本實(shí)用新型涉及生物發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前作為能源來利用生物質(zhì)的方式主要有：生物質(zhì)直燃發(fā)電、生物質(zhì)液化、生物質(zhì)氣化等。

1)生物質(zhì)直燃發(fā)電一般是利用鍋爐設(shè)備采用直接燃燒的方式將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)換為電能的過程，此時(shí)可以是純粹的生物質(zhì)燃燒，也可以是和燃煤等其他燃料在一起混然。作為純燒生物質(zhì)秸稈的電廠，考慮到生物質(zhì)的收集、儲(chǔ)存以及運(yùn)輸?shù)纫蛩?，裝機(jī)容量不可能太大，又由于純燒生物質(zhì)秸稈所帶來的鍋爐腐蝕因素，所以鍋爐換熱面必須采取一定的防腐措施，這些因素導(dǎo)致了這種發(fā)電方式投資巨大，約合12000～13000元/千瓦，而且效率低下，運(yùn)行費(fèi)用較高。

2)生物質(zhì)液化是指采用水解等方式將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料，比如乙醇、柴油等。這種利用方式存在轉(zhuǎn)化效率較低的問題。

3)生物質(zhì)氣化又分為化學(xué)方式和生物方式，化學(xué)方式為在氣化爐內(nèi)通過不完全燃燒的方式將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，然后再利用可燃?xì)怏w去發(fā)電，采用這種方式利用的時(shí)候，氣化爐的轉(zhuǎn)化效率也比較較低；而生物氣化方式為利用微生物發(fā)酵的方式將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣，然后再利用沼氣去發(fā)電，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是投資較小，能獲得大量的有機(jī)肥；但是存在轉(zhuǎn)化速度較小，因此需大型化才能滿足工業(yè)化利用的要求。

公告號(hào)為CN200820079991.7的中國專利，一種生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)，包括沼氣池、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組和壓濾機(jī)，沼氣池通過管道與沼氣凈化器相連通，沼氣凈化器與儲(chǔ)氣柜相連通，儲(chǔ)氣柜通過管道與內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組相連接，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的煙氣管道與余熱鍋爐相連通，余熱鍋爐的煙氣管道返回沼氣池，余熱鍋爐的循環(huán)管道上設(shè)有凝汽器，汽輪發(fā)電機(jī)組位于凝汽器與余熱鍋爐之間的蒸汽管道上，沼氣池的排渣口與壓濾機(jī)相連通，壓濾機(jī)的排液口通往儲(chǔ)液池，儲(chǔ)液池的管道通過凝汽器后返回沼氣池。具有投資小、運(yùn)行費(fèi)用低且轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點(diǎn)，但此種生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中，沼氣池在內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下，通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)怏w，通過對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒進(jìn)行發(fā)電或發(fā)熱，但發(fā)電機(jī)組對(duì)在發(fā)電時(shí)對(duì)可燃?xì)怏w的濃度有要求，當(dāng)可燃?xì)怏w的濃度達(dá)不到發(fā)電機(jī)組所需要的發(fā)電濃度時(shí)，發(fā)電機(jī)組不能夠進(jìn)行發(fā)電，所以需要儲(chǔ)氣柜將可燃性氣體進(jìn)行存儲(chǔ)至一定濃度后再進(jìn)行發(fā)電，但將可燃性氣體存儲(chǔ)至一定濃度后并不能夠自動(dòng)控制將可燃?xì)怏w輸送至內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，還需要人為的控制，遲緩了發(fā)電的時(shí)間，降低了發(fā)電效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)，能夠?qū)?chǔ)氣柜實(shí)現(xiàn)控制，當(dāng)儲(chǔ)氣柜可燃性氣體達(dá)到一定的濃度時(shí)，將其傳遞至內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

本實(shí)用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)，包括沼氣池、儲(chǔ)氣柜和內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，所述的沼氣池、儲(chǔ)氣柜和內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組依次通過輸氣管道連接，其特征是：所述的沼氣池與所述的儲(chǔ)氣柜之間設(shè)置有第一氣泵；所述的儲(chǔ)氣柜與所述的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的管道之間設(shè)置有第一電磁閥；所述的第一電磁閥設(shè)置有控制電路，所述的控制電路用于控制所述電磁閥的開閉以及內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)；所述的控制電路包括采樣裝置，設(shè)置于所述儲(chǔ)氣柜內(nèi)，用于檢測儲(chǔ)氣柜內(nèi)甲烷的濃度，并根據(jù)甲烷濃度輸出采樣電壓；基準(zhǔn)裝置，根據(jù)預(yù)設(shè)的甲烷濃度值，提供一基準(zhǔn)電壓；比較裝置，分別與所述的采樣裝置和基準(zhǔn)裝置耦接，當(dāng)所述的采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；驅(qū)動(dòng)裝置，受控于所述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述的第一電磁閥打開，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)行工作。

通過采用上述技術(shù)方案，沼氣池在內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)怏w，通過管道至儲(chǔ)氣柜，當(dāng)儲(chǔ)氣柜內(nèi)存放的甲烷達(dá)到一定濃度時(shí)通過管道輸至內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，控制電路對(duì)第一電磁閥和內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，當(dāng)采樣裝置檢測到儲(chǔ)氣柜內(nèi)甲烷的濃度達(dá)到一定值時(shí)，控制第一電磁閥打開和內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組工作，甲烷通入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)發(fā)電。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置為，所述的采樣裝置為甲烷濃度傳感器。

通過采用上述技術(shù)方案，甲烷濃度傳感器能夠?qū)淄榈臐舛冗M(jìn)行測量，并根據(jù)其濃度輸出相應(yīng)的采樣電壓。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置為，所述的基準(zhǔn)裝置包括串聯(lián)接地的第一基準(zhǔn)電阻、第二基準(zhǔn)電阻和第三基準(zhǔn)電阻，所述的第一基準(zhǔn)電阻與第二基準(zhǔn)電阻的節(jié)點(diǎn)耦接所述比較裝置。

通過采用上述技術(shù)方案，通過第一基準(zhǔn)電阻、第二基準(zhǔn)電阻和第三基準(zhǔn)電阻進(jìn)行分壓到達(dá)對(duì)比較裝置提供基準(zhǔn)電壓的目的。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置為，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)電阻、第二驅(qū)動(dòng)電阻和驅(qū)動(dòng)三極管，所述的第一驅(qū)動(dòng)電阻和第二驅(qū)動(dòng)電阻串聯(lián)接地，所述的第一驅(qū)動(dòng)電阻和第二驅(qū)動(dòng)電阻的節(jié)點(diǎn)耦接所述驅(qū)動(dòng)三極管的基極。

通過采用上述技術(shù)方案，通過第一驅(qū)動(dòng)電阻和第二驅(qū)動(dòng)電阻進(jìn)行分壓達(dá)到使驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通的目的。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置為，所述的沼氣池和儲(chǔ)氣柜之間設(shè)置有沼氣凈化器。

通過采用上述技術(shù)方案，沼氣池在內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)怏w的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)空氣有污染的氣體，通過沼氣凈化器能夠?qū)φ託獬嘏欧懦鰜淼奈廴拘詺怏w進(jìn)行排放。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置為，所述的比較裝置為電壓比較器。

通過采用上述技術(shù)方案，電壓比較器能夠起到對(duì)電壓進(jìn)行比較的作用。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置為，所述的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)還包括余熱鍋爐，所述的余熱鍋爐與所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的煙霧管道連接，所述的余熱鍋爐內(nèi)部設(shè)置有水加熱管路。

通過采用上述技術(shù)方案，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組在發(fā)電的過程中會(huì)產(chǎn)生煙霧，而且煙霧會(huì)有較高的溫度，通過將煙霧連接至余熱鍋爐可使其對(duì)余熱鍋爐內(nèi)的水加熱管路進(jìn)行加熱，增加甲烷的燃燒利用率。

本實(shí)用新型可進(jìn)一步設(shè)置為，所述的水加熱管路包括兩條，一條連至用戶，另一條連回至沼氣池。

通過采用上述技術(shù)方案，在余熱鍋爐加熱的水經(jīng)過一條管路連接至用戶對(duì)其進(jìn)行供暖，另一條連回至沼氣池進(jìn)行補(bǔ)水和加溫，使微生物在發(fā)酵時(shí)處于一個(gè)適宜的溫度。

綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

沼氣池在內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)怏w，通過管道至儲(chǔ)氣柜，當(dāng)儲(chǔ)氣柜內(nèi)存放的甲烷達(dá)到一定濃度時(shí)通過管道輸至內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，控制電路對(duì)第一電磁閥和內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，當(dāng)采樣裝置檢測到儲(chǔ)氣柜內(nèi)甲烷的濃度達(dá)到一定值時(shí)，控制第一電磁閥打開和內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組工作，甲烷通入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組進(jìn)發(fā)電，沼氣池和儲(chǔ)氣柜之間設(shè)置有沼氣凈化器，沼氣池在內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)怏w的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)空氣有污染的氣體，通過沼氣凈化器能夠?qū)φ託獬嘏欧懦鰜淼奈廴拘詺怏w進(jìn)行排放，水加熱管路包括兩條，一條連至用戶，另一條連回至沼氣池，在余熱鍋爐加熱的水經(jīng)過一條管路連接至用戶對(duì)其進(jìn)行供暖，另一條連回至沼氣池進(jìn)行補(bǔ)水和加溫，使微生物在發(fā)酵時(shí)處于一個(gè)適宜的溫度。

附圖說明

圖1是生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，110、沼氣池；111、第一氣泵；120、沼氣凈化器；130、儲(chǔ)氣柜；131、第一電磁閥；140、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組；150、余熱鍋爐；151、自來水；152、第二電磁閥；153、第一水泵；154、第三電磁閥；155、用戶；156、水加熱管路；210、基準(zhǔn)裝置；220、采樣裝置；230、比較裝置；240、驅(qū)動(dòng)裝置。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)，如圖1所示其結(jié)構(gòu)示意圖，包括沼氣池110和與沼氣池110通過第一氣泵111連接的沼氣凈化器120，沼氣凈化器120能夠?qū)φ託獬?10內(nèi)微生物發(fā)酵產(chǎn)生的污染性氣體進(jìn)行除去，避免其排放至大氣之中，對(duì)環(huán)境造成污染，例如沼氣凈化器120能夠?qū)φ託獬?10內(nèi)的硫化物或者硫化物氣體進(jìn)行處理。

沼氣凈化器120連接有儲(chǔ)氣柜130，能夠?qū)艋蟮恼託膺M(jìn)行存儲(chǔ)，儲(chǔ)氣柜130通過第一電磁閥131連接至內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140，儲(chǔ)氣柜130存儲(chǔ)的沼氣通過第一電磁閥131能夠進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140通過對(duì)沼氣進(jìn)行燃燒進(jìn)行發(fā)電，由于沼氣內(nèi)主要含有甲烷，甲烷屬于清潔能源，相較于原煤發(fā)電能夠有效的降低對(duì)環(huán)境的污染。

內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140的出煙管道與余熱鍋爐150連接，通過將內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140內(nèi)甲烷燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)熿F傳遞至余熱鍋爐150，達(dá)到對(duì)余熱鍋爐150內(nèi)部水加熱管路156加熱的目的。

水加熱管路156的輸入端通過第二電磁閥152連接自來水管道，水循環(huán)管路包括兩條輸出管道，其中一條輸出管道通過第一水泵153連至用戶155，用于對(duì)用戶155提供熱水達(dá)到供暖的目的，水循環(huán)管路的另一條輸出管道通過第三電磁閥154連回至沼氣池110，對(duì)沼氣池110進(jìn)行補(bǔ)水和加溫，使微生物在發(fā)酵時(shí)處于一個(gè)適宜的溫度。

如圖2所示控制電路結(jié)構(gòu)示意圖，采樣裝置220，設(shè)置于所述儲(chǔ)氣柜130內(nèi)，用于檢測儲(chǔ)氣柜130內(nèi)甲烷的濃度，并根據(jù)甲烷濃度輸出采樣電壓；基準(zhǔn)裝置210，根據(jù)預(yù)設(shè)的甲烷濃度值，提供一基準(zhǔn)電壓；比較裝置230，分別與所述的采樣裝置220和基準(zhǔn)裝置210耦接，當(dāng)所述的采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；驅(qū)動(dòng)裝置240，受控于驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述的第一電磁閥131打開，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140進(jìn)行工作。

采樣裝置220為甲烷濃度傳感器，甲烷濃度傳感器能夠?qū)淄榈臐舛冗M(jìn)行測量，并根據(jù)其濃度輸出相應(yīng)的采樣電壓。

基準(zhǔn)裝置210包括串聯(lián)接地的第一基準(zhǔn)電阻R11、第二基準(zhǔn)電阻R12和第三基準(zhǔn)電阻R13，所述的第一基準(zhǔn)電阻R11與第二基準(zhǔn)電阻R12的節(jié)點(diǎn)耦接所述比較裝置230，通過第一基準(zhǔn)電阻R11、第二基準(zhǔn)電阻R12和第三基準(zhǔn)電阻R13進(jìn)行分壓到達(dá)對(duì)比較裝置230提供基準(zhǔn)電壓的目的。

驅(qū)動(dòng)裝置240包括第一驅(qū)動(dòng)電阻R14、第二驅(qū)動(dòng)電阻R15和驅(qū)動(dòng)三極管Q1，所述的第一驅(qū)動(dòng)電阻R14和第二驅(qū)動(dòng)電阻R15串聯(lián)接地，所述的第一驅(qū)動(dòng)電阻R14和第二驅(qū)動(dòng)電阻R15的節(jié)點(diǎn)耦接所述驅(qū)動(dòng)三極管Q1的基極，通過第一驅(qū)動(dòng)電阻R14和第二驅(qū)動(dòng)電阻R15進(jìn)行分壓達(dá)到使驅(qū)動(dòng)三極管Q1導(dǎo)通的目的。

對(duì)控制電路做出以下簡單闡述，沼氣內(nèi)的可燃性氣體主要為甲烷，故設(shè)置的檢測裝置為甲烷濃度傳感器，基準(zhǔn)裝置210用于提供基準(zhǔn)電壓，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)好的濃度調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓，當(dāng)儲(chǔ)氣柜130內(nèi)的甲烷達(dá)到預(yù)先設(shè)好的濃度后，第一電磁閥131打開。當(dāng)采樣裝置220檢測到儲(chǔ)氣柜130內(nèi)甲烷的濃度達(dá)到預(yù)先設(shè)好的濃度后，此時(shí)采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓，比較裝置230輸出高電平信號(hào)至驅(qū)動(dòng)裝置240，驅(qū)動(dòng)三極管Q1的基極上電，驅(qū)動(dòng)三極管Q1導(dǎo)通，此時(shí)第一電磁閥131打開、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140開始工作進(jìn)行發(fā)電。

例如以GE顏巴赫J(rèn)MS320GS-B.L (額定功率：1063kw)沼氣發(fā)電機(jī)組為例，其標(biāo)定發(fā)電效率為40.8%，其滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)需要521m3沼氣（甲烷濃度51%），則基準(zhǔn)電壓則需要根據(jù)甲烷濃度51%左右時(shí)打開第一電磁閥131和控制內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組140工作為依據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其提供一適宜的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)檢測裝置檢測到甲烷濃度51%左右時(shí)，比較裝置230輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，其并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。