[發(fā)明專利]基于生物質(zhì)及渦輪增壓器的發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211386240.0
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115492655A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐云冰;徐韜;施玲玲;章璟璇;張昊
• 申請（專利權(quán)）人: 常州環(huán)能渦輪動力股份有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01D15/10;F01K25/00;F24H3/06;F24H7/02;F24H9/189
• 代理公司: 常州哲專知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32447
• 代理人: 錢鎖方

本發(fā)明公開了一種基于生物質(zhì)及渦輪增壓器的發(fā)電系統(tǒng)，包括生物質(zhì)燃燒室，還包括：接收生物質(zhì)燃燒室產(chǎn)生的熱量的熱交換組件，熱交換組件穿過生物質(zhì)燃燒室；熱交換室，熱交換組件穿過熱交換室，熱交換室上設(shè)有第一輸入端，熱交換室上設(shè)有第一輸出端；渦輪增壓器，渦輪增壓器的壓氣機輸出端與熱交換室的第一輸入端連接，渦輪增壓器將產(chǎn)生的壓縮空氣輸入到熱交換室內(nèi)與熱交換組件進行熱交換，第一輸出端與渦輪增壓器中的渦輪室配合，獲得溫度提升的壓縮空氣通過第一輸出端輸出到所述渦輪室；啟發(fā)一體電機，啟發(fā)一體電機與渦輪增壓器中的轉(zhuǎn)子軸連接。本發(fā)明可以實現(xiàn)生物質(zhì)直燃發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)小型化，低成本化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于生物質(zhì)及渦輪增壓器的發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種。世界生物質(zhì)發(fā)電起源于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時，世界性的石油危機爆發(fā)后，丹麥開始積極開發(fā)清潔的可再生能源，大力推行秸稈等生物質(zhì)發(fā)電。自1990年以來，生物質(zhì)發(fā)電在歐美許多國家開始大力發(fā)展。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，特別是城市化進程的加快，人們對熱能和電能的需求量急劇增加，能源需求的主體呈現(xiàn)出多樣化的態(tài)勢。由于分布式供能系統(tǒng)在溫室氣體排放、環(huán)境保護、能源的高效利用等方面表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢而逐漸引起人們的關(guān)注。目前國內(nèi)的分布式供能系統(tǒng)燃料主要是天然氣，這種系統(tǒng)初投資較高,主要在沿海城市中使用，在廣大農(nóng)村和西部地區(qū)尚未進行相關(guān)開發(fā)。農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)資源豐富,生物質(zhì)分布式能源供給系統(tǒng)在農(nóng)村將有廣闊的應(yīng)用前景。生物質(zhì)能源利用有多種形式:包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電等。

目前生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)主要通過將秸稈等生物質(zhì)加工成適于鍋爐燃燒的形式(粉狀或塊狀)，送入鍋爐內(nèi)充分燃燒，使儲存于生物質(zhì)燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，鍋爐內(nèi)的水燒熱后產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽在過熱器內(nèi)繼續(xù)加熱成過熱蒸汽進入汽輪機，驅(qū)動汽輪啟發(fā)一體電機組旋轉(zhuǎn)，將蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機械能，最后由啟發(fā)一體電機將機械能變成電能發(fā)電。汽輪機發(fā)電裝置具有龐大且笨重、能量轉(zhuǎn)換過程長且復(fù)雜、熱效率低、建設(shè)和運營成本相對較高、不宜分散化的小規(guī)模的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于生物質(zhì)及渦輪增壓器的發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，本發(fā)明可以實現(xiàn)生物質(zhì)直燃發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)小型化，低成本化。

基于生物質(zhì)及渦輪增壓器的發(fā)電系統(tǒng)，包括生物質(zhì)燃燒室，還包括：

接收生物質(zhì)燃燒室產(chǎn)生的熱量的熱交換組件，熱交換組件穿過生物質(zhì)燃燒室；

熱交換室，熱交換組件穿過熱交換室，熱交換室上設(shè)有第一輸入端，熱交換室上設(shè)有第一輸出端；

渦輪增壓器，渦輪增壓器的壓氣機輸出端與熱交換室的第一輸入端連接，渦輪增壓器將產(chǎn)生的壓縮空氣輸入到熱交換室內(nèi)與熱交換組件進行熱交換，第一輸出端與渦輪增壓器中的渦輪室配合，獲得溫度提升的壓縮空氣通過第一輸出端輸出到所述渦輪室；

啟發(fā)一體電機，啟發(fā)一體電機與渦輪增壓器中的轉(zhuǎn)子軸連接。

基于生物質(zhì)及渦輪增壓器的發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，包括以下步驟：

S1,生物質(zhì)在生物質(zhì)燃燒室內(nèi)燃燒加熱熱交換組件，啟發(fā)一體電機作為啟動電機向輪增壓器輸出扭矩以驅(qū)動渦輪增壓器旋轉(zhuǎn)，渦輪增壓器中的壓氣機產(chǎn)生的壓縮空氣輸入到熱交換室內(nèi)與熱交換組件進行熱交換形成高溫壓縮空氣；

S2，高溫壓縮空氣通過第一輸出端輸出到渦輪室內(nèi)，高溫壓縮空氣對渦輪膨脹做功以提升渦輪增壓器中的壓氣機以及與渦輪增壓器連接的啟發(fā)一體電機的轉(zhuǎn)速；

S3，當(dāng)渦輪增壓器或啟發(fā)一體電機的轉(zhuǎn)速達到設(shè)定值時，啟發(fā)一體電機停止向渦輪增壓器輸出扭矩，此時，啟發(fā)一體電機作為發(fā)電機并在渦輪增壓器驅(qū)動下輸出電能。