[发明专利]一种由风力发电机供电的锅炉

说明书

技术领域

本发明设置一种由风力发电机供电的锅炉，由风力发电机为供热系统中的锅炉供电。

背景技术

目前城镇供热系统包括大型热电厂供热系统和小型供热锅炉供热系统，为取得最大的能源利用经济效益，大型热电厂要求将热电站同有关工厂和城镇住宅集中布局在一定地段内，供热距离通常不超过5～8公里，而且规模大、投资高、建设周期长、污染环境，因此其开发建设受到一定的影响。小型供热锅炉布置分散、热效率低、除尘效率也低、缺乏脱硫设施、污染严重，因此更不适合其开发建设。在这种背景下，考虑主要利用风电系统进行城镇供热。

然而，风电是不稳定的能源，风速较大或风速较低时，发电装置均不能为供热系统锅炉提供稳定的工作电压。锅炉为重要负荷，当其突然断电时，容易发生过压爆炸等事故，针对上述风电装置受自然风速影响，导致供电不稳定问题，本申请提出了一种用电成本较低、节能环保且具有高可靠性的供热系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用电成本较低、节能环保且具有高可靠性的供热系统。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种由风力发电机供电的锅炉，该锅炉包括风力发电系统、固体蓄热式锅炉、换热装置以及热用户；风力发电系统为蓄热式锅炉供电，固体蓄热式锅炉与换热装置连接成循环回路，由固体蓄热式锅炉直接给热用户供热。

该锅炉包括具有热量传递出口的蓄热室、具有热量传递入口的换热室、加热元件、蓄热体以及用于控制热量传递出口或热量传递入口的热量传递隔热机构，加热元件和蓄热体分别位于蓄热室内，蓄热体的温度高于换热室内的温度，蓄热体释放的热量依次经热量传递出口进入换热室。

蓄热室的壁由内至外依次为耐火层和保温层，加热元件为电加热元件，隔热机构包括隔热部件和驱动机构，驱动机构驱动隔热部件运动以使得热量传递出口和热量传递入口的热量传递横截面积增大或减小。

风力发电系统包括风力发电机、控制器、风速检测装置、整流装置、逆变装置、第一开关、第二开关、第三开关、电容、功率变换单元、光伏电池、DC/DC变换器、第四开关、电容剩余电量检测装置和日光强度采集装置；控制器通过风速检测装置检测风速，根据风机的转速将风力发电机的运行状态设置为三种运行模式，并根据运行模式控制第一开关和第二开关的开断或闭合，并通过日光强度采集装置检测日光强度，由控制器控制第四开关的开断或闭合；整流装置将风力发电机产生的交流电变换为直流电给电容充电；逆变装置将电容输出的直流电变换为交流电给风力发电机供电；功率变换单元将风力发电机输出的交流电压转化为锅炉的额定工作电压；DC/DC变换器将光伏电池输出电压升压后为电容充电。

风力发电机包括风叶、轴、转子、第一定子、第二定子和风速检测装置，其特征在于：第一定子、转子、第二定子呈筒状，且第一定子上设置有多个凸出部，各凸出部沿周向呈对称分布且凸出部上设有定子绕组，转子上设置有多个永磁体，永磁体分别向第一定子外侧及第二定子内侧延伸，第二定子上设置有多个凸出部，各凸出部沿周向呈对称分布且凸出部上设有定子绕组，第二定子凸出部向转子外侧延伸；转子直径大于第一定子直径，小于第二定子直径；风叶带动风力发电机转轴转动，带动转子转动产生旋转电动势。

所述风力发电机共有三种运行方式，当风速检测装置检测到转子的转速超过电机额定转速时，风力发电机切换为第一种运行方式工作，此时，第二定子和转子组成发电机为电容充电，同时，第一定子和转子组成发电机为锅炉供电；当风速检测装置检测到转子的转速低于电机额定转速时，风力发电机切换为第二种运行方式工作，此时，第二定子由电容供电和转子组成电动机，带动转子旋转，提升转子的转速，同时，第一定子和转子组成发电机为锅炉供电；当风速检测装置检测到转子的转速接近电机额定转速时，风力发电机切换为第三种运行方式工作，此时，仅由第一定子和转子组成发电机为锅炉供电。DC/DC变换器采用Boost升压变换器。

风力发电机转子包括两对永磁体，第一定子上包含四个对称设置的定子绕组，每个定子绕组缠绕在第一定子上的凸出部上，第二定子上包含四个对称设置的定子绕组，每个定子绕组缠绕在第二定子上的凸出部上。