利用风电和光伏发电进行风积沙处理系统的制作方法

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1.本实用新型涉及清洁生产技术领域，特别涉及利用风电和光伏发电进行风积沙处理系统。


背景技术：

2.风积沙是被风吹，积淀的沙层，多见于沙漠、戈壁，其粒径主要分布在0.074～0.250
㎜
之间，即60 目-200目，含量高达90％以上，大于0.25
㎜
的颗粒极少，仅为0.1％，而小于0.074
㎜
的颗粒也只有不足9％，不均匀系数约为1.35，这种风积沙并没有商业价值；防治荒漠化是确保我国北方地区生态安全的重要措施，是国家生态安全的重要绿色屏障。因此，在我国三北地区进行沙地生态修复和有序科学治理的重要性是不言而喻的，只有控制和治理转化三北地区沙地，才能防止沙地进一步蔓延吞噬草场而造成更加恶劣的生态危机。
3.另外，三北地区是我国重要的能源基地，促进能源生产、保障能源供应方面发挥了重要作用。依托丰富的风能、太阳能资源优势，积极稳妥地开发就地消纳的新能源项目，促进风力发电与光伏发电产业和技术进步，利用电源与负荷互动，实现高比例可再生能源就地消纳，对促进能源结构调整、加快推荐绿色低碳产业发展具有重要意义。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种利用风电和光伏发电进行风积沙处理系统，实现利用风力发电、光伏发电为风积沙微粉生产提供清洁电力，实现资源的综合利用，实现高比例可再生能源就地消纳；并且提供风积沙就地加工利用途径，提高风积沙商业经济价值，以此提供了有效的沙漠治理手段和沙产业开发途径，有效解决土地沙化的生态危机。
5.本实用新型由如下技术方案实施：利用风电和光伏发电进行风积沙处理系统，其包括风力发电单元、光伏发电单元、风积沙烘干单元、风积沙磨粉单元和配电网；所述风力发电单元的输出端和所述光伏发电单元的输出端分别与所述配电网的输入端电连接，所述风积沙烘干单元的用电设备和所述风积沙磨粉单元的用电设备分别与所述配电网的输出端电连接；所述风积沙磨粉单元的物料提升机上料段置于所述风积沙烘干单元的风积沙烘干仓的底部，所述物料提升机的卸料端置于所述风积沙磨粉单元的中间料仓的进料口上方。
6.进一步地，所述风积沙烘干单元包括固体蓄热锅炉、循环风机、风积沙原料仓、物料运送机和风积沙烘干仓；所述固体蓄热锅炉的出风口通过所述循环风机与所述风积沙烘干仓的进风口连通，所述风积沙烘干仓的出风口通过管道与所述固体蓄热锅炉的进风口连通；所述风积沙原料仓的出料口置于所述物料运送机的上料端上方，所述物料运送机的卸料端置于所述风积沙烘干仓的进料口上方。
7.进一步地，其还包括烘干单元变压器和烘干单元控制柜；所述烘干单元变压器的输入端与所述配电网的输出端电连接，所述烘干单元变压器的输出端与所述烘干单元控制
柜的输入端电连接，所述烘干单元控制柜的输出端与所述风积沙烘干单元的用电设备电连接。
8.进一步地，所述风积沙烘干仓包括绝热仓体和置于所述绝热仓体内的若干根相互平行设置的高温风道支管；各所述高温风道支管的进风口通过进风总管与所述循环风机的出口连通，各所述高温风道支管的出风口与所述出风总管的进风口连通，所述出风总管的出风口通过管道与所述固体蓄热锅炉的进风口连通；所述绝热仓体的仓顶上设有蒸汽出口。
9.进一步地，所述风积沙磨粉单元包括所述物料提升机、中间料仓、振动给料机、磨粉机、选粉机、收尘器和成品料仓；所述中间料仓的出料口通过所述振动给料机与所述磨粉机的进料口相连，所述磨粉机的出粉口与所述选粉机的进粉口相连，所述选粉机的出粉口与所述收尘器的进粉口相连，所述收尘器的出粉口与所述成品料仓相连。
10.进一步地，其还包括磨粉单元变压器和磨粉单元控制柜；所述磨粉单元变压器的输入端与所述配电网的输出端电连接，所述磨粉单元变压器的输出端与所述磨粉单元控制柜的输入端电连接，所述磨粉单元控制柜的输出端与所述风积沙磨粉单元的用电设备电连接。
11.进一步地，所述风力发电单元包括风力发电机和风力发电变压器，所述风力发电机的输出端与所述风力发电变压器的输入端电连接。
12.进一步地，所述光伏发电单元包括光伏组件、逆变器和光伏发电变压器；所述光伏组件的输出端与所述逆变器的输入端电连接，所述逆变器的输出端与所述光伏发电变压器的输入端电连接。
13.本实用新型的优点：本实用新型由风积沙烘干单元制备含水率合格的风积沙原料，由风积沙磨粉单元粉磨合格目数的风积沙微粉产品；通过本实用新型实现风积沙就地加工为风积沙微粉，将风积沙微粉掺入到水泥砂浆中替代部分水泥，减少水泥的用量；扩宽了风积沙的应用途径，通过风积沙微粉能够有效扩大混凝土和水泥的应用领域，改善产品结构；增加了风积沙商业经济价值，提供了新型沙漠治理手段；
14.本实用新型利用风力发电单元与光伏发电单元为风积沙烘干单元、风积沙磨粉单元提供清洁电力，通过风积沙烘干、风积沙磨粉工艺实现了风能、太阳能的就地消纳，减少了新能源电力的长距离输送造成的能量损失；风积沙磨粉工艺生产周期一般为日间生产、夜间停机，用电负荷曲线与光伏发电曲线匹配性较高，可较好消纳日间光伏出力；风积沙烘干单元中的固体蓄热锅炉具有储能功能，可以将盈余新能源电量通过热能形式进行储存，为电网提供削峰填谷手段；
15.由此，通过本实用新型实现新能源产业与沙产业相互支撑、相互带动的良好循环体系，实现高比例消纳可再生能源的目标。
附图说明：
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.附图中各部件的标记如下：风力发电单元1、风力发电机1.1、风力发电变压器1.2、光伏发电单元2、光伏组件2.1、逆变器2.2、光伏发电变压器2.3、风积沙烘干单元3、烘干单元变压器3.1、烘干单元控制柜3.2、固体蓄热锅炉3.3、循环风机3.4、风积沙原料仓3.5、物
料运送机3.6、风积沙烘干仓3.7、绝热仓体3.71、高温风道支管3.72、蒸汽出口3.73、进风总管3.74、出风总管3.75、风积沙磨粉单元4、磨粉单元变压器4.1、磨粉单元控制柜4.2、物料提升机4.3、中间料仓4.4、振动给料机4.5、磨粉机4.6、选粉机 4.7、收尘器4.8、成品料仓4.9、配电网5。
具体实施方式：
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
20.如图1所示，本实施例提供一种利用风电和光伏发电进行风积沙处理系统，其包括风力发电单元1、光伏发电单元2、风积沙烘干单元3、风积沙磨粉单元4和配电网5；风积沙烘干单元3包括固体蓄热锅炉3.3、循环风机3.4、风积沙原料仓3.5、物料运送机3.6和风积沙烘干仓3.7；风积沙烘干仓3.7包括绝热仓体3.71和置于绝热仓体3.71内的若干根相互平行设置的高温风道支管3.72；绝热仓体3.71的外层采用高效绝热材料，使绝热仓体3.71的内部空间温度与外界环境隔绝，达到绝热保温的效果；固体蓄热锅炉3.3的出风口与循环风机3.4的进风口连通，各高温风道支管3.72的进风口通过进风总管3.74与循环风机3.4的出口连通，各高温风道支管3.72的出风口与出风总管3.75的进风口连通，出风总管3.75的出口通过管道与固体蓄热锅炉3.3的进风口连通，以此，热空气通过固体蓄热锅炉3.3、循环风机3.4、进风总管3.74、高温风道支管3.72及出风总管3.75形成闭合循环回路，为了避免热量损耗和烫伤风险，在该闭合循环回路的管道上设置保温层。
21.风积沙原料仓3.5的出料口置于物料运送机3.6的上料端上方，物料运送机3.6的卸料端置于风积沙烘干仓3.7的进料口上方，物料提升机4.3的上料端置于绝热仓体3.71内的底部；风积沙原料仓3.5 内的物料经物料运送机3.6输送到绝热仓体3.71内，与高温风道支管3.72散发的热量换热后落入到物料提升机4.3的上料段，经物料提升机4.3输送至风积沙磨粉单元4，本实施例中，物料提升机4.3 为皮带输送机。
22.风积沙烘干单元3采用固体蓄热锅炉3.3作为热源，固体蓄热锅炉3.3为现有技术，具体结构在此不再赘述；固体蓄热锅炉3.3中的带状电阻通电后加热固体蓄热材料，固体蓄热材料通常为镁系金属氧化物，最高加热温度可达900℃，通常额定加热温度为500℃，高温蓄能体通过热输出控制器与高温热交换器连接，高温热交换器将高温蓄能体储存的高温热能转换为高温热风输出；通过固体蓄热锅炉3.3 产生高温空气后，在循环风机3.4的作用下，将高温空气引入进风总管3.74，通过进风总管3.74进入到风积沙烘干仓3.7内的各个高温风道支管3.72，通过各高温风道支管3.72散发的热量能够对风积沙烘干仓3.7内的风积沙原料进行有效的烘干处理，与风积沙原料换热后，高温空气变为低温空气，经出风总管
3.75后返回到固体蓄热锅炉3.3内，循环进行加热处理；绝热仓体3.71的仓顶上设有蒸汽出口3.73，烘干风积沙原料的过程中，产生的水蒸汽通过蒸汽出口3.73 及时排出，保证持续烘干效率。
23.由此，通过风积沙烘干单元3能够对风积沙原料进行有效的烘干处理，以制备含水率合格的风积沙原料，使风积沙含水率降低到5％以下，为风积沙磨粉单元4提供合格的原料。
24.风积沙磨粉单元4包括物料提升机4.3、中间料仓4.4、振动给料机4.5、磨粉机4.6、选粉机4.7、收尘器4.8和成品料仓4.9；物料提升机4.3的卸料端置于中间料仓4.4的进料口上方，中间料仓 4.4的出料口通过振动给料机4.5与磨粉机4.6的进料口相连，磨粉机4.6的出粉口与选粉机4.7的进粉口相连，选粉机4.7的出粉口与收尘器4.8的进粉口相连，收尘器4.8的出粉口与成品料仓4.9相连；经烘干后的原料通过物料提升机4.3提升到中间料仓4.4内，再通过振动给料机4.5将中间料仓4.4内的原料均匀、定时、连续的输送到磨粉机4.6内，通过磨粉机4.6对原料进行研磨成粉末状，本实施例中，磨粉机4.6选用微粉雷蒙磨粉机4.6，能够生产粒度为325目至 2500目之间的粉末；通过选粉机4.7对研磨后的粉末进行分级处理，其中粗粉末因自重力的作用落入磨粉机4.6的磨室进行重磨，合格的成品粉末被选粉机4.7的叶片随气流吸入收尘器4.8内，气流与粉末被分离后，气体向上排出，粉末在重力作用下落到收尘器4.8的底部，合格粉末经收尘器4.8的底部落入到成品料仓4.9内进行存储；以此通过风积沙磨粉单元4生产目数合格的风积沙微粉，保证风积沙微粉的粒度均匀，将风积沙微粉掺入到水泥砂浆中替代部分水泥，减少水泥的用量，满足商业使用价值；风积沙微粉的诸多优良性能够提高混凝土和水泥的产品质量，增加产品品种，以此通过风积沙微粉能够有效扩大混凝土和水泥的应用领域，改善产品结构；通过本实用新型生产风积沙微粉，提供了有效的沙漠治理手段和沙产业开发途径，充分发挥风积沙微粉的商业经济价值。
25.风力发电单元1包括风力发电机1.1和风力发电变压器1.2，风力发电机1.1的输出端与风力发电变压器1.2的输入端电连接，风力发电单元1的风力发电变压器1.2的输出端与配电网5的输入端电连接，风力发电单元1所发的电能供给配电网5；光伏发电单元2包括光伏组件2.1、逆变器2.2和光伏发电变压器2.3；光伏组件2.1的输出端与逆变器2.2的输入端电连接，逆变器2.2的输出端与光伏发电变压器2.3的输入端电连接，光伏发电单元2的光伏发电变压器 2.3的输出端与配电网5的输入端电连接，光伏发电单元2所发的电能供给配电网5。
26.风积沙烘干单元3还包括烘干单元变压器3.1和烘干单元控制柜 3.2；烘干单元变压器3.1的输入端与配电网5的输出端电连接，烘干单元变压器3.1的输出端与烘干单元控制柜3.2的输入端电连接；烘干单元控制柜3.2的输出端与风积沙烘干单元3的各用电设备电连接，即烘干单元控制柜3.2的输出端分别与固体蓄热锅炉3.3、循环风机3.4及物料运送机3.6电连接。
27.风积沙磨粉单元4还包括磨粉单元变压器4.1和磨粉单元控制柜 4.2；磨粉单元变压器4.1的输入端与配电网5的输出端电连接，磨粉单元变压器4.1的输出端与磨粉单元控制柜4.2的输入端电连接；磨粉单元控制柜4.2的输出端与风积沙磨粉单元4的用电设备电连接，即磨粉单元控制柜4.2的输出端分别与物料提升机4.3、振动给料机4.5、磨粉机4.6、
选粉机4.7和收尘器4.8电连接。
28.风力发电单元1和光伏发电单元2能够为风积沙烘干单元3和风积沙磨粉单元4提供清洁电力；根据配电网5的调度信息，确定风积沙烘干单元3及风积沙磨粉单元4的各用电设备开机、停机及运行状态。
29.当风力发电单元1与光伏发电单元2的联合运行功率大于风积沙烘干单元3、风积沙磨粉单元4的最大运行功率时，风力发电单元1 与光伏发电单元2的电力能够用于风积沙烘干单元3、风积沙磨粉单元4，进行风积沙的生产加工，余额电力送入配电网5；而且风积沙烘干单元3中的固体蓄热锅炉3.3具有储能功能，能够将盈余新能源电量通过热能形式进行储存，为配电网5提供削峰填谷手段。
30.当风力发电单元1与光伏发电单元2的联合运行功率小于风积沙烘干单元3、风积沙磨粉单元4的最大运行功率时，通过调整各用电设备的运行功率，实现该时段风积沙烘干单元3、风积沙磨粉单元4 对风电电力与光伏电力的全部电力本地消纳，减少了新能源电力的长距离输送造成的能量损失；其中固体蓄热锅炉3.3具有储热功能，启停方便、功率调节灵活，作为优先调节手段进行负荷功率的调节；风积沙磨粉单元4的生产周期通常为日间生产、夜间停机，用电负荷曲线与光伏发电曲线匹配性较高，能够很好的消纳日间光伏出力。
31.由此，通过本实用新型能够将风积沙就地加工为风积沙微粉，扩宽了风积沙的应用途径，增加了风积沙商业经济价值，提供了新型沙漠治理手段，改善生态环境，减少风积沙堆存量和环境污染；并且三北地区丰富的风能、太阳能资源，生产清洁电力，利用风力发电与光伏发电为风积沙烘干单元3、风积沙磨粉单元4提供清洁电力，实现资源的综合利用，实现新能源产业与沙产业相互支撑、相互带动的良好循环体系，实现高比例消纳可再生能源的目标。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。