多功能氣化爐及聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多功能氣化爐及聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)，屬于氣化爐熱能利用領(lǐng)域，該多功能氣化爐的周向配風(fēng)裝置和中央配風(fēng)裝置均朝向熱反應(yīng)區(qū)，且均由控制系統(tǒng)控制，出氣口位于爐體的側(cè)面。本聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)包括多功能氣化爐、太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組、蓄氣罐、蓄熱罐和變壓站等。本發(fā)明以生物質(zhì)、煤炭為燃料，經(jīng)氧化還原反應(yīng)生成可燃?xì)怏w或生成活性炭，并使有害物質(zhì)裂解成可燃?xì)怏w，燃料多樣化、熱效率高，生成的燃?xì)鉃榍鍧嵞茉?、能源品質(zhì)優(yōu)，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)氣化和煤氣化的大規(guī)模應(yīng)用；利用多功能氣化爐形成分布式能源系統(tǒng)，按用戶的需求就地生產(chǎn)并形成能源供應(yīng)體系，節(jié)能環(huán)保，實(shí)用性強(qiáng)、容易推廣。
【專利說明】
多功能氣化爐及聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及氣化爐領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多功能氣化爐及聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣化爐使用的燃料為煤、天燃?xì)狻⑥r(nóng)作物秸桿、林木廢棄物、食用菌渣、牛羊畜糞、生活垃圾及一切可燃性物質(zhì)，是一種取之不盡，用之不竭的再生資源。而且氣化爐產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，屬于綠色新能源，具有強(qiáng)大的生命力。現(xiàn)在每個(gè)農(nóng)戶每天只需生物質(zhì)燃料3-5公斤，利用生物質(zhì)氣化爐就可解決全天生活用熱能(炊事、取暖、淋浴)，并且產(chǎn)生的生物質(zhì)燃?xì)饪上袷鸵夯瘹夂吞烊粴庖粯尤紵?，發(fā)電和熱能利用實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)?？梢愿淖兾覈r(nóng)村煙熏火燎的生活方式，可以避免燒荒，取代傳統(tǒng)柴灶，替代液化氣，大大減少二氧化碳排放。
[0003]另外，自20世紀(jì)初以來，電力工業(yè)的發(fā)展是以大機(jī)組，大電廠和大電網(wǎng)為主。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，人類對(duì)能源的需求量越來越大，傳統(tǒng)單一化，集中式能源系統(tǒng)有明顯的不足，同時(shí)分布式能源系統(tǒng)由于具有能源利用率高的特點(diǎn)，而成為未來世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向。
[0004]雖然國內(nèi)氣化爐技術(shù)多有報(bào)道，但是利用普通氣化爐燃燒生物質(zhì)燃料，實(shí)現(xiàn)發(fā)電的技術(shù)，尚未見到應(yīng)用很成功的案例。這是由于普通氣化爐不能實(shí)現(xiàn)大型化生產(chǎn)，而且對(duì)燃料要求高，熱效率低，產(chǎn)生的焦油、二惡英等無法去除而限制了該項(xiàng)技術(shù)的大規(guī)模推廣。
[0005]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種多功能氣化爐，以生物質(zhì)、煤炭為燃料，經(jīng)氧化還原反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，在氣化爐四周可設(shè)置水冷壁，在出氣口設(shè)置受熱面產(chǎn)生蒸汽和熱能利用，也可增加第二燃燒區(qū)焚燒生物質(zhì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，還可通過控制溫度和反應(yīng)時(shí)間生產(chǎn)活性炭，并使有害物質(zhì)裂解成可燃?xì)怏w，可用燃料多樣化、燃?xì)猱a(chǎn)率大、熱效率高，生成的燃?xì)鉃榍鍧嵞茉?、能源品質(zhì)優(yōu)，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)氣化和煤氣化的大規(guī)模應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明還提供一種包含多功能氣化爐的聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)，利用多功能氣化爐形成分布式能源系統(tǒng)，直接按用戶的需求就地生產(chǎn)并形成能源供應(yīng)體系，節(jié)能環(huán)保，實(shí)用性強(qiáng)、容易推廣。
[0008]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種多功能氣化爐，包括密閉的爐體和位于爐體外的控制系統(tǒng)，爐體的頂面設(shè)有進(jìn)料口，爐體的底面設(shè)有出灰口，所述爐體四周設(shè)置水冷壁，或布置耐火保溫材層；出氣口處設(shè)置受熱面以產(chǎn)生蒸汽，并導(dǎo)出可燃?xì)怏w，實(shí)現(xiàn)煤或天然氣和生物質(zhì)混燒產(chǎn)生可燃?xì)獾墓δ埽粻t體內(nèi)由上至下依次設(shè)置有中央給燃料裝置、中央配風(fēng)裝置和除灰裝置，中央配風(fēng)裝置具有爐內(nèi)動(dòng)力輸送功能；中央配風(fēng)裝置和除灰裝置之間的區(qū)域?yàn)闊岱磻?yīng)區(qū)，熱反應(yīng)區(qū)的周圍設(shè)置有周向配風(fēng)裝置和周向給燃料裝置；
[0009]所述周向配風(fēng)裝置和中央配風(fēng)裝置均朝向熱反應(yīng)區(qū)，熱反應(yīng)區(qū)根據(jù)需要可分為一段式或兩段式設(shè)置方式;二段式是在所述圖1的基礎(chǔ)上將熱反應(yīng)區(qū)分成兩部分，一部分維持原功能不變，再增加一個(gè)熱反應(yīng)區(qū)，相應(yīng)增給煤和氣化劑，使從一段熱反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w經(jīng)過二段熱反應(yīng)區(qū)，在二段熱反應(yīng)區(qū)側(cè)面設(shè)置出氣口并可設(shè)置鍋爐受熱面；周向配風(fēng)裝置和中央配風(fēng)裝置均與控制系統(tǒng)連接，爐體的側(cè)面設(shè)置有出氣口；
[0010]當(dāng)焚燒生物質(zhì)燃料時(shí)，在除灰裝置上方熱反應(yīng)區(qū)下部設(shè)置給生物質(zhì)燃料裝置和給風(fēng)裝置，實(shí)現(xiàn)煤生物質(zhì)混燒產(chǎn)生可燃?xì)怏w，形成第二燃燒區(qū)。
[0011]進(jìn)一步地，上述多功能氣化爐還包括提供助燃的富氧裝置、用于提供氣化風(fēng)和氣化蒸汽的氣化裝置，富氧裝置與氣化裝置均分別與中央配風(fēng)裝置、周向配風(fēng)裝置連接。
[0012]進(jìn)一步地，上述多功能氣化爐還包括燃?xì)庠傺h(huán)裝置，出氣口與燃?xì)庠傺h(huán)裝置連接，燃?xì)庠傺h(huán)裝置分別與周向配風(fēng)裝置和中央配風(fēng)裝置連接，具有動(dòng)力輸送燃料功能。
[0013]進(jìn)一步地，生產(chǎn)活性炭時(shí)，上述多功能氣化爐還包括與控制系統(tǒng)連接的高溫蒸汽配汽裝置，爐體內(nèi)位于除灰裝置下方的區(qū)域?yàn)榛钚蕴炕罨瘏^(qū)，高溫蒸汽配汽裝置朝向所述活性炭活化區(qū)。
[0014]進(jìn)一步地，上述進(jìn)料口處設(shè)置有自動(dòng)給料裝置，自動(dòng)給料裝置與中央給燃料裝置和/或周向給燃料裝置連接；出灰口設(shè)置有自動(dòng)卸灰裝置。
[0015]進(jìn)一步地，上述中央給燃料裝置包括活動(dòng)給燃料裝置，位于熱反應(yīng)區(qū)上方，活動(dòng)給燃料裝置可向下打開;除灰裝置包括活動(dòng)除灰裝置，并可進(jìn)一步設(shè)置生物質(zhì)給燃料裝置，利用爐內(nèi)溫度和自燃進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，位于熱反應(yīng)區(qū)下方，活動(dòng)除灰裝置可向下打開。
[0016]進(jìn)一步地，所述多功能氣化爐通過增減各裝置，實(shí)現(xiàn)燃料的單燃，混燒以及煤氣化，生物質(zhì)氣化和生產(chǎn)蒸汽或活性炭的功能。
[0017]—種包含多功能氣化爐的聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)，包括多功能氣化爐、太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組、為用戶提供燃?xì)獾男顨夤?、為用戶提供熱能的蓄熱罐和為用戶提供用電的變壓站，多功能氣化爐的出氣口與蓄氣罐連接，蓄氣罐與燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組連接，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組和太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)均與變壓站連接，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組還與余熱鍋爐換熱器連接，余熱鍋爐換熱器與蓄熱罐連接。
[0018]進(jìn)一步地，上述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括順次連接的太陽能集熱場、蒸汽發(fā)生蓄熱器和發(fā)電系統(tǒng)，太陽能集熱場和蒸汽發(fā)生蓄熱器通過高溫蓄熱回路連接，發(fā)電系統(tǒng)與變壓站連接。
[0019 ]進(jìn)一步地，上述發(fā)電系統(tǒng)包括汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、螺桿發(fā)電系統(tǒng)中的至少一種。
[0020]進(jìn)一步地，上述發(fā)電系統(tǒng)包括螺桿發(fā)電系統(tǒng)，螺桿發(fā)電系統(tǒng)還與余熱鍋爐換熱器連接。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1、本發(fā)明多功能氣化爐的中央配風(fēng)裝置和除灰裝置之間的區(qū)域分為熱反應(yīng)區(qū)，熱反應(yīng)區(qū)的周圍設(shè)置有周向配風(fēng)裝置，周向配風(fēng)裝置和中央配風(fēng)裝置均朝向熱反應(yīng)區(qū)，且均與控制系統(tǒng)連接，爐體的側(cè)面底部設(shè)置有出氣口，出氣口位于熱反應(yīng)區(qū)的下方。本發(fā)明以生物質(zhì)、煤炭為燃料，經(jīng)氧化還原反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，還可生產(chǎn)蒸汽，還可通過控制溫度和反應(yīng)時(shí)間，生產(chǎn)活性炭，并使有害物質(zhì)裂解成可燃?xì)怏w，可用燃料多樣化、燃?xì)猱a(chǎn)氣率大、熱效率高，生成的燃?xì)鉃榍鍧嵞茉础⒛茉雌焚|(zhì)優(yōu)，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃?xì)夂兔簹饣細(xì)獾拇笠?guī)模應(yīng)用。
[0023]2、本發(fā)明聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)包括多功能氣化爐、太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組、蓄氣罐、蓄熱罐和變壓站等，多功能氣化爐的出氣口與蓄氣罐連接，蓄氣罐與燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組連接，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組和太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)均與變壓站連接，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組還與余熱鍋爐換熱器連接，余熱鍋爐換熱器與蓄熱罐連接。本發(fā)明利用多功能氣化爐形成分布式能源系統(tǒng)，直接按用戶的需求就地生產(chǎn)并形成能源供應(yīng)體系，節(jié)能環(huán)保，實(shí)用性強(qiáng)、容易推廣。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0025]圖1示出了實(shí)施例提供的多功能氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2示出了實(shí)施例提供的聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]100-多功能氣化爐；101-進(jìn)料口；102-中央給燃料裝置；
[0029]103-中央配風(fēng)裝置；104-周向配風(fēng)裝置；105-除灰裝置；
[0030]106-出氣口；107-出灰口；108-控制系統(tǒng)；
[0031]109-富氧裝置；110-氣化裝置；111-燃?xì)庠傺h(huán)裝置；
[0032]112-燃料區(qū)；113-熱反應(yīng)區(qū)；114-氣體分離區(qū)；
[0033]115-活化區(qū)；116-高溫蒸汽配汽裝置；117-爐體；
[0034]118-周向給燃料裝置；119-給風(fēng)裝置；120-給生物質(zhì)燃料裝置；
[0035]121-受熱面；122-第二燃燒區(qū)；001-聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)；
[0036]200-太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)；201-太陽能集熱場； 202-高溫蓄熱回路；
[0037]203蒸汽發(fā)生蓄熱器； 204-汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)； 205-螺桿發(fā)電系統(tǒng)；
[0038]300-蓄氣罐；301-氣用戶；400-燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組；
[0039]500-余熱鍋爐換熱器；600-變壓站；601-公眾電網(wǎng)；
[0040]602-局域電網(wǎng)；700-蓄熱罐；701-熱用戶。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為說明本發(fā)明實(shí)施例的目的、使技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。
[0042]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0043]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0044]參見圖1所示，本實(shí)施例提供一種多功能氣化爐100，包括密閉的爐體117和位于爐體117外的控制系統(tǒng)108，爐體117的頂面設(shè)有進(jìn)料口 1I，爐體117的底面設(shè)有出灰口 107，所述爐體117四周可設(shè)置水冷壁，出氣口處設(shè)置受熱面121以產(chǎn)生蒸汽，或布置耐火保溫材料，爐體117內(nèi)由上至下依次設(shè)置有中央給燃料裝置102、中央配風(fēng)裝置103和除灰裝置105，中央配風(fēng)裝置103具有爐內(nèi)動(dòng)力輸送功能；中央配風(fēng)裝置103和除灰裝置105之間的區(qū)域?yàn)闊岱磻?yīng)區(qū)113，熱反應(yīng)區(qū)113的周圍設(shè)置有周向配風(fēng)裝置104和周向給燃料裝置118，當(dāng)焚燒生物質(zhì)燃料時(shí)，在除灰裝置105上方熱反應(yīng)區(qū)下部設(shè)置給生物質(zhì)燃料裝置120和給風(fēng)裝置119，實(shí)現(xiàn)煤生物質(zhì)混燒產(chǎn)生可燃?xì)怏w，形成第二燃燒區(qū)122;
[0045]所述周向配風(fēng)裝置104和中央配風(fēng)裝置103均朝向熱反應(yīng)區(qū)113，熱反應(yīng)區(qū)根據(jù)需要可分為一段式或兩段式設(shè)置方式;二段式是在所述圖1的基礎(chǔ)上將熱反應(yīng)區(qū)分成兩部分，一部分維持原功能不變，再增加一個(gè)熱反應(yīng)區(qū)，相應(yīng)增給煤和氣化劑，使從一段熱反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w經(jīng)過二段熱反應(yīng)區(qū)，在二段熱反應(yīng)區(qū)側(cè)面設(shè)置出氣口 106并可設(shè)置受熱面121;周向配風(fēng)裝置104和中央配風(fēng)裝置103均與控制系統(tǒng)108連接，爐體117的側(cè)面設(shè)置有出氣口 106。對(duì)于多功能氣化爐100，爐體117內(nèi)由上至下分為燃料區(qū)112、熱反應(yīng)區(qū)113、氣體分離區(qū)114和活化區(qū)115，燃料區(qū)112為中央給燃料裝置102對(duì)應(yīng)的區(qū)域，熱反應(yīng)區(qū)113包括氧化還原區(qū)，氣體分離區(qū)114為除灰裝置105對(duì)應(yīng)的區(qū)域，除灰裝置105對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)置給生物質(zhì)燃料裝置120、給風(fēng)裝置119和第二燃燒區(qū)122，活化區(qū)115為位于除灰裝置105下方的區(qū)域。
[0046]多功能氣化爐100的工藝過程為:燃料(包括生物質(zhì)、煤炭、天然氣等燃料)經(jīng)進(jìn)料口 101進(jìn)入燃料區(qū)112，經(jīng)中央給燃料裝置102均勻布料后，輸送至中央配風(fēng)裝置103和/或周向配風(fēng)裝置104，燃料均勻下落，進(jìn)入熱反應(yīng)區(qū)113。中央配風(fēng)裝置103和周向配風(fēng)裝置104分別向熱反應(yīng)區(qū)113配風(fēng)給燃料，控制系統(tǒng)108根據(jù)燃料量和燃料類型，控制配風(fēng)中的氧氣、氣化劑、燃?xì)庠傺h(huán)氣的配比，實(shí)現(xiàn)精確配風(fēng)(根據(jù)燃料情況和運(yùn)行工況，中央配風(fēng)裝置103和周向配方裝置可采用正壓、正壓負(fù)吸、負(fù)壓或負(fù)壓負(fù)吸的方法進(jìn)行配風(fēng))，控制熱反應(yīng)區(qū)113的溫度梯度和反應(yīng)時(shí)間，使燃料充分氧化、還原形成生成一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w。而且，通過中央配風(fēng)裝置103和周向配風(fēng)裝置104的設(shè)置方式，通過燃?xì)庠傺h(huán)可形成良好的可調(diào)節(jié)燃燒條件，并能使焦油、二惡英等有害物質(zhì)在高溫環(huán)境下有足夠的停留時(shí)間裂解為可燃?xì)怏w。產(chǎn)生的蒸汽由爐體117排出，第二燃燒區(qū)122產(chǎn)生的可燃?xì)怏w由出氣口 106排出，燃燒殘余物經(jīng)出灰口 107排出。當(dāng)生產(chǎn)活性炭時(shí)，活性炭經(jīng)出灰口 107排出?；以沙龌铱?107排出，排到所設(shè)置的激冷灰渣系統(tǒng)內(nèi)或直接落入皮帶輸送機(jī)。
[0047]因此，多功能氣化爐100及聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001以生物質(zhì)、煤炭為天然燃料，經(jīng)氧化還原反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，通過熱交換產(chǎn)生蒸氣，通過控制溫度和反應(yīng)時(shí)間，生產(chǎn)活性炭，并使有害物質(zhì)裂解成可燃?xì)怏w，可用燃料多樣化、燃?xì)猱a(chǎn)氣率大、熱效率高，生成的燃?xì)鉃榍鍧嵞茉?、能源品質(zhì)優(yōu)，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃?xì)夂兔簹饣細(xì)獾拇笠?guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。獨(dú)特的燃燒過程可使有害物質(zhì)如焦油和二惡英等裂解成可燃?xì)怏w，整個(gè)系統(tǒng)沒有煙筒，沒有二氧化碳排放。
[0048]本實(shí)施例中，多功能氣化爐100還包括提供氧氣的富氧裝置109、用于提供氣化風(fēng)和氣化蒸汽的氣化裝置110，以及燃?xì)庠傺h(huán)裝置111。富氧裝置109與氣化裝置110均分別與中央配風(fēng)裝置103、周向配風(fēng)裝置104連接。出氣口 106與燃?xì)庠傺h(huán)裝置111連接，燃?xì)庠傺h(huán)裝置111分別與周向配風(fēng)裝置104和中央配風(fēng)裝置103連接，使多功能氣化爐100產(chǎn)生的可燃?xì)怏w中抽出適當(dāng)比例可燃?xì)怏w再進(jìn)入爐體117內(nèi)，形成燃?xì)庠傺h(huán)，提高燃?xì)馄焚|(zhì)，可起到燃料輸送動(dòng)力和配風(fēng)功能。
[0049]富氧裝置109提供配風(fēng)中的助燃氧氣，氣化裝置110提供配風(fēng)中的氣化劑，燃?xì)庠傺h(huán)裝置111提供配風(fēng)中的燃燒能量，通過富氧裝置109、氣化裝置110和燃?xì)庠傺h(huán)裝置111的設(shè)置，通過配風(fēng)，就能滿足燃料充分燃燒反應(yīng)的條件?？刂蒲b置根據(jù)燃料量，調(diào)節(jié)中央配風(fēng)裝置103的配風(fēng)中的氧氣含量、氣化劑的含量和燃?xì)庠傺h(huán)量，以及調(diào)節(jié)周向配風(fēng)裝置104的配風(fēng)中的氧氣含量、氣化劑的含量和燃?xì)庠傺h(huán)量，達(dá)到最佳燃燒溫度和最佳調(diào)節(jié)精度，使燃料在熱反應(yīng)區(qū)113的氧化還原反應(yīng)充分，使可燃?xì)怏w熱值最大化。
[0050]本實(shí)施例中，多功能氣化爐100還包括與控制系統(tǒng)108連接的高溫蒸汽配汽裝置116，爐體117內(nèi)為活化區(qū)115，高溫蒸汽配汽裝置116朝向活化區(qū)115。
[0051]當(dāng)多功能氣化爐100單純生產(chǎn)可燃?xì)怏w時(shí)，生物質(zhì)或煤炭在熱反應(yīng)區(qū)113經(jīng)過完全燃燒后，產(chǎn)生可燃?xì)怏w和飛灰(燃燒殘余物)，可燃?xì)怏w由出氣口 106排出，飛灰落在除灰裝置105上，除灰裝置105向下打開。
[0052]當(dāng)多功能氣化爐單純生產(chǎn)活性炭時(shí)，燃料在熱反應(yīng)區(qū)113通過控制溫度使燃料處于碳原素?zé)囟纫韵虏煌耆紵?，產(chǎn)生可燃?xì)怏w和木炭或焦炭，落入活化區(qū)115。高溫蒸汽配汽裝置116用于提供使木炭充分活化的高溫蒸汽，并使木炭或焦炭有足夠的停留和反應(yīng)時(shí)間生成活性炭，具體過程為:控制系統(tǒng)108控制高溫蒸汽配汽裝置116向活化區(qū)115提供含有高溫水蒸汽的配汽，并通過調(diào)節(jié)配汽的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)活化區(qū)115反應(yīng)溫度的控制，在木炭或焦炭在向下移動(dòng)的過程中，在高溫蒸汽的活化作用下，增加比表面積，逐步活化生成活性炭，并由出灰口 107排出，同時(shí)爐體117內(nèi)生成的可燃?xì)怏w經(jīng)出氣口 106排出。
[0053]本實(shí)施例中，進(jìn)料口101處設(shè)置有自動(dòng)給料裝置，自動(dòng)給料裝置與中央給燃料裝置102連接；出灰口 107設(shè)置有自動(dòng)卸灰裝置。自動(dòng)給料裝置可將燃料由進(jìn)料口 101自動(dòng)輸送到中央給燃料裝置102，自動(dòng)卸灰裝置可將灰渣由出灰口 107自動(dòng)排出。
[0054]本實(shí)施例中，中央給燃料裝置102包括活動(dòng)給燃料裝置，活動(dòng)給燃料裝置位于熱反應(yīng)區(qū)113上方，活動(dòng)給燃料裝置可向下打開。除灰裝置105包括活動(dòng)除灰裝置，活動(dòng)除灰裝置位于熱反應(yīng)區(qū)113下方，活動(dòng)除灰裝置可向下打開。
[0055]燃料落到活動(dòng)給燃料裝置，經(jīng)布料后，燃料均勻分散于活動(dòng)給燃料裝置，活動(dòng)給燃料裝置自動(dòng)向下打開，燃料就會(huì)均勻落到熱反應(yīng)區(qū)113進(jìn)行反應(yīng)。燃料也可經(jīng)給料機(jī)直接輸送到中央給燃料裝置102和/或周向給燃料裝置118。反應(yīng)產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物落到活動(dòng)除灰裝置上，活動(dòng)除灰裝置可直接將灰渣收集到一起，并由出灰口 107排出，或者當(dāng)燃燒產(chǎn)物需要進(jìn)一步進(jìn)行活化時(shí)，活動(dòng)除灰裝置自動(dòng)向下打開，燃燒產(chǎn)物落入活化區(qū)115，充分活化后變成活性炭，最后由出灰口 107排出。在除灰裝置上方可設(shè)置給生物質(zhì)燃料裝置120和給風(fēng)裝置119形成的第二燃燒區(qū)122。
[0056]參見圖1和圖2所示，本實(shí)施例還提供一種聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001，包括多功能氣化爐100、太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400、為用戶提供燃?xì)獾男顨夤?00、為用戶提供熱能的蓄熱罐700和為用戶提供用電的變壓站600，多功能氣化爐100的出氣口 106與蓄氣罐300連接，蓄氣罐300與燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400連接，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400和太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200均與變壓站600連接，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400還與余熱鍋爐換熱器500連接，余熱鍋爐換熱器500與蓄熱罐700連接。
[0057]太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200是利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200受夜晚、陰雨天的局限，無法保證發(fā)電的連續(xù)性及電能品質(zhì)，且只能借助蓄熱原件和蓄能罐等來維持機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，但系該龐大，投資，運(yùn)行，維護(hù)成本很高。
[0058]聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)運(yùn)行或互為補(bǔ)充的運(yùn)行方式解決以上問題，聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001主要由多功能氣化爐100、太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200和燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400組成分布式能源系統(tǒng)，滿足了發(fā)電機(jī)組連續(xù)、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行的需要。分布式能源系統(tǒng)是相對(duì)傳統(tǒng)的集中能源供給電系統(tǒng)而言的，傳統(tǒng)的集中式能源供給系統(tǒng)采用大容量設(shè)備、集中生產(chǎn)，然后通過長距離的輸送設(shè)施(大電網(wǎng)、大熱網(wǎng)等)將能源輸送給較大范圍內(nèi)的眾多用戶;而分布式能源系統(tǒng)則是直接面向當(dāng)?shù)赜脩?，按用戶的需求就地生產(chǎn)并供應(yīng)能源，具有多種功能，可滿足多重目標(biāo)的中、小型能源轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)，同時(shí)可大幅減少輸電線損和熱損耗。
[0059]聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001中的主要構(gòu)成如下:
[0060]太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200:太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200包括太陽集熱場和發(fā)電系統(tǒng)，其中太陽集熱場由太陽能反射鏡、集熱器、跟蹤裝置、蓄熱器等組成，是一種將太陽能光能轉(zhuǎn)換成熱能的系統(tǒng);發(fā)電系統(tǒng)是將熱能轉(zhuǎn)換成電能的系統(tǒng)。
[0061 ]燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400:燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400包括可燃?xì)怏w凈化、燃機(jī)本體、發(fā)電機(jī)等，是將燃?xì)鉄崮苻D(zhuǎn)換成電能的系統(tǒng)。
[0062]公用系統(tǒng):公用系統(tǒng)包括公眾電網(wǎng)601、局域電網(wǎng)602、氣用戶301和熱用戶701。
[0063]聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001中的關(guān)鍵路徑為:
[0064]1、太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，輸送到變壓站600，然后進(jìn)入公眾電網(wǎng)601和局域電網(wǎng)602中，滿足用戶用電需求。
[0065]2、多功能氣化爐100產(chǎn)生燃?xì)猓⑤斔偷叫顨夤?00中，蓄氣罐300中的燃?xì)廨斔椭翚庥脩?01，滿足用戶用氣需求。
[0066]3、蓄氣罐300中的燃?xì)廨斔偷饺細(xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400，燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400利用燃?xì)獍l(fā)電，并輸送到變壓站600，該路徑構(gòu)成燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400發(fā)電時(shí)段，進(jìn)一步滿足用戶用電需求。
[0067]4、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400排氣產(chǎn)生的熱量進(jìn)入余熱鍋爐換熱器500，余熱鍋爐換熱器500利用熱交換產(chǎn)生蒸汽，蒸汽輸送到蓄熱罐700中，蓄熱罐700中的熱能輸送至熱用戶701，滿足用戶用熱需求。
[0068]綜上所述，聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001是利用多功能氣化爐100形成的分布式能源系統(tǒng)，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)供電、供氣、供熱，可直接按用戶的需求就地生產(chǎn)并供應(yīng)能源。
[0069]本實(shí)施例中，太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200包括順次連接的太陽能集熱場201、蒸汽發(fā)生蓄熱器203和發(fā)電系統(tǒng)，太陽能集熱場201和蒸汽發(fā)生蓄熱器203通過高溫蓄熱回路202連接，發(fā)電系統(tǒng)與變壓站600連接。發(fā)電系統(tǒng)包括汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)204、螺桿發(fā)電系統(tǒng)205中的至少一種。螺桿發(fā)電系統(tǒng)205還與余熱鍋爐換熱器500連接。太陽能集熱場201優(yōu)選為太陽能槽式集熱場。
[0070]太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200中，太陽能集熱場201將太陽熱能匯集到蒸汽發(fā)生蓄熱器203，產(chǎn)生高溫過熱蒸汽并進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)出電能送至變壓站600，太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)200的工作過程構(gòu)成太陽能發(fā)電供熱時(shí)段。
[0071]另外，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)包括螺桿發(fā)電系統(tǒng)205時(shí)，余熱鍋爐換熱器500將燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組400排氣產(chǎn)生的熱能傳遞給螺桿發(fā)電系統(tǒng)205進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)001中的熱能循環(huán)利用系統(tǒng)。
[0072]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能氣化爐，其特征在于，包括密閉的爐體和位于所述爐體外的控制系統(tǒng)，所述爐體的頂面設(shè)有進(jìn)料口，所述爐體的底面設(shè)有出灰口，所述爐體四周設(shè)置水冷壁，或耐火保溫層；出氣口處設(shè)置受熱面以產(chǎn)生蒸汽，并可導(dǎo)出可燃?xì)怏w;所述爐體內(nèi)由上至下依次設(shè)置有中央給燃料裝置、中央配風(fēng)裝置和除灰裝置，所述中央配風(fēng)裝置和所述除灰裝置之間的區(qū)域?yàn)闊岱磻?yīng)區(qū)，所述熱反應(yīng)區(qū)的周圍設(shè)置有周向配風(fēng)裝置和周向給燃料裝置； 所述周向配風(fēng)裝置和所述中央配風(fēng)裝置均朝向所述熱反應(yīng)區(qū)，所述周向配風(fēng)裝置和所述中央配風(fēng)裝置均與所述控制系統(tǒng)連接，所述爐體的側(cè)面設(shè)置有出氣口； 當(dāng)焚燒生物質(zhì)燃料時(shí)，在除灰裝置上方熱反應(yīng)區(qū)下部設(shè)置給生物質(zhì)燃料裝置和給風(fēng)裝置，實(shí)現(xiàn)煤生物質(zhì)混燒產(chǎn)生可燃?xì)怏w，形成第二燃燒區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣化爐，其特征在于，所述多功能氣化爐還包括提供助燃的富氧裝置、用于提供氣化風(fēng)和氣化蒸汽的氣化裝置，所述富氧裝置與所述氣化裝置均分別與所述中央配風(fēng)裝置、所述周向配風(fēng)裝置連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣化爐，其特征在于，所述多功能氣化爐還包括燃?xì)庠傺h(huán)裝置，所述出氣口與所述燃?xì)庠傺h(huán)裝置連接，所述燃?xì)庠傺h(huán)裝置分別與所述周向配風(fēng)裝置和所述中央配風(fēng)裝置連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣化爐，其特征在于，當(dāng)生產(chǎn)活性炭時(shí)，所述多功能氣化爐還包括與所述控制系統(tǒng)連接的高溫蒸汽配汽裝置，所述爐體內(nèi)位于所述除灰裝置下方的區(qū)域?yàn)榛钚蕴炕罨瘏^(qū)，所述高溫蒸汽配汽裝置朝向所述活性炭活化區(qū)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣化爐，其特征在于，所述中央給燃料裝置包括活動(dòng)給燃料裝置，位于所述熱反應(yīng)區(qū)上方，所述活動(dòng)給燃料裝置可向下打開;所述除灰裝置包括活動(dòng)除灰裝置，位于所述熱反應(yīng)區(qū)下方，所述活動(dòng)除灰裝置可向下打開。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣化爐，其特征在于，所述多功能氣化爐通過增減裝置，實(shí)現(xiàn)燃料的單燃，混燒以及煤氣化，生物質(zhì)氣化和生產(chǎn)蒸汽或活性炭。7.—種包含權(quán)利要求1所述的多功能氣化爐的聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)，其特征在于，包括所述多功能氣化爐、太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組、為用戶提供燃?xì)獾男顨夤?、為用戶提供熱能的蓄熱罐和為用戶提供用電的變壓站，所述多功能氣化爐的所述出氣口與所述蓄氣罐連接，所述蓄氣罐與所述燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組連接，所述燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組和所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)均與所述變壓站連接，所述燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組還與余熱鍋爐換熱器連接，所述余熱鍋爐換熱器與所述蓄熱罐連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括順次連接的太陽能集熱場、蒸汽發(fā)生蓄熱器和發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能集熱場和所述蒸汽發(fā)生蓄熱器通過高溫蓄熱回路連接，所述發(fā)電系統(tǒng)與所述變壓站連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電系統(tǒng)包括汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、螺桿發(fā)電系統(tǒng)中的至少一種。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聯(lián)合循環(huán)能源系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電系統(tǒng)包括螺桿發(fā)電系統(tǒng)，所述螺桿發(fā)電系統(tǒng)還與所述余熱鍋爐換熱器連接。
【文檔編號(hào)】C10J3/20GK106047416SQ201610573656
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月19日
【發(fā)明人】郭賓, 郭嘉林
【申請(qǐng)人】郭賓