一种生物质发电与有机朗肯耦合发电系统的制作方法

本发明属于余热回收，涉及一种生物质发电与有机朗肯耦合发电系统。

背景技术：

1、能源和环境问题已成为国际性热点问题，引起人们的广泛关注。开发新能源，替代原油、天然气和煤炭这三种常规能源，迅速地逐年降低它们的消耗量，已经成为人类发展中的紧迫课题。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气(还原条件)，并必适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。目前利用沼气，特别是沼气发电有十分重要的意义:一、是可用本地资源代替进口能源，减少国家对进口能源的依赖性；二、是使燃料利用多样化，减少对一种能源的依赖；三、是一种相对清洁的能源，用沼气代替矿物燃料是减少co2排放的理想方式(沼气中主要成分是甲烷，它的温室效应是二氧化碳的21倍)；四、是沼气资源分布广泛，到处可以获得，是能源分散供给体系的一种极佳能源。五、在某些方面，沼气发电可以抵消运营成本，同时减少碳排放，降低温室效应。因此，沼气是最重要的可再生能源之一，主要用作热电联产(combined fuel chp,heat and power)发动机/燃气发动机的燃料，并转化为电能。然而，这些发动机的效率很低，因为沼气燃烧时进入的相当多的能量以废气的形式排入大气，并未充分利用。

2、有机朗肯循环(organic rankine cycle，简称orc)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部分组成。

3、此外，目前对沼气热电联产(chp)发动机余热回收的研究还不够多，利用orc回收沼气热电联产余热的专利还没有。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，该系统能够通过有机朗肯循环回收沼气热电联产的余热。

2、为达到上述目的，本发明所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统包括沼气/生物质发电废气管道、蒸发器、预热器、废热回收装置系统及有机朗肯循环系统，其中，沼气/生物质发电废气管道与废热回收装置系统相连通，废热回收装置系统与蒸发器的管侧及预热器的管侧相连通，有机朗肯循环系统与蒸发器的壳侧及预热器的壳侧相连通。

3、废热回收装置系统包括1#余热回收装置、循环泵、缓冲罐、2#余热回收装置、1#余热回收装置进口阀、1#三通阀、2#余热回收装置进口阀及2#三通阀；

4、沼气/生物质发电废气管道与2#余热回收装置的壳侧及1#余热回收装置的壳侧相连通，2#余热回收装置的管侧出口及1#余热回收装置的管侧出口通过管道并管后分别与蒸发器的管侧入口及1#三通阀的第一个开口相连通，蒸发器的管侧出口与1#三通阀的第二个开口相连通，1#三通阀的第三个开口与循环泵的入口及缓冲罐相连通，循环泵的出口分别与1#余热回收装置进口阀的一端、预热器的管侧入口及2#三通阀的第一个开口相连通，预热器的管侧出口与2#三通阀的第二个开口相连通，2#三通阀的第三个开口经2#余热回收装置进口阀与2#余热回收装置的管侧入口相连通，1#余热回收装置进口阀的另一端与1#余热回收装置的管侧入口相连通。

5、所述1#余热回收装置的管侧出口处设置有1#余热回收装置出口阀。

6、2#余热回收装置的管侧出口处设置有2#余热回收装置出口阀。

7、所述有机朗肯循环系统包括涡轮机、发电机、蓄热器、冷凝器、工质泵、旁路管道及工质泵出口阀；

8、蓄热器的壳侧出口依次经冷凝器、工质泵、工质泵出口阀、蓄热器的管侧、预热器的壳侧及蒸发器的壳侧后分别与涡轮机的入口及旁路管道的入口相连通，涡轮机的出口及旁路管道的出口与蓄热器的壳侧入口相连通。

9、所述涡轮机的入口处设置有控制阀。

10、旁路管道上设置有旁路阀。

11、废热回收装置系统中的介质为水或者导热油。

12、本发明具有以下有益效果：

13、本发明所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统在具体操作时，通过废热回收装置系统回收沼气/生物质发电废气热量，再利用蒸发器及预热器传递给有机朗肯循环系统，有机朗肯循环系统利用得到的热量进行发电，从而通过有机朗肯循环回收沼气热电联产的余热，结构简单，操作方便，实用性极强。

技术特征：

1.一种生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，包括沼气/生物质发电废气管道、蒸发器(4)、预热器(7)、废热回收装置系统及有机朗肯循环系统，其中，沼气/生物质发电废气管道与废热回收装置系统相连通，废热回收装置系统与蒸发器(4)的管侧及预热器(7)的管侧相连通，有机朗肯循环系统与蒸发器(4)的壳侧及预热器(7)的壳侧相连通。

2.根据权利要求1所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，废热回收装置系统包括1#余热回收装置(1)、循环泵(5)、缓冲罐(6)、2#余热回收装置(11)、1#余热回收装置进口阀(14)、1#三通阀(17)、2#余热回收装置进口阀(18)及2#三通阀(19)；

3.根据权利要求2所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，所述1#余热回收装置(1)的管侧出口处设置有1#余热回收装置出口阀(13)。

4.根据权利要求2所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，2#余热回收装置(11)的管侧出口处设置有2#余热回收装置出口阀(12)。

5.根据权利要求1所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，所述有机朗肯循环系统包括涡轮机(2)、发电机(3)、蓄热器(8)、冷凝器(9)、工质泵(10)、旁路管道及工质泵出口阀(20)；

6.根据权利要求5所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，所述涡轮机(2)的入口处设置有控制阀(15)。

7.根据权利要求5所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，旁路管道上设置有旁路阀(16)。

8.根据权利要求1所述的生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，其特征在于，废热回收装置系统中的介质为水或者导热油。

技术总结
本发明公开了一种生物质发电与有机朗肯耦合发电系统，包括沼气/生物质发电废气管道、蒸发器、预热器、废热回收装置系统及有机朗肯循环系统，其中，沼气/生物质发电废气管道与废热回收装置系统相连通，废热回收装置系统与蒸发器的管侧及预热器的管侧相连通，有机朗肯循环系统与蒸发器的壳侧及预热器的壳侧相连通，该系统能够通过有机朗肯循环回收沼气热电联产的余热。

技术研发人员：张明理,高景辉,伍刚,王涛,何洋,张泉,普建国,蔺奕存,江明,闫文辰,李正宽
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13