一种含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统

本发明属于生物质资源综合利用领域，具体来说，涉及一种含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统。

背景技术：

1、生物质能作为一种潜力巨大、可再生、可存贮的节能环保型能源，在优化能源消费结构、缓解能源供应紧张局面、提高农业收入及改善环境质量等方面具有巨大的作用。

2、现阶段，生物质直燃发电和沼气厌氧发酵是我国最主要的两种生物质利用方式，但两者单独应用时都存在着一些问题。生物质直燃发电中灰渣的处理问题，沼气池保温热量的选取、沼渣沼液的高效利用等问题仍有待解决。

3、现有生物质直燃发电与沼气厌氧发酵耦合的系统中，只有汽轮机抽汽可向用户提供热量。

4、因此，当冬季热负荷较高且沼气池保温需要的热量较大时，汽轮机的供热压力较大，可能会对其发电量产生影响；

5、当夏季或过渡季气负荷较低时，受到储气罐容量的限制，沼气池出力也会随着气负荷一同减小，产肥量下降，不利于生物质资源的充分消纳和系统的经济运行。

技术实现思路

1、针对上述不足之处，本发明所要解决的问题是：如何在冬季热负荷较高时减轻汽轮机抽汽供热的压力，增加系统运行的灵活性，并在气负荷较低时使沼气池出力仍能维持在较高水平，提高生物质资源利用量及有机肥的产量。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：一种含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，包括生物质直燃锅炉、蒸汽轮机、沼气池以及换热器，在所述沼气池沼气出口到用户端管路中，设有可燃烧沼气供热的燃气锅炉。

3、进一步的，热负荷较高时，所述燃气锅炉分担部分热负荷，减小汽轮机抽汽供热的压力；

4、在气负荷较低时，所述沼气池内多余的沼气进入所述燃气锅炉燃烧供热。

5、进一步的，所述沼气池内的循环水作为沼气池增温系统的传热介质储存在沼气池循环水箱中；所述循环水在板式换热器中由蒸汽轮机抽汽加热后，经管路系统在泵的动力下进入沼气池内部的沼气池内加热盘管完成热量交换。

6、进一步的，所述生物质直燃锅炉燃烧秸秆产生高温高压的蒸汽，用于驱动汽轮机发电，汽轮机设有抽汽口，抽汽一部分为沼气池提供热量，另一部分抽汽对外供热。

7、进一步的，秸秆、粪便等生物质在所述沼气池中厌氧发酵产出的沼气经干燥、除臭、脱硫后再经输气管道输送给燃气锅炉、储气罐及用户。

8、进一步的，还包括光伏发电系统。

9、进一步的，在所述生物质直燃锅炉中，秸秆燃烧产生的灰渣可用于沼气池ph值的调控和有机肥的制备。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、相较于现有技术中，沼气池产气直接进入用户端，本发明在沼气池沼气出口到用户端管路中，设有可燃烧沼气供热的燃气锅炉；使得沼气池产气可进入燃气锅炉燃烧供热，可以为汽轮机抽汽分担部分热负荷。

12、具体来说，在冬季热负荷较高时，可由燃气锅炉分担部分热负荷，减小汽轮机抽汽供热的压力，增加系统运行的灵活性；

13、在夏季及过渡季气负荷较低时，因为沼气池产有机肥具有较好的收益，所以为了增加有机肥产量可以适当增大沼气池出力，多余的沼气进入燃气锅炉燃烧供热，此时燃气锅炉主要起消耗系统内多余沼气的作用，可以提高系统运行的经济性。

技术特征：

1.一种含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，包括生物质直燃锅炉（1）、蒸汽轮机（2）、沼气池（3）以及换热器（5），其特征在于：在所述沼气池（3）沼气出口到用户端管路中，设有可燃烧沼气供热的燃气锅炉（5）。

2.根据权利要求1所述的含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，其特征在于：热负荷较高时，所述燃气锅炉（5）分担部分热负荷，减小汽轮机（2）抽汽供热的压力；

3.根据权利要求1所述的含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，其特征在于：所述沼气池（3）内的循环水作为沼气池（3）增温系统的传热介质储存在沼气池循环水箱（31）中；所述循环水在板式换热器（4）中由蒸汽轮机（2）抽汽加热后，经管路系统在泵的动力下进入沼气池（3）内部的沼气池内加热盘管完成热量交换。

4.根据权利要求1所述的含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，其特征在于：所述生物质直燃锅炉（1）燃烧秸秆产生高温高压的蒸汽，用于驱动汽轮机（2）发电，汽轮机（2）设有抽汽口，抽汽一部分为沼气池（3）提供热量，另一部分抽汽对外供热。

5.根据权利要求1所述的含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，其特征在于：秸秆、粪便等生物质在所述沼气池（3）中厌氧发酵产出的沼气经干燥、除臭、脱硫后再经输气管道输送给燃气锅炉（5）、储气罐（7）及用户。

6.根据权利要求1所述的含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，其特征在于：还包括光伏发电系统（6）。

7.根据权利要求1所述的含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，其特征在于：在所述生物质直燃锅炉（1）中，秸秆燃烧产生的灰渣可用于沼气池（3）ph值的调控和有机肥的制备。

技术总结本发明公开了一种含燃气锅炉的生物质电热气肥多联产系统，相较于现有技术中，沼气池产气直接进入用户端，本发明在沼气池沼气出口到用户端管路中，设有可燃烧沼气供热的燃气锅炉；使得沼气池产气可进入燃气锅炉燃烧供热，可以为汽轮机抽汽分担部分热负荷。具体来说，在冬季热负荷较高时，可由燃气锅炉分担部分热负荷，减小汽轮机抽汽供热的压力，增加系统运行的灵活性；在夏季及过渡季气负荷较低时，因为沼气池产有机肥具有较好的收益，所以为了增加有机肥产量可以适当增大沼气池出力，多余的沼气进入燃气锅炉燃烧供热，此时燃气锅炉主要起消耗系统内多余沼气的作用，可以提高系统运行的经济性。技术研发人员：王培红,高俊彦,徐璐璐,汤若鑫,詹卓轩,宣凯,魏洪轩,谢凯受保护的技术使用者：东南大学技术研发日：技术公布日：2024/1/16