一种规模化养鸡场用多能协同供应系统技术方案

本发明专利技术公开了一种规模化养鸡场用多能协同供应系统，包括水质预处理单元、太阳能光热单元、生物质天然气单元、谷电蓄热单元以及智能控制单元；所述水质预处理单元包括软化水装置和软化水箱，所述生物质天然气单元包括生物分布式沼气站和生物天然气锅炉，所述谷电蓄热单元包括电蓄热系统、低谷电系统和电转换系统；所述智能控制单元通过互联网+的模式控制水质预处理单元、太阳能光热单元、生物质天然气单元、谷电蓄热单元之间的协调运行。本发明专利技术将生物天然气技术、太阳能高温蓄热技术、储能技术和能源互联集成控制技术于一体，为区域供暖、工业节能、农业应用等提供了清洁高效能源解决方案，尤其适合禽畜类养殖场推广使用。

A Multi-energy Cooperative Supply System for Large-scale Chicken Farm

The invention discloses a multi-energy cooperative supply system for large-scale chicken farm, which includes water quality pretreatment unit, solar photothermal unit, biomass natural gas unit, grain electricity heat storage unit and intelligent control unit; the water quality pretreatment unit includes softening water device and softening water tank, and the biomass natural gas unit includes bio-distributed biogas station and bio-natural gas boiler. The valley electricity storage unit comprises an electric heat storage system, a low valley electricity system and an electric conversion system. The intelligent control unit controls the coordinated operation between the water quality pretreatment unit, the solar energy photothermal unit, the biomass natural gas unit and the valley electricity storage unit through the Internet + mode. The invention integrates biological natural gas technology, solar high temperature heat storage technology, energy storage technology and energy interconnection integrated control technology, provides clean and efficient energy solutions for regional heating, industrial energy saving, agricultural applications, etc., and is especially suitable for the popularization and use of poultry and livestock farms.

【技术实现步骤摘要】
一种规模化养鸡场用多能协同供应系统
本专利技术属于水资源综合利用与环境保护
，具体涉及一种规模化养鸡场用多能协同供应系统。
技术介绍
我国作为世界最大能源生产国和消费国，传统能源生产和消费模式已难以适应当前形势。在经济增速换挡、资源环境约束趋紧的新常态下，推动能源革命势在必行、刻不容缓。现阶段，由单一清洁能源对传统能源的替代已经不能完全满足实际需求，而应由太阳能光热、光伏、水、地源热泵、空气源热泵、燃气锅炉、生物质能源、风电等多种低碳能源，以多能互补的理念进行系统集成，通过智慧能源控制平台进行统一的管理，因地制宜地选择最适合项目的解决方案，与常规的集中式能源供应模式形成有效互补。这种“多能互补推动传统能源转型，智慧解决方案让能源更清洁”的理念，将是今后一个时期内降低我国能源消耗与碳排放，解决能源需求问题最有效的方式之一。我国是农业大国，化肥的过量使用和有机肥施用不足造成土壤有机质含量逐年下降，土壤肥力降低且稳定性差，引起地下水和作物中硝酸盐和亚硝酸盐等浓度超标，污染环境，影响食品安全。有机质在土壤中的作用是任何其它元素不能替代的，有机质对于维持土壤微生物群落结构、密度，涵养水分，保持土壤合理的理化性质，提高氮磷钾和微量元素利用率以及肥效周期，提高作物抗病性、刺激作物生长、提高作物产量和品质具有重要作用。将畜禽粪便直接还田虽然有利于提高土壤中的有机质含量，但存在脏、臭、影响环境卫生、易引起作物病虫害、污染地下水以及养分吸收率低等问题，畜禽粪便中大量的易降解有机物容易引起土壤酸化、发臭，长期大量使用不利于土壤质量的提高。秸秆直接还田，养分吸收利用缓慢，秸秆附着的病虫卵未得到杀灭，易加重下一季作物病虫害，由于直接还田的秸秆尺寸较大，经常对作物播种和土壤保墒造成不利的影响。无论是秸秆还是畜禽粪便，构成其生物质的主要组分为纤维素、半纤维素、木质素等生物大分子以及一些易降解的小分子化合物，这与优良土壤中大量需要的有机质组分——腐植酸存在很大的差异，作为肥料直接施用，肥效需要较长周期才能显现。秸秆、畜禽粪便等农业废弃生物质经过较长时间严格厌氧发酵过程，生物质中的易降解组分和部分纤维素、半纤维素转化为沼气，剩余生物质在复杂的微生物群落作用下发生部分降解，有利于向富里酸等水溶性腐植酸转化，同时寄生于生物质上的病虫卵、有害微生物等大部分得到杀灭，发酵过程产生的吲哚、乙酸以及其它类型的抑菌、杀菌物质对于抑制作物病虫害的发生有积极作用。因此以发酵后剩余沼渣为原料可以生产高品质的有机肥产品。我国是农业大国，每年产生大量的农业有机废弃物。目前这些废弃物大部分尚未得到妥善处理和利用，造成严重污染，其中养殖业的污染问题尤其严重。我国畜禽养殖业经过20余年的发展已成为我国农业和农村经济中一个重要的支柱产业，其总产值超过1万亿元，占农业总产值的30％以上，有的省和地区达60％以上。但是，我国畜禽养殖带来的环境污染问题却日趋严重，畜禽排泄物和废水的产生量都相当巨大。有关资料显示，养殖业废弃物每年的总量约为25-30亿吨，约为工业固体废弃物污染的3.5倍，我国规模化畜禽养殖场粪污污染问题已到了非解决不可的地步，应尽快推进畜禽养殖场粪尿等排泄物无害化处理、资源化利用，加速能源环境工程规模化、商业化进程。另外，北方地区畜禽养殖用能主要采用燃煤锅炉，但由于规模等的限制，使用的燃煤锅炉大都为小型的燃煤锅炉，由于缺少污染治理措施、能耗高等问题，所以均在淘汰目录内。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷和不足，本专利技术通过提供一种规模化养鸡场用多能协同供应系统及其使用方法，以增减少污染，提高能源利用效率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种规模化养鸡场用多能协同供应系统，包括水质预处理单元、太阳能光热单元、生物质天然气单元、谷电蓄热单元以及智能控制单元；所述水质预处理单元包括软化水装置和软化水箱，所述软化水装置的进口端外接有自来水，所述软化水装置的出口端通过管道I与软化水箱的进口端相连；所述太阳能光热单元包括太阳能集热装置、膨胀系统、热水储罐以及采暖末端，所述软化水箱的出口端通过管道II与太阳能集热装置的入口端相连，所述太阳能集热装置的出口端通过管道III与膨胀系统的入口端相连，所述膨胀系统的出口端通过管道IV与热水储罐的入口端相连，所述软化水箱的出口端通过管道V与热水储罐的入口端相连，所述热水储罐通过管道VI与采暖末端的入口端相连，所述采暖末端的出口端通过回流管道VII与热水储罐的入口端相连；所述生物质天然气单元包括生物分布式沼气站和生物天然气锅炉，所述生物分布式沼气站的出口端通过管道VIII与生物天然气锅炉相连，所述热水储罐的出口端通过管道IX与生物天然气锅炉的入口端相连，所述天然气锅炉的出口端通过回流管道X与热水储罐的入口端相连，所述软化水箱的出口端通过管道XI与生物天然气锅炉的入口端相连；所述谷电蓄热单元包括电蓄热系统、低谷电系统和电转换系统，所述热水储罐的出口端通过管道XII与电蓄热系统的进口端相连，所述电蓄热系统的出口端通过回流管道XIII与热水储罐相连；所述低谷电系统外接有国家电网，所述分布式沼气站采用生物天然气发电并通过电转换系统传递给低谷电系统，所述低谷电系统的出口端通过线路XIV与电蓄热系统相连。优选的，所述太阳能集热装置采用全玻璃真空管式太阳能集热器。优选的，所述热水储罐为2台，每台储水量为220吨，所述热水储罐内胆为不锈钢并采用聚氨酯发泡保温。优选的，所述太阳能光热单元还包括储热系统，所述储热系统的入口端通过管道XV与膨胀系统的出口端相连，所述储热系统的出口端通过管道XVI与太阳能集热装置的入口端相连。优选的，所述生物分布式沼气站包括匀浆水解池、厌氧发酵罐、固液分离机以及制肥机。优选的，所述智能控制单元通过互联网+的模式控制水质预处理单元、太阳能光热单元、生物质天然气单元、谷电蓄热单元之间的协调运行。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术以“整体、协调、循环、再生”为总的指导思想，按照“减量化、无害化、资源化、生态化”的原则。本专利技术以实现农畜废弃物综合化利用的沼气工程为纽带，把太阳能洁净能源利用和资源循环利用有机的结合为一体，真正实现鸡粪和秸秆等农畜废弃物的能源化、资源化利用，形成零污染的可持续发展的废弃物处理、生物能源和农业生态循环经济体系。(2)本专利技术能够实现项目实施区域内农畜废弃物污染零排放。通过建设该项目，可使项目实施区域内实现清洁生产和粪污、秸秆废弃生物质的开发利用。采用科学合理的先进的沼气工艺，使粪便、秸秆经过发酵后产生沼气，沼渣、沼液可直接作肥使用，实现项目实施区域内污染物的零排放，并使这些农畜废弃物变成资源。通过对沼气的有效利用，减少温室气体排放，积极应对气候变化。(3)本专利技术符合循环经济理念。循环经济就是按照生态规律，利用自然资源和环境容量，实现经济活动的生态化转向。循环经济倡导的是一种物质不断循环再生利用的经济发展模式，即：“资源-产品-消费-再生资源”,在生产和消费中，追求资源和能源利用效率的最大化和废物产量的最小化，从而根本解决长期以来环境与发展之间的尖锐冲突。把循环经济理念应用于农业系统，在农业生产过程中和产品生命周期中减少资源、物质的投入量和减少废物的产生排放量，实现农业经济和生态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种规模化养鸡场用多能协同供应系统，其特征在于：包括水质预处理单元、太阳能光热单元、生物质天然气单元、谷电蓄热单元以及智能控制单元；所述水质预处理单元包括软化水装置和软化水箱，所述软化水装置的进口端外接有自来水，所述软化水装置的出口端通过管道I与软化水箱的进口端相连；所述太阳能光热单元包括太阳能集热装置、膨胀系统、热水储罐以及采暖末端，所述软化水箱的出口端通过管道II与太阳能集热装置的入口端相连，所述太阳能集热装置的出口端通过管道III与膨胀系统的入口端相连，所述膨胀系统的出口端通过管道IV与热水储罐的入口端相连，所述软化水箱的出口端通过管道V与热水储罐的入口端相连，所述热水储罐通过管道VI与采暖末端的入口端相连，所述采暖末端的出口端通过回流管道VII与热水储罐的入口端相连；所述生物质天然气单元包括生物分布式沼气站和生物天然气锅炉，所述生物分布式沼气站的出口端通过管道VIII与生物天然气锅炉相连，所述热水储罐的出口端通过管道IX与生物天然气锅炉的入口端相连，所述天然气锅炉的出口端通过回流管道X与热水储罐的入口端相连，所述软化水箱的出口端通过管道XI与生物天然气锅炉的入口端相连；所述谷电蓄热单元包括电蓄热系统、低谷电系统和电转换系统，所述热水储罐的出口端通过管道XII与电蓄热系统的进口端相连，所述电蓄热系统的出口端通过回流管道XIII与热水储罐相连；所述低谷电系统外接有国家电网，所述分布式沼气站采用生物天然气发电并通过电转换系统传递给低谷电系统，所述低谷电系统的出口端通过线路XIV与电蓄热系统相连。...

【技术特征摘要】
1.一种规模化养鸡场用多能协同供应系统，其特征在于：包括水质预处理单元、太阳能光热单元、生物质天然气单元、谷电蓄热单元以及智能控制单元；所述水质预处理单元包括软化水装置和软化水箱，所述软化水装置的进口端外接有自来水，所述软化水装置的出口端通过管道I与软化水箱的进口端相连；所述太阳能光热单元包括太阳能集热装置、膨胀系统、热水储罐以及采暖末端，所述软化水箱的出口端通过管道II与太阳能集热装置的入口端相连，所述太阳能集热装置的出口端通过管道III与膨胀系统的入口端相连，所述膨胀系统的出口端通过管道IV与热水储罐的入口端相连，所述软化水箱的出口端通过管道V与热水储罐的入口端相连，所述热水储罐通过管道VI与采暖末端的入口端相连，所述采暖末端的出口端通过回流管道VII与热水储罐的入口端相连；所述生物质天然气单元包括生物分布式沼气站和生物天然气锅炉，所述生物分布式沼气站的出口端通过管道VIII与生物天然气锅炉相连，所述热水储罐的出口端通过管道IX与生物天然气锅炉的入口端相连，所述天然气锅炉的出口端通过回流管道X与热水储罐的入口端相连，所述软化水箱的出口端通过管道XI与生物天然气锅炉的入口端相连；所述谷电蓄热单元包括电蓄热系统、低谷电系统和电转换系统，所述热水储罐的出口端通...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旭光，李森茂，吴美玲，田亮，荣磊，邱建超，
申请(专利权)人：莱西市产业技术研究院，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37