本实用新型专利技术提供一种生物质热能与太阳能多级冷热电联供系统，属能源与环境技术领域。本实用新型专利技术包括传热流体循环回路、发电回路、冷电联供回路、太阳能循环回路、生物质燃烧炉排烟管路、供热热水回路、冷却水回路；发电回路由直接接触式蒸发器、透平Ⅰ、回热器Ⅰ、冷凝蒸发器、储液罐Ⅰ、工质加压泵Ⅰ构成，太阳能循环回路由蓄热换热装置、传热流体循环泵Ⅱ、太阳能集热加热器构成。本实用新型专利技术换热效率高、实现了对热量的梯级利用、能量利用效率高、能持续提供稳定输出的冷量、热能以及电能、直接接触式蒸发器结构简单等优点，可根据热用户对供冷负荷、供热负荷以及供电负荷的需求调节生物质燃烧炉的输出负荷以及蓄热换热装置的输出负荷。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种生物质热能与太阳能多级冷热电联供系统，属于能源与环境
技术介绍
电力生产在现代生产生活中扮演着越来越重要的角色，可以说电力供应是整个社会发展的瓶颈。一个世纪以来，电力工业严重依赖于化石燃料都，虽然近年来随着超临界朗肯循环等技术的应用，煤电效率逐步提高(现在世界上最新技术已经能达到近50%的热效率)，但电力工业依然是二氧化碳及二氧化硫严重环境污染物主要的排放源，同时随着石化燃料的枯竭，开采的成本和难度会越来越大，因此加大对新能源开发的力度，减少对化石燃料的依赖，使用更清洁的能源是现在人类的必然选择。太阳的辐射功率达3.8 X 1023 kW，其中，地球截取的太阳能辐射能通量为1.7x1014 kW，比核能，地热和引力能储量总和还要大5000多倍。据估算，太阳在一月之内辐射到地球上的能量，可抵地球上包括石化燃料、原子能等在内的所有不可再生能源总储量的10倍之多，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。我国属太阳能资源相当丰富的国家，国土面积的2/3地区年日照时数大于2200h，单位面积太阳能辐射总量高于5016MJ/m2。因此，研宄太阳能发电技术对我国乃至全人类的持续发展有重要意义。太阳能发电可在不对环境带来任何污染和公害情况下，将太阳能转化为电能，太阳能发电被誉为未来最理想的发电方式。按转换方式的不同，可分为光伏发电及光-热-电两种方式，其中，光伏发电技术已较成熟，但其效率低、初投资高。生物质资源主要指农业及林产业废弃物、畜牧养殖业粪便及城市含有可燃成分的固体废物。我国有丰富的生物质资源，据统计我国农村仅稻草丢弃量便高达7亿吨(热值约10.2 X 1015kJ)，林产业废弃物近2亿吨(热值约3.1 X 1015kJ)，尚有大量的稻壳、秸杆等农业废弃物。若这些废弃物不合理加以回收利用，便会成为环害物质。当前生物质能利用技术主要有:直接燃烧，燃烧产生的热和蒸汽可用于发电，或向用户供热；沼气技术，生物质产生的沼气可用作生活燃气及发电；生物质气化技术，气化生产的可燃气可用于坎事、采暖和农作物烘干，还可用作内燃机、燃气轮机等动力装置的燃料，输出电力或动力；生物质热解技术，分为干馏制水煤气、制炭和快速热解制生物油技术；生物质液化技术。总的来看，农业及林产业生物质在生长过程中需吸收C02进行光合作用，这类生物质的能源利用与转化系统不会造成地球大气中C02总量的增加，因此，生物质能利用技术的研宄已成为国际社会新能源技术研宄的热点。目前，生物质的洁净燃烧技术，如农村沼气技术、秸杆气化技术等已趋成熟，而且相关产品正逐步实现定型市场化。有效地耦合低温太阳能与生物质能构建热电联供系统，能实现太阳能与生物质能间优势互补，确保能源转化系统的稳定性和高效性，有望成为构建分布式能源供应系统的重要技术措施。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种生物质热能与太阳能多级冷热电联供系统，采用直接接触式蒸发器替代普通蒸发器，简化了换热设备，提高了换热效率；采用套管式真空管热管太阳能集热器作为太阳能集热加热器有效提高了集热效率，使得加热更为均匀；采用相变蓄热装置，在提高蓄热能力的同时也加强了本系统的持续供能能力；同时采用双级有机朗肯循环，在提高系统效率的同时实现了能量的梯级利用，解决了常规发电循环无法有效利用低温热能的问题。解决本技术的技术问题所采用的方案是:一种生物质热能与太阳能多级冷热电联供系统，包括传热流体循环回路、发电回路、冷电联供回路、太阳能循环回路、生物质燃烧炉排烟管路、供热热水回路、冷却水回路；传热流体循环回路由生物质燃烧炉1、直接接触式蒸发器2、传热流体循环泵I 3、传热流体排烟换热器4以及将它们连接的管道构成；传热流体循环泵I 3经管道连接于直接接触式蒸发器2传热流体出口与传热流体排烟换热器4进口之间，传热流体排烟换热器4出口经管道与生物质燃烧炉I传热流体进口连接，生物质燃烧炉I传热流体出口经管道与直接接触式蒸发器2传热流体进口连接；发电回路由直接接触式蒸发器2、透平I 5、回热器I 7、冷凝蒸发器8、储液罐I 9、工质加压泵I 10以及将它们连接的管道构成，工质加压泵I 10经管道连接于储液罐I 9出口与回热器I 7冷流体侧进口之间，回热器I 7冷流体侧出口经管道与直接接触式蒸发器2有机工质进口连接，直接接触式蒸发器2有机工质出口经管道分别与透平I 5进口与回热器I 7热流体侧进口连接，透平I 5出口经管道与回热器I 7热流体侧进口连接，回热器I 7热流体侧出口经管道与冷凝蒸发器8热流体侧进口连接，冷凝蒸发器8热流体侧出口经管道与储液罐I 9进口连接；冷电联供回路由冷凝蒸发器8、透平II 11、喷射式制冷装置13、回热器II 14、冷凝器15、储液罐II 16、工质加压泵II 17、蓄热换热装置18、节流机构21、蒸发器22以及将它们连接的管道构成，冷凝蒸发器8冷流体侧出口经管道分别与透平II 11进口、喷射式制冷装置13主蒸汽进口、回热器II 14热流体侧进口连接，透平II 11出口与喷射式制冷装置13主蒸汽出口经管道与回热器II 14热流体侧进口连接，回热器II 14热流体侧出口经管道与冷凝器15热流体侧进口连接，冷凝器15热流体侧出口经管道与储液罐II 16进口连接，储液罐II 16出口经管道分别与工质加压泵II 17、节流机构21进口连接，节流机构21出口经管道与蒸发器22进口连接，蒸发器22出口经管道与喷射式制冷装置13抽气口连接，工质加压泵II 17出口经管道与回热器II 14冷流体侧进口连接，回热器II 14冷流体侧出口连接蓄热换热装置18冷流体侧进口连接，蓄热换热装置18冷流体侧出口经管道与冷凝蒸发器8进口连接；太阳能循环回路由蓄热换热装置18、传热流体循环泵II 19、太阳能集热加热器20以及将它们连接的管道构成，蓄热换热装置18热流体侧出口经管道与传热流体循环泵II 19进口连接，传热流体循环泵II 19出口经管道与太阳能集热加热器20进口连接，太阳能集热加热器20出口经管道与蓄热换热装置18热流体侧进口连接；生物质燃烧炉排烟管路包括生物质燃烧炉1、空气预热器23、供热水预热器24、排烟风机25以及将它们连接的管道构成，生物质燃烧炉I烟气出口经管道与传热流体排烟换热器4热流体侧进口连接，传热流体排烟换热器4热流体出口经管道与空气预热器23热流体侧进口连接，空气预热器23热流体侧出口经管道与供热水预热器24进口连接，供热水预热器24出口经管道与排烟风机25进口连接，排烟风机25出口经管道与烟囱连接；供热热水回路由供热水预热器24、回水泵26以及将它们连接的管道构成，回水泵26经过管道连接于供热水预热器24冷流体侧进口与热用户出口之间，供热水预热器24冷流体侧出口经管道与热用户进口连接；冷却水回路由冷凝器15、冷却塔27、冷却水泵28以及将它们连接的管道构成，冷却水泵28经过管道连接于冷却塔27出口与冷凝器15冷流体侧进口之间，冷凝器15冷流体侧出口经管道与冷却塔27上端布水管连接。所述的生物质燃烧炉I使用的燃料为燃料柴油、重油、甲醇、乙醇、甲烷、天然气、煤气、二甲醚、生物质燃料或由生物质制成的燃料(如生物柴油、生物质气化可燃气)，根据实际需要具体选本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质热能与太阳能多级冷热电联供系统，其特征在于：包括传热流体循环回路、发电回路、冷电联供回路、太阳能循环回路、生物质燃烧炉排烟管路、供热热水回路、冷却水回路；传热流体循环回路由生物质燃烧炉（1）、直接接触式蒸发器（2）、传热流体循环泵Ⅰ（3）、传热流体排烟换热器（4）以及将它们连接的管道构成；传热流体循环泵Ⅰ（3）经管道连接于直接接触式蒸发器（2）传热流体出口与传热流体排烟换热器（4）进口之间，传热流体排烟换热器（4）出口经管道与生物质燃烧炉（1）传热流体进口连接，生物质燃烧炉（1）传热流体出口经管道与直接接触式蒸发器（2）传热流体进口连接；发电回路由直接接触式蒸发器（2）、透平Ⅰ（5）、回热器Ⅰ（7）、冷凝蒸发器（8）、储液罐Ⅰ（9）、工质加压泵Ⅰ（10）以及将它们连接的管道构成，工质加压泵Ⅰ（10）经管道连接于储液罐Ⅰ（9）出口与回热器Ⅰ（7）冷流体侧进口之间，回热器Ⅰ（7）冷流体侧出口经管道与直接接触式蒸发器（2）有机工质进口连接，直接接触式蒸发器（2）有机工质出口经管道分别与透平Ⅰ（5）进口与回热器Ⅰ（7）热流体侧进口连接，透平Ⅰ（5）出口经管道与回热器Ⅰ（7）热流体侧进口连接，回热器Ⅰ（7）热流体侧出口经管道与冷凝蒸发器（8）热流体侧进口连接，冷凝蒸发器（8）热流体侧出口经管道与储液罐Ⅰ（9）进口连接；冷电联供回路由冷凝蒸发器（8）、透平Ⅱ（11）、喷射式制冷装置（13）、回热器Ⅱ（14）、冷凝器（15）、储液罐Ⅱ（16）、工质加压泵Ⅱ（17）、蓄热换热装置（18）、节流机构（21）、蒸发器（22）以及将它们连接的管道构成，冷凝蒸发器（8）冷流体侧出口经管道分别与透平Ⅱ（11）进口、喷射式制冷装置（13）主蒸汽进口、回热器Ⅱ（14）热流体侧进口连接，透平Ⅱ（11）出口与喷射式制冷装置（13）主蒸汽出口经管道与回热器Ⅱ（14）热流体侧进口连接，回热器Ⅱ（14）热流体侧出口经管道与冷凝器（15）热流体侧进口连接，冷凝器（15）热流体侧出口经管道与储液罐Ⅱ（16）进口连接，储液罐Ⅱ（16）出口经管道分别与工质加压泵Ⅱ（17）、节流机构（21）进口连接，节流机构（21）出口经管道与蒸发器（22）进口连接，蒸发器（22）出口经管道与喷射式制冷装置（13）抽气口连接，工质加压泵Ⅱ（17）出口经管道与回热器Ⅱ（14）冷流体侧进口连接，回热器Ⅱ（14）冷流体侧出口连接蓄热换热装置（18）冷流体侧进口连接，蓄热换热装置（18）冷流体侧出口经管道与冷凝蒸发器（8）进口连接；太阳能循环回路由蓄热换热装置（18）、传热流体循环泵Ⅱ（19）、太阳能集热加热器（20）以及将它们连接的管道构成，蓄热换热装置（18）热流体侧出口经管道与传热流体循环泵Ⅱ（19）进口连接，传热流体循环泵Ⅱ（19）出口经管道与太阳能集热加热器（20）进口连接，太阳能集热加热器（20）出口经管道与蓄热换热装置（18）热流体侧进口连接；生物质燃烧炉排烟管路包括生物质燃烧炉（1）、空气预热器（23）、供热水预热器（24）、排烟风机（25）以及将它们连接的管道构成，生物质燃烧炉（1）烟气出口经管道与传热流体排烟换热器（4）热流体侧进口连接，传热流体排烟换热器（4）热流体出口经管道与空气预热器（23）热流体侧进口连接，空气预热器（23）热流体侧出口经管道与供热水预热器（24）进口连接，供热水预热器（24）出口经管道与排烟风机（25）进口连接，排烟风机（25）出口经管道与烟囱连接；供热热水回路由供热水预热器（24）、回水泵（26）以及将它们连接的管道构成，回水泵（26）经过管道连接于供热水预热器（24）冷流体侧进口与热用户出口之间，供热水预热器（24）冷流体侧出口经管道与热用户进口连接；冷却水回路由冷凝器（15）、冷却塔（27）、冷却水泵（28）以及将它们连接的管道构成，冷却水泵（28）经过管道连接于冷却塔（27）出口与冷凝器（15）冷流体侧进口之间，冷凝器（15）冷流体侧出口经管道与冷却塔（27）上端布水管连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉涛，葛众，王华，刘泛函，吴静秋，蒲兴煌，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53
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