[实用新型]一种基于生物质气的分布式冷热电联供系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于生物质气的分布式冷热电联供系统。

背景技术

我国作为农业大国，具有相当丰富的生物质能资源，每年可用于生产生物质气的资源约折合2.5亿吨标准煤，能转化当量沼气约1990亿立方米，折合天然气1200亿立方米，相当于我国2011年天然气消费量1290亿立方米的93％，按照2011年的能源消费总量(34.8亿吨标准煤)计算，生物质气发展将使中国气体能源消费的比重提高7％左右。另一方面，我国大部分农户还仍然延续着分散养殖的习惯。目前我国生猪分散养殖户为1.07亿户，奶牛、肉牛0.18亿户，蛋肉鸡1.17亿户，羊0.28亿户，役畜0.22万户，其粪便排放量每年则高达32亿吨，如果不能适时处理将会极大的污染社会环境。

厌氧微生物分解生物质中的有机物会产生大量沼气，在沼气的成分中，甲烷约占50％-70％，其余为二氧化碳和少量硫化氢等，此外还包含乙烷、甲苯等非甲烷有机化合物。沼气是一种易燃、易爆的有毒气体，其直接排入空气将严重危害人体健康、破坏环境并加剧温室效应。同时，沼气作为一种典型的生物质气可再生能源，具有燃烧产物污染小等优点，1立方米沼气完全燃烧能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量，利用沼气发电不仅可解决电力短缺问题，又能减少甲烷等温室气体的排放，净化空气环境。再者，冷热电联供系统是一种建立在能量梯级利用概念基础上的总能系统，其最大特点是可对不同品位的热能实现综合梯级利用，同时完成发电、制冷及供热(包括供暖和热水)三过程，就地满足用户的冷、热、电需求，从而降低远距离供能的传输损失，极大的提高社会经济效益及能源利用效率。在现有技术条件下，联供系统的一次能源利用率可达到75％-90％，目前已受到国内外不同行业的广泛青睐。因此，在农村养殖场等具有丰富生物质气资源的场所推广使用沼气冷热电联供系统，对推动农业结构调整及建设社会主义新农村具有重要意义。

然而一个不争的事实是，目前我国农村生物质沼气大多仅用于农户炊事，在非炊事时间则处于闲置状态，从而造成了装置、资金及资源的极大浪费，即便是现有的沼气发电项目也均以大中型为主，缺少小型工程，基本没有以沼气为能源的冷热电联供系统。小型(如30kW)的生物质气冷热电联供系统非常适合我国分散式、小规模应用的需求，发出的电力可满足手工业、排灌以及边远地区的生活用电，同时也可极大的缓解农村供热难和局部环境污染的问题。显而易见，我国对数十千瓦级生物质气冷热电联供分布式供能系统的需求十分紧迫，需求数量巨大。

小型冷热电联供系统一般指机组容量低于500kW，高于20kW的系统，以燃气内燃机或微型燃气轮机为主要动力装置，其中内燃发电机组机因技术成熟、价格低廉和发电效率高等优点而被广泛应用于小型联供系统。燃气内燃机的排烟作为高温热源驱动溴化锂吸收式机组，用于制冷或供热，内燃机的缸套水还可制取生活热水。然而遗憾的是，现有内燃发电机组中的发电机大多通过风扇风冷，发电机废热被风带走，难以回收利用，从而未能最大程度彰显联供系统的节能特性。

通过检索发现，目前大多数冷热电联供系统的动力均来自于以天然气为主的化石燃料，如专利号为200710021510.7(申请日2007.4.18)提出了一种由天然气驱动的小型冷热电联供系统，还有采用生物质固体成型燃料燃烧后的烟气作为热源的冷热电联供系统，如专利号为201110345197.9(申请日2011.11.04)介绍了一种由生物质固体燃烧后的烟气驱动的冷热电联供系统，另外也有部分冷热电联供系统动力源来自于太阳能，如专利号为200710041475.5(申请日2007.5.31)的专利中联供系统的动力来自于太阳能。尚未发现以生物质沼气为动力驱动源的冷热电联供系统以及针对发电机余热回收的设计。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种基于生物质气的分布式冷热电联供系统，本装置通过燃气内燃机产生动力带动发电机发电，同时将内燃机产生的高温烟气通入烟气热水型溴化锂吸收式冷温水机组实现制冷、供热。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：