一种分布式能源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种分布式能源系统，涉及能源利用技术领域，能够有效利用生物质气化过程中产生的中低温余热，提高分布式能源系统的能源利用效率。克服了现有技术中分布式能源系统的能源利用效率低下的缺陷。本实用新型实施例提供一种分布式能源系统，包括：生物质气化炉；有机朗肯循环系统，所述有机朗肯循环系统包括有机工质的循环管路，在所述有机工质的循环管路上依次设置有蒸发器和能量转换与交换装置，所述蒸发器设置有与所述有机工质进行换热的余热流通道，所述生物质气化炉的生物质气出口与所述余热流通道的进口连通。本实用新型用于将生物质能转换为其他形式的能源加以利用。
【专利说明】
一种分布式能源系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及能源利用技术领域，尤其涉及一种分布式能源系统。
【背景技术】
[0002]生物质能是以生物质为载体将太阳能以化学能形式储存的一种能量，生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，包括植物、动物和微生物。生物质能具有可再生、低污染和分布广泛的特点，是理想的替代能源。
[0003]目前，以生物质能为基础的分布式能源系统是利用生物质清洁燃烧的优点和分布式能源系统的灵活性和安全性等优点相结合，具有较好的应用前景，然而，在现有的生物质能分布式能源系统中，利用生物质气化过程中产生的可燃性气体向用户设备提供能量，而所述可燃性气体携带的大量中低温余热的利用方法几乎没有，使得中低温余热白白散失掉，造成浪费，从而使得所述分布式能源系统的能源利用率较低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例提供一种分布式能源系统，能够有效利用生物质气化过程中产生的中低温余热，提高分布式能源系统的能源利用效率。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0006]本实用新型实施例提供一种分布式能源系统，包括:
[0007]生物质气化炉；
[0008]有机朗肯循环系统，所述有机朗肯循环系统包括有机工质的循环管路，在所述有机工质的循环管路上依次设置有蒸发器和能量转换与交换装置，所述蒸发器设置有与所述有机工质进行换热的余热流通道，所述生物质气化炉的生物质气出口与所述余热流通道的进口连通。
[0009]可选的，所述能量转换与交换装置包括通过所述有机工质的循环管路依次连通的透平、冷凝器和工质栗，其中，所述能量转换与交换装置通过所述透平的蒸汽进口与所述蒸发器的有机工质出口经所述有机工质的循环管路连通，所述能量转换与交换装置通过所述工质栗的输出端与所述蒸发器的有机工质进口经所述有机工质的循环管路连通。
[0010]优选的，所述生物质气化炉的生物质进口之前设置有生物质流量调节阀。
[0011 ]进一步优选的，所述余热流通道的出口处设置有温度传感器；
[0012]所述系统还包括控制器，所述控制器分别与所述生物质流量调节阀和所述温度传感器连接。
[0013]可选的，所述分布式能源系统还包括内燃机；
[0014]所述余热流通道的出口与所述内燃机的燃料进口连通。
[0015]优选的，所述分布式能源系统还包括直燃机；
[0016]所述内燃机的烟气出口与所述直燃机的余热利用管路的进口连通。
[0017]进一步地，所述分布式能源系统还包括储气装置，所述储气装置的生物质气进口与所述余热流通道的出口连通，所述储气装置的生物质气出口与所述内燃机的燃料进口连通。
[0018]可选的，所述储气装置的生物质气出口还与所述直燃机的燃料进口连通。
[0019]优选的，所述分布式能源系统还包括净化装置，所述净化装置的生物质气进口与所述余热流通道的出口连通，所述净化装置的生物质气出口与所述储气装置的生物质气进口连通。
[0020]本实用新型实施例提供的一种分布式能源系统，由于生物质气化反应会产生大量的中低温余热，通过将有机朗肯循环系统与所述生物质气化炉进行结合使用，将生物质气化反应产生的生物质气通入所述有机朗肯循环系统的蒸发器的余热流通道中，与所述蒸发器中的有机工质进行换热，使得有机工质生成一定压力和温度的蒸汽，进行膨胀做功，将热能转换为机械能带动从动机械进行做功，在此过程中，有机朗肯循环系统能够充分利用所述生物质气化产生的大量中低温余热，将热能转换为机械能，从而能够提高所述分布式能源系统的能源利用效率。克服了现有技术中分布式能源系统的能源利用效率低下的缺陷。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例提供的一种分布式能源系统的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型实施例提供的另一种分布式能源系统的结构示意图；
[0023]图3为本实用新型实施例提供的另一种分布式能源系统的结构示意图；
[0024]图4为本实用新型实施例提供的另一种分布式能源系统的结构示意图；
[0025]图5为本实用新型实施例提供的另一种分布式能源系统的结构示意图；
[0026]图6为本实用新型实施例提供的另一种分布式能源系统的结构示意图；
[0027]图7为本实用新型实施例提供的一种直燃机工作流程图；
[0028]图8为本实用新型实施例提供的再一种分布式能源系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型实施例提供的分布式能源系统进行详细描述。
[0030]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0031 ]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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0032]本实用新型实施例提供的一种分布式能源系统，参见图1，包括:
[0033]生物质气化炉I;
[0034]有机朗肯循环系统2，所述有机朗肯循环系统2包括有机工质的循环管路(图中未示出)，在所述有机工质的循环管路上依次设置有蒸发器21和能量转换与交换装置(图中未示出)，所述蒸发器21设置有与所述有机工质进行换热的余热流通道(图中未示出)，所述生物质气化炉I的生物质气出口与所述余热流通道的进口连通。
[0035]本实用新型实施例提供的一种分布式能源系统，由于生物质气化反应会产生大量的中低温余热，通过将有机朗肯循环系统2与所述生物质气化炉I进行结合使用，将生物质气化反应产生的生物质气通入所述有机朗肯循环系统2的蒸发器21的余热流通道中，与所述蒸发器21中的有机工质进行换热，使得有机工质生成一定压力和温度的蒸汽，进行膨胀做功，将热能转换为机械能带动从动机械进行做功，在此过程中，有机朗肯循环系统2能够充分利用所述生物质气化产生的大量中低温余热，将热能转换为机械能，从而能够提高所述分布式能源系统的能源利用效率。
[0036]其中，对所述能量转换与交换装置的具体结构不做限定，只要能够实现能量转换并将有机工质送回所述蒸发器进行循环即可。
[0037]本实用新型的一实施例中，所述能量转换与交换装置包括通过所述有机工质的循环管路依次连通的透平22、冷凝器23和工质栗24，其中，所述能量转换与交换装置通过所述透平22的蒸汽进口与所述蒸发器21的有机工质出口经所述有机工质的循环管路连通，所述能量转换与交换装置通过所述工质栗24的输出端与所述蒸发器21的有机工质进口经所述有机工质的循环管路连通。
[0038]所述有机工质在所述蒸发器21中从余热流(在此是指气化反应产生的生物质气)中吸收热量成为一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平22机械膨胀做功，带动从动机械做功，从透平22排出的蒸汽在冷凝器23中冷凝成液态，经工质栗24送回所述蒸发器21中，这样完成一个循环。
[0039]其中，蒸汽进入透平22机械膨胀做功，能够拖动从动机械运作，也能够带动发电机将机械能转换为电能。
[0040]在本实用新型实施例中，参见图2，所述分布式能源系统还包括第一发电机3，所述第一发电机3与所述有机朗肯循环系统2的透平22传动连接，用于在所述透平22的带动下将机械能转换为电能。
[0041]本实用新型的又一实施例中，参见图3，所述生物质气化炉I的生物质进口之前设置有生物质流量调节阀a。
[0042]通过设置所述生物质流量调节阀a，能够调节生物质的输入流量，能够对生物质气化所产生的生物质气的流量进行调节，从而能够间接控制所述生物质气所携带的热量，使得所述生物质气与所述有机工质进行换热后的温度保持在预设范围内；这样，能够防止所述生物质气中的焦油在换热过程中温度较低而发生凝结，对所述蒸发器21造成堵塞，避免温度过高而对所述蒸发器21造成损坏。
[0043]由于通常焦油在200°C以下就开始凝结，因此，所述预设范围可以为200-300°C，能够防止焦油凝结对所述蒸发器21造成堵塞，并且，对所述蒸发器21的材质要求较低。
[0044]本实用新型的又一实施例中，参见图3，所述余热流通道的出口处设置有温度传感器4;
[0045]所述系统还包括控制器5，所述控制器5分别与所述生物质流量调节阀a和所述温度传感器4连接。
[0046]通过在所述余热流通道的出口处设置温度传感器4，能够对所述余热流通道出口处的温度进行实时检测，所述控制器5可以根据所述温度传感器4发送的温度信号对所述生物质流量调节阀a的阀门开度进行即时调节，提高系统运行的稳定性。
[0047]示例性的，当所述温度传感器4发送的温度信号接近于预设范围的温度下限，且与所述温度下限之间的差值小于等于第一预设阈值时，则所述控制器5控制所述生物质流量调节阀a的阀门开度增大第一预设开度，以增大所述生物质的输入流量，从而增大生物质气的流量，提高所述余热流通道的出口的温度;反之，当所述温度传感器4发送的温度信号接近于预设范围的温度上限，且与所述温度上限之间的差值小于等于第二预设阈值时，则所述控制器5控制所述生物质流量调节阀a的阀门开度减小第二预设开度，以减少所述生物质的输入流量，从而适当减小所述余热流通道的出口处的温度。
[0048]其中，预设阈值的预留是为了弥补控制过程中温度的变化，可以根据控制器5的响应速度进行设置。
[0049]本实用新型的又一实施例中，参见图4，所述分布式能源系统还包括内燃机6;
[0050]所述余热流通道的出口与所述内燃机6的燃料进口连通。
[0051]通过将与所述有机工质换热后的所述生物质气提供给所述内燃机6，所述内燃机6能够利用所述生物质气做燃料带动从动机械做功，能够提高所述分布式能源系统的能源利用效率。
[0052]本实用新型的一实施例中，参见图4，所述分布式能源系统还包括第二发电机7，所述第二发电机7与所述内燃机6的气缸传动连接，所述第二发电机7用于在所述内燃机6的气缸的带动下将机械能转化为电能。
[0053]本实用新型的又一实施例中，参见图5，所述分布式能源系统还包括换热器61，所述换热器61与所述内燃机6的缸套水连通，所述换热器61用于将所述缸套水携带的热量传递给冷水，为用户热水设备提供热水。
[0054]由于内燃机6内部的受热部件通过缸套水进行冷却，缸套水吸收热量并输送到所述换热器61中，与进入所述换热器61中的冷水进行热量传递，获得热水。
[0055]本实用新型的又一实施例中，参见图6，所述分布式能源系统还包括直燃机8;
[0056]所述内燃机6的烟气出口与所述直燃机8的余热利用管路的进口连通。
[0057]通过设置直燃机8，并将所述内燃机6的烟气出口与所述直燃机8的余热利用管路的进口连通，能够将内燃机所产生的高温烟气的热量提供给所述高温发生器83，用于向所述直燃机8提供驱动热源。
[0058]通常，参见图7，所述直燃机8包括:吸收器81、蒸发器82、高温发生器83、低温发生器84、冷凝器85、高温热交换器86和低温热交换器87，在制冷工况，蒸发器82的的换热管外的冷剂水吸收空调系统过来的冷水的热量，变为冷剂蒸汽，所述吸收器81中的溴化锂溶液吸收所述冷剂蒸汽变为稀溶液，从所述吸收器81出来的溴化锂稀溶液分两部分输送至高温热交换器86和低温热交换器87，进入高温热交换器86的溴化锂稀溶液与从高温发生器83出来的高温溴化锂浓溶液换热升温后进入高温发生器83，而进入低温溶液交换器87的溴化锂稀溶液与从低温发生器84流出的溴化锂浓溶液换热升温后进入低温发生器84，进入高温发生器83的溴化锂稀溶液被所述内燃机的烟气放出的热量加热后产生高温的冷剂蒸汽进入低温发生器84，与所述低温发生器84中的溴化锂稀溶液换热后导入冷凝器85被冷凝水冷却为冷剂水，进入低温发生器84的溴化锂稀溶液与高温发生器83产生的高温冷剂蒸汽换热后产生低温冷剂蒸汽，直接进入冷凝器85被冷凝水冷却为冷剂水，高温发生器83和低温发生器84产生的冷剂水在冷凝器85中混合后导入蒸发器82，用于制冷，而所述高温发生器83和低温发生器84中的溴化锂稀溶液由于被加热蒸发出了冷剂蒸汽而使得变为浓溶液，再分别通过高温热交换器86和低温热交换器87进入吸收器，这样完成一个循环;在冬季制热工况，空调回水进入高温发生器83达到额定温度后导出用于空调系统供暖。
[0059]另外，将冷水通入所述高温发生器中进行吸热还可以直接向用户设备提供热水。
[0060]本实用新型的又一实施例中，参见图8，所述分布式能源系统还包括储气装置9，所述储气装置9的生物质气进口与所述余热流通道的出口连通，所述储气装置9的生物质气出口与所述内燃机6的燃料进口连通。
[0061]通过设置储气装置9，能够将所述生物质气化炉I产生的生物质气储存起来，当生物质气化炉I产生的生物质气流量较大时，能够对进入所述内燃机6内的产品气的压力进行缓冲，稳定生物质气的输配压力，当用气负荷变大时，生物质气化炉I来不及适应用气负荷的变化时，所述储气装置9能够对用气负荷进行补偿。
[0062]本实用新型的又一实施例中，参见图8，所述储气装置9的生物质气出口还与所述直燃机8的燃料进口连通。
[0063]通过所述储气装置9向所述直燃机8的燃料进口输送生物质气，所述直燃机可以利用所述生物质气燃烧产生的热量作为驱动热源进行工作，同时，当储气装置9中生物质气储存量较大时，还能够起到稳定生物质气输配压力的作用。
[0064]本实用新型的一实施例中，参见图8，所述分布式能源系统还包括净化装置10，所述净化装置10的生物质气进口与所述余热流通道的出口连通，所述净化装置10的生物质气出口与所述储气装置9的生物质气进口连通。
[0065]通过设置净化装置10，能够将所述生物质气中的粉尘和焦油除去获得清洁的产品气，能够避免粉尘和焦油对所述内燃机6和所述直燃机8造成腐蚀，延长所述内燃机6和所述直燃机8的工作寿命，提高燃烧热值。
[0066]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种分布式能源系统，其特征在于，包括: 生物质气化炉； 有机朗肯循环系统，所述有机朗肯循环系统包括有机工质的循环管路，在所述有机工质的循环管路上依次设置有蒸发器和能量转换与交换装置，所述蒸发器设置有与所述有机工质进行换热的余热流通道，所述生物质气化炉的生物质气出口与所述余热流通道的进口连通。2.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述能量转换与交换装置包括通过所述有机工质的循环管路依次连通的透平、冷凝器和工质栗，其中，所述能量转换与交换装置通过所述透平的蒸汽进口与所述蒸发器的有机工质出口经所述有机工质的循环管路连通，所述能量转换与交换装置通过所述工质栗的输出端与所述蒸发器的有机工质进口经所述有机工质的循环管路连通。3.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述生物质气化炉的生物质进口处设置有生物质流量调节阀。4.根据权利要求3所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述余热流通道的出口处设置有温度传感器； 所述系统还包括控制器，所述控制器分别与所述生物质流量调节阀和所述温度传感器连接。5.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述分布式能源系统还包括内燃机； 所述余热流通道的出口与所述内燃机的燃料进口连通。6.根据权利要求5所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述分布式能源系统还包括直燃机； 所述内燃机的烟气出口与所述直燃机的余热利用管路的进口连通。7.根据权利要求5所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述分布式能源系统还包括储气装置，所述储气装置的生物质气进口与所述余热流通道的出口连通，所述储气装置的生物质气出口与所述内燃机的燃料进口连通。8.根据权利要求6所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述分布式能源系统还包括储气装置，所述储气装置的生物质气进口与所述余热流通道的出口连通，所述储气装置的生物质气出口分别与所述内燃机的燃料进口和所述直燃机的燃料进口连通。9.根据权利要求8所述的分布式能源系统，其特征在于， 所述分布式能源系统还包括净化装置，所述净化装置的生物质气进口与所述余热流通道的出口连通，所述净化装置的生物质气出口与所述储气装置的生物质气进口连通。
【文档编号】F02B63/04GK205689254SQ201620465749
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月20日 公开号201620465749.8, CN 201620465749, CN 205689254 U, CN 205689254U, CN-U-205689254, CN201620465749, CN201620465749.8, CN205689254 U, CN205689254U
【发明人】杨昆, 许裕栗, 曹雪源, 李红霞, 朱晓军
【申请人】新奥科技发展有限公司