濾器過濾之后，經(jīng)過單向閥(防止氣體回流)，再通過流量控制器(流量計)控制各種氣體組分的比例，最后通入混氣罐得到按比例配制的生物質(zhì)氣，動力單元采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)作為分布式供能系統(tǒng)的原動機(jī)，該燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)為東風(fēng)D系列的天然氣內(nèi)燃機(jī)，燃料使用配氣系統(tǒng)配制的生物質(zhì)氣，測功機(jī)選用CW160電渦流測功機(jī)，該儀器勵磁電源為DC180V，電流為DC5A，它的額定吸收功率為160kW，額定扭矩為600 N-m,最高額定轉(zhuǎn)速為2600r/min,最高轉(zhuǎn)速為6000r/min。該電潤流測功機(jī)用于對轉(zhuǎn)速、扭矩和功率等性能參數(shù)的測量，內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)采用啟東紅鑫測功器有限公司生產(chǎn)的SLX-2000內(nèi)燃機(jī)水溫恒溫控制系統(tǒng)，對水溫控制范圍在20-130°C，精度在2°C內(nèi)，排放分析儀選用日本HORIBA公司的MEXA7200D分析儀，可以測量分析N0x、C0、C02、HC以及CH4等氣體，油耗儀的型號為FCM04，氣體流量計優(yōu)選型號為JY-LUGB。
[0011]本實(shí)用新型中發(fā)電單元內(nèi)的發(fā)電機(jī)選取無刷旋轉(zhuǎn)磁極交流同步發(fā)電機(jī)，功率的范圍在20?40kW，優(yōu)選為T2S-30-4同步發(fā)電機(jī)，額定功率30kW，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，頻率50Hz，額定電壓400V，額定電流為54.3A。
[0012]本實(shí)用新型中余熱利用單元由于內(nèi)燃機(jī)的冷卻和排氣兩部分流體溫度和狀態(tài)不同，根據(jù)工作溫度的不同將余熱利用部分分別采用兩種換熱器進(jìn)行換熱，一個為液-液換熱器用于內(nèi)燃機(jī)冷卻水的換熱；另一個為氣-液換熱器用于內(nèi)燃機(jī)排氣的換熱；其中液-液換熱器選用板式換熱器，該換熱器中冷卻系統(tǒng)的熱水從內(nèi)燃機(jī)冷卻水處流出經(jīng)換熱后流回內(nèi)燃機(jī)，冷水側(cè)經(jīng)換熱后升溫至T4用于供生活熱水，氣熱換熱器根據(jù)排氣溫度選用熱管式換熱器。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠有效提高能源利用效率，具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡便、使用安全等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖2是配氣單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖3是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]附圖標(biāo)記:配氣單元1、動力單元2、發(fā)電單元3、余熱利用單元4、數(shù)據(jù)控制器5、氣體過濾器6、單向閥7、儲氣罐8、流量計9、工控機(jī)10、測功機(jī)11、油耗儀12、溫度傳感器13、壓力傳感器14、水溫恒溫控制電路15、氣體排放分析儀16。
[0019]【具體實(shí)施方式】:
[0020]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0021]如附圖1及附圖2所示，本實(shí)用新型提出了一種生物質(zhì)氣內(nèi)燃機(jī)分布式供能裝置，包括配氣單元1、動力單元2、發(fā)電單元3以及余熱利用單元4，其特征在于配氣單元I為動力單元2提供能源，動力單元2與發(fā)電單元3相連接，配氣單元I設(shè)有兩條以上的配氣管路，其中每條配齊管路包括氣體過濾器6、與氣體過濾器6相連接的單向閥7、與單向閥7輸出端經(jīng)管道相連接的儲氣罐8，其中管道上設(shè)有流量計9，還設(shè)有數(shù)據(jù)控制器5，數(shù)據(jù)控制器5與動力單元2相連接,動力單元2中設(shè)有發(fā)動機(jī)。[0022]本實(shí)用新型動力單元2中設(shè)有與余熱利用單元4相連接的水冷循環(huán)機(jī)構(gòu)以及用于排出廢氣的氣體排出管道，余熱利用單元4中對應(yīng)設(shè)有液液換熱器以及氣液換熱器，用于實(shí)現(xiàn)對動力單元中余熱的利用。
[0023]本實(shí)用新型中發(fā)電機(jī)的輸出端可以連接有發(fā)熱用電阻，完成電能熱能的轉(zhuǎn)換。
[0024]如附圖3所示，本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)控制器5包括工控機(jī)10以及分別與工控機(jī)10相連接的測功機(jī)11、油耗儀12、溫度傳感器13、壓力傳感器14、水溫恒溫控制電路15、流量計
9、氣體排放分析儀16，其中測功機(jī)、油耗儀、溫度傳感器、壓力傳感器、水溫恒溫控制電路、流量計、氣體排放分析儀的數(shù)據(jù)輸入端分別與動力單元2相連接。
[0025]本實(shí)用新型中的配氣單元I用于配制出不同空燃比ER (生物質(zhì)氣化時，單位質(zhì)量的生物質(zhì)消耗的空氣量與其理論空燃比的比值)下，各種組分比例的生物質(zhì)氣；動力單元2可以設(shè)有發(fā)動機(jī)如內(nèi)燃機(jī)等動力機(jī)構(gòu)，并在數(shù)據(jù)控制器5中設(shè)有具備測量內(nèi)燃機(jī)性能參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備；發(fā)電單元3的主體設(shè)備為同步發(fā)電機(jī)和電負(fù)荷，可另配電壓、電流測量儀器等輔助設(shè)備，余熱利用單元4分為冷卻水余熱利用和排氣余熱利用兩部分。冷卻水余熱利用的同時需要保證內(nèi)燃機(jī)的正常工作，需要注意控制冷卻水溫度在合理范圍。同樣排氣余熱利用時也需要注意換熱對內(nèi)燃機(jī)的影響。合理的控制余熱系統(tǒng)，到達(dá)充分利用余熱的目的。
[0026]本實(shí)用新型使用時，配氣單元I按照組分比例配制出生物質(zhì)氣，生物質(zhì)氣主要包含一氧化碳、氫氣、甲烷、乙烯、氮?dú)?、二氧化碳這六種種氣體，此外還有少量其他組分氣體如乙烷、丙烷等，將六種氣體通過氣體過濾器過濾之后，經(jīng)過單向閥(防止氣體回流)，再通過流量控制器(流量計)控制各種氣體組分的比例，最后通入混氣罐得到按比例配制的生物質(zhì)氣，動力單元采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)作為分布式供能系統(tǒng)的原動機(jī)，該燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)為東風(fēng)D系列的天然氣內(nèi)燃機(jī)，燃料使用配氣系統(tǒng)配制的生物質(zhì)氣，測功機(jī)選用CW160電渦流測功機(jī)，該儀器勵磁電源為DC180V，電流為DC5A，它的額定吸收功率為160kW，額定扭矩為600 N m ,最高額定轉(zhuǎn)速為2600r/min,最高轉(zhuǎn)速為6000r/min。該電潤流測功機(jī)用于對轉(zhuǎn)速、扭矩和功率等性能參數(shù)的測量，內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)采用啟東紅鑫測功器有限公司生產(chǎn)的SLX-2000內(nèi)燃機(jī)水溫恒溫控制系統(tǒng)，對水溫控制范圍在20-130°C，精度在2°C內(nèi)，排放分析儀選用日本HORIBA公司的MEXA7200D分析儀，可以測量分析N0X、CO、CO2, HC以及CH4等氣體，油耗儀的型號為FCM04，氣體流量計優(yōu)選型號為JY-LUGB。
[0027]本實(shí)用新型中發(fā)電單元2內(nèi)的發(fā)電機(jī)選取無刷旋轉(zhuǎn)磁極交流同步發(fā)電機(jī)，功率的范圍在20?40kW，優(yōu)選為T2S-30-4同步發(fā)電機(jī)，額定功率30kW，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，頻率50Hz，額定電壓400V，額定電流為54.3A。
[0028]本實(shí)用新型中余熱利用單元4由于內(nèi)燃機(jī)的冷卻和排氣兩部分流體溫度和狀態(tài)不同，根據(jù)工作溫度的不同將余熱利用部分分別采用兩種換熱器進(jìn)行換熱，一個為液-液換熱器用于內(nèi)燃機(jī)冷卻水的換熱；另一個為氣-液換熱器用于內(nèi)燃機(jī)排氣的換熱；其中液-液換熱器選用板式換熱器，該換熱器中冷卻系統(tǒng)的熱水從內(nèi)燃機(jī)冷卻水處流出經(jīng)換熱后流回內(nèi)燃機(jī)，冷水側(cè)經(jīng)換熱后升溫用于供生活熱水，氣熱換熱器根據(jù)排氣溫度選用熱管式換熱器。
[0029]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠有效提高能源利用效率，具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡便、使用安全等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)氣分布式供能裝置，包括配氣單元、動力單元、發(fā)電單元以及余熱利用單元，其特征在于配氣單元為動力單元提供能源，動力單元與發(fā)電單元相連接，配氣單元設(shè)有兩條以上的配氣管路，其中每條配齊管路包括氣體過濾器、與氣體過濾器相連接的單向閥、與單向閥輸出端經(jīng)管道相連接的儲氣罐，其中管道上設(shè)有流量計，還設(shè)有數(shù)據(jù)控制器，數(shù)據(jù)控制器與動力單元相連接，動力單元中設(shè)有發(fā)動機(jī)；動力單元中設(shè)有與余熱利用單元相連接的水冷循環(huán)機(jī)構(gòu)以及用于排出廢氣的氣體排出管道，余熱利用單元中對應(yīng)設(shè)有液液換熱器以及氣液換熱器；數(shù)據(jù)控制器包括工控機(jī)以及分別與工控機(jī)相連接的測功機(jī)、油耗儀、溫度傳感器、壓力傳感器、水溫恒溫控制電路、流量計、氣體排放分析儀，其中測功機(jī)、油耗儀、溫度傳感器、壓力傳感器、水溫恒溫控制電路、流量計、氣體排放分析儀的數(shù)據(jù)輸入端分別與動力單元相連接。
【文檔編號】F02B63/04GK203717091SQ201320809356
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】馮向云, 趙孟, 季周盈 申請人:馮向云