CN105909374A - 一种气体连续发电*** - Google Patents

Abstract

本发明的提供一种气体连续发电***，包括：发电装置、可燃气体输入装置、外部辅助补气装置及控制器，通过在发电***中设置外部辅助补气装置，通过控制器可以控制可燃气体输入装置和外部辅助补气装置供气量，可以在可燃气体输入装置向发电装置内生成的可燃气体不足时，控制所述可燃气体补给装置给所述发电装置加大补气量。使得所述发电装置即使在所述可燃气体输入装置输入的可燃气体不足时，依然能够通过外部辅助补气装置补充的可燃气体实现正常工作。避免发电装置由于可燃气体不足造成的低负荷工作，提高发电装置的工作效率。

Description

一种气体连续发电***

技术领域

本发明涉及气体发电技术领域，具体而言，涉及一种气体连续发电***。

背景技术

在现有技术中，利用垃圾填埋场产生的沼气进行发电的技术已经比较成熟，然而，随着垃圾填埋场产生的沼气不断的消耗，发电装置往往会处于低负荷运行状态，甚者停止工作。让发电装置处于低负荷运行状态或闲置会导致巨大的资源浪费，降低整个发电***的工作效率。如何解决上述问题，对于本领域的技术人员而言是急需要解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种气体连续发电***，能够提供一种能对垃圾填埋场中产生的沼气进行持续消耗且可以保证发电装置正常运行的发电***。

本申请提供的技术方案如下：

一种气体连续发电***，包括：发电装置、可燃气体输入装置、外部辅助补气装置及控制器，其中：

所述发电装置包括可燃气体进口，所述可燃气体输入装置通过管道与所述可燃气体进口相连通，所述外部辅助补气装置通过管道与所述可燃气体进口相连通，所述可燃气体输入装置和外部辅助补气装置向所述发电装置内输入可燃气体，以燃烧转换为电能；

所述可燃气体输入装置与发电装置连通的管道上设置有第一气体流量计、第一阀门和第一气体传感器，所述外部辅助补气装置与发电装置连通的管道上设置有第二气体流量计、第二阀门和第二气体传感器，所述第一气体流量计、第二气体流量计用于检测气体流量数据，所述第一气体传感器、所述第二气体传感器用于检测气体成分和可燃气体浓度数据；

所述第一气体流量计、第一阀门、第一可燃气体浓度传感器、第二气体流量计、第二阀门和第二可燃气体浓度传感器分别与所述控制器相连接；

所述控制器根据所述气体流量数据、可燃气体成分、可燃气体浓度数据分别控制所述第一阀门和第二阀门的开度，以使所述发电装置内的可燃气体浓度满足预设浓度。

进一步地，还包括：净化装置，所述净化装置设置在所述可燃气体输入装置与所述发电装置之间，所述净化装置用于对所述可燃气体输入装置产生的气体进行去杂质及干燥处理。

进一步地，所述外部辅助补气装置为封闭结构，内部填充有餐余垃圾、工业垃圾或畜禽粪便，以产生可燃气体。

进一步地，还包括储气装置，所述储气装置分别与所述可燃气体输入装置、外部辅助补气装置和发电装置相连通，用于将所述可燃气体输入装置和外部辅助补气装置输入的气体进行混合、存储并输入到所述发电装置中。

进一步地，所述储气装置上设置有第三气体传感器，用于检测所述储气装置内的可燃气体的成分和浓度。

进一步地，所述储气装置内还设置有压力传感器，用于检测气体压力。

进一步地，还包括废气处理装置，所述废气处理装置用于对所述 发电装置产生的废气进行处理后排出。

进一步地，所述发电装置还包括空气进口，所述气体连续发电***还包括空气输送装置，所述空气输送装置与所述空气进口相连通，用于向所述发电装置中供应空气。

进一步地，还包括氧浓度传感器，所述氧浓度传感器分别与所述空气输送装置、控制器相连接，用于检测所述发电装置中的氧气浓度，在所述氧气浓度低于预设浓度时所述控制器控制所述空气输送装置增大供气量。

优选地，所述可燃气体包括甲烷。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

通过在发电***中设置外部辅助补气装置，通过控制器可以控制可燃气体输入装置和外部辅助补气装置供气量，可以在可燃气体输入装置向发电装置内生成的可燃气体不足时，控制所述可燃气体补给装置给所述发电装置加大补气量。使得所述发电装置即使在所述可燃气体输入装置输入的可燃气体不足时，依然能够通过外部辅助补气装置补充的可燃气体实现正常工作。避免发电装置由于可燃气体不足造成的低负荷工作，提高发电装置的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明较佳实施例提供的发电***的第一种结构示意框图。

图2是本发明较佳实施例提供的发电***的第二种结构示意框图。

图3是本发明较佳实施例提供的发电***的第三种结构示意框图。

图4是本发明较佳实施例提供的发电***的第四种结构示意框图。

其中，附图标记汇总如下：

发电***100；

发电装置101；

可燃气体进口1011；

第一气体流量计1012；

第一阀门1013；

第一气体传感器1014；

第二气体流量计1015；

第二阀门1016；

第二气体传感器1017；

空气进口1018；

可燃气体输入装置102；

外部辅助补气装置103；

控制器104；

净化装置105；

储气装置106；

第三气体传感器1061；

压力传感器1062；

废气处理装置107；

空气输送装置108；

氧浓度传感器109。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部件实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部件实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，本申请实施例提供了一种气体连续发电***100，包括：发电装置101、可燃气体输入装置102、外部辅助补气装置103及控制器104。

所述发电装置101包括可燃气体进口1011，所述可燃气体输入装置102通过管道与所述可燃气体进口相连通，所述外部辅助补气装置103通过管道与所述补气进口相连通，所述可燃气体输入装置102和外部辅助补气装置103向所述发电装置101内输入可燃气体，以燃烧转换为电能。

在本申请实施例中，发电装置101可以是燃气内燃发电机组，可以包括一台发电机组，也可以设置多台发电机组，发电装置101通过内部可燃气体的燃烧，将气体燃烧产生的热能最终转化为电能。本申请实施例中的可燃气体输入装置102用于向发电装置101中输入可燃气体，具体的，可燃气体可以是沼气，可燃气体输入装置102是沼气的储存收集装置，可以与现有的沼气池或者垃圾填埋坑相连接，将沼气输入到发电装置101中。

由于发电装置101内进行可燃气体的燃烧，如果发电装置101的装机容量大，或者设置了多台发电机组，发电装置101对可燃气体的消耗是很大且很快的，这就导致可燃气体输入装置102需要持续的相发电装置101中输入足够的可燃气体。但现有的沼气池或垃圾填埋场地生成沼气的速度并不是固定的，如果可燃气体的供应不能满足发电机组的燃烧使用，就会导致发电装置101处于低负荷工作状态，甚至停止运转，导致发电装置101的利用率低下。

通过设置外部辅助补气装置103，可以同可燃气体输入装置102同时向发电装置101中输入可燃气体，保证发电装置101能够正常运 转。具体的，外部辅助补气装置103可以是工业垃圾、餐余垃圾、畜禽粪便等其他垃圾产生的废气，其中仍然包含有甲烷等可燃气体。

所述可燃气体输入装置与发电装置之间设置有第一气体流量计1012、第一阀门1013和第一气体传感器1014，所述外部辅助补气装置与发电装置之间设置有第二气体流量计1015、第二阀门1016和第二气体传感器1017，所述第一气体流量计、第二气体流量计用于检测可燃气体的气体流量数据，所述第一气体传感器、所述第二气体传感器用于检测可燃气体成分和可燃气体浓度数据。

所述第一气体流量计1012、第一阀门1013、第一可燃气体浓度传感器1014、第二气体流量计1015、第二阀门1016和第二可燃气体浓度传感器1017分别与所述控制器104相连接。

所述控制器104根据所述气体流量数据、可燃气体成分、可燃气体浓度数据分别控制所述第一阀门1013和第二阀门1016的开度，以使所述发电装置101内的可燃气体浓度满足预设浓度。

通过在发电装置101的可燃气体进口和补气进口上分别设置气体流量计、阀门和气体传感器，可以对可燃气体输入装置102和外部辅助补气装置103提供的气体的流量、气体成分和可燃气体浓度进行检测。并通过预设浓度的检测，通过调整第一阀门1013和第二阀门1016的开度，调整可燃气体输入装置102和外部辅助补气装置103输入气体的比例，以使发电装置101内的可燃气体浓度符合正常范围，不会进入到低负荷工作状态。所述控制器104具有数据处理能力及根据处理后的数据对阀门进行相应控制的功能。所述预设浓度是指无法让所述发电装置101进行正常发电时的可燃气体浓度值，对于不同发电功率的发电装置101其所对应的预设浓度是存在差异的。

进一步，如图2所示，在本具体实施例中，所述发电***还可以包括：净化装置105，所述净化装置105设置在所述可燃气体输入装 置102与所述发电装置101之间，所述净化装置105将所述可燃气体输入装置102生成的可燃气体进行净化处理后输送到所述发电装置101中。其中，所述净化处理包括对可燃气体去除杂质及干燥。

在本具体实施例的较佳实施方式中，所述净化装置105中可以设置气体过滤器及气体干燥器。其中，所述气体过滤器可以除去可燃气体可燃气体中的杂质(比如，二氧化硫)以减小杂质对管道的腐蚀，具体地，所述过滤器中可以设置能与杂质进行化学反应的物质(比如，碳酸氢钠溶液或者氢氧化钠溶液等)。其中，所述气体干燥器可以除去可燃气体中的水份，减小上述水份在所述发电装置101燃烧过程中带走的热量，而影响燃烧产生的热值，降低所述发电装置101的发电效率，具体地，所述干燥器中可以设置干燥剂用于吸收所述可燃气体中的水份。

所述外部辅助补气装置103为封闭结构，内部填充有餐余垃圾、高浓度有机废水或畜禽粪便，以产生可燃气体。

进一步的，如图3所示，发电***还包括储气装置106，所述储气装置106分别与所述可燃气体输入装置102、外部辅助补气装置103和发电装置101相连通，用于将所述可燃气体输入装置102和外部辅助补气装置103输入的气体进行混合、存储并输入到所述发电装置101中。

由于可燃气体输入装置102输入的可燃气体和外部辅助补气装置103补充的可燃气体的浓度可能不同，供气量也可能不同，通过设置储气装置106可以先将可燃气体输入装置102和外部辅助补气装置103分别供应的可燃气体进行混合存储，并将混合后的气体一并输入到发电装置101中，使发电装置101中的可燃气体较均匀，不会出现浓度骤然变化的过程，便于可燃气体在发电装置101内部进行充分的燃烧。

更进一步的，所述储气装置106上设置有第三气体传感器1061，用于检测所述储气装置106内的可燃气体的成分和浓度。

通过设置储气装置106可以将供应到的发电装置101内的可燃气体预先进行存储和混合，通过设置第三气体传感器1061，可以检测到装置内的可燃气体情况，通过检测得到的数据，控制器104可以直接控制可燃气体输入装置102和外部辅助补气装置103的输入气体量，以调整储气装置106内的可燃气体浓度，保证发电装置101能够连续工作发电，避免进入到低负荷工作状态，提高发电装置101的发电效率。

优选的，所述储气装置106还设置有压力传感器1062，用于检测气体压力。通过设置压力传感器1062可以监测管道和储气装置106内的气体压力，及时了解供应的气体状态，避免压力过大造成泄露等危险情况的发生。

另外，发电***还包括废气处理装置107，所述废气处理装置107用于对所述发电装置101产生的废气进行处理后排出。由于供应到的发电装置101内的可燃气体中可能含有各种气体杂质，没有被去除干净，使得发电装置101中燃烧后的废气可能含有各种有毒有害的气体(比如二氧化硫、一氧化碳等)，这些有毒有害气体如果直接排放到大气中，将会对大气环境和人体健康造成不利影响。通过设置所述废气处理装置107可以吸收有毒有害的气体的物质(比如：氢氧化钠溶液或者氧化铁粉)。将废气进行处理后排放可以减小其对环境的污染。

另外，如图4所示，在本申请实施例中，所述发电装置101还包括空气进口1018，所述气体连续发电***还包括空气输送装置108，所述空气输送装置108与所述空气进口相连通，用于向所述发电装置101中供应空气。气体连续发电***还包括氧浓度传感器109，所述氧浓度传感器109设置在所述发电装置101中，用于检测所述发电装 置101中的氧气浓度，并在所述氧气浓度低于预设浓度时增大所述空气输送装置108的供气量。

通过设置空气输送装置108可以向发电装置101内供应燃烧用空气，保证可燃气体能够在发电装置101内充分燃烧。并通过设置在发电装置101上的氧浓度传感器109实时监测发电装置101内的氧气浓度，在氧气浓度低于预设浓度时，增大空气输送装置108的供气量，及时保证可燃气体能够完全燃烧，充分利用可燃气体燃烧产生的热量，提高发电***的发电效率。

综上所述，在发电***中设置外部辅助补气装置103，通过控制器104可以控制可燃气体输入装置102和外部辅助补气装置103供气量，可以在可燃气体输入装置102向发电装置101内生成的可燃气体不足时，控制所述可燃气体补给装置给所述发电装置101加大补气量。使得所述发电装置101即使在所述可燃气体输入装置102输入的可燃气体不足时，依然能够通过外部辅助补气装置103补充的可燃气体实现正常工作。避免发电装置101由于可燃气体不足造成的低负荷工作，提高发电装置101的工作效率。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语。

Claims (10)

1.一种气体连续发电***，其特征在于，包括：发电装置、可燃气体输入装置、外部辅助补气装置及控制器，其中：

所述发电装置包括可燃气体进口，所述可燃气体输入装置通过管道与所述可燃气体进口相连通，所述外部辅助补气装置通过管道与所述可燃气体进口相连通，所述可燃气体输入装置和外部辅助补气装置向所述发电装置内输入可燃气体，以燃烧转换为电能；

所述可燃气体输入装置与发电装置连通的管道上设置有第一气体流量计、第一阀门和第一气体传感器，所述外部辅助补气装置与发电装置连通的管道上设置有第二气体流量计、第二阀门和第二气体传感器，所述第一气体流量计、第二气体流量计用于检测气体流量数据，所述第一气体传感器、所述第二气体传感器用于检测气体成分和可燃气体浓度数据；

所述第一气体流量计、第一阀门、第一可燃气体浓度传感器、第二气体流量计、第二阀门和第二可燃气体浓度传感器分别与所述控制器相连接；

所述控制器根据所述气体流量数据、可燃气体成分、可燃气体浓度数据分别控制所述第一阀门和第二阀门的开度，以使所述发电装置内的可燃气体浓度满足预设浓度。

2.根据权利要求1所述的气体连续发电***，其特征在于，还包括：净化装置，所述净化装置设置在所述可燃气体输入装置与所述发电装置之间，所述净化装置用于对所述可燃气体输入装置产生的气体进行去杂质及干燥处理。

3.根据权利要求2所述的气体连续发电***，其特征在于，所述外部辅助补气装置为封闭结构，内部填充有餐余垃圾、高浓度有机废水或畜禽粪便，以产生可燃气体。

4.根据权利要求2所述的气体连续发电***，其特征在于，还包括储气装置，所述储气装置分别与所述可燃气体输入装置、外部辅助补气装置和发电装置相连通，用于将所述可燃气体输入装置和外部辅助补气装置输入的气体进行混合、存储并输入到所述发电装置中。

5.根据权利要求4所述的气体连续发电***，其特征在于，所述储气装置上设置有第三气体传感器，用于检测所述储气装置内的可燃气体的成分和浓度。

6.根据权利要求4所述的气体连续发电***，其特征在于，所述储气装置内还设置有压力传感器，用于检测气体压力。

7.根据权利要求1所述的气体连续发电***，其特征在于，还包括废气处理装置，所述废气处理装置用于对所述发电装置产生的废气进行处理后排出。

8.根据权利要求7所述的气体连续发电***，其特征在于，所述发电装置还包括空气进口，所述气体连续发电***还包括空气输送装置，所述空气输送装置与所述空气进口相连通，用于向所述发电装置中供应空气。

9.根据权利要求8所述的气体连续发电***，其特征在于，还包括氧浓度传感器，所述氧浓度传感器分别与所述空气输送装置、控制器相连接，用于检测所述发电装置中的氧气浓度，在所述氧气浓度低于预设浓度时所述控制器控制所述空气输送装置增大供气量。

10.根据权利要求1所述的气体连续发电***，其特征在于，所述可燃气体包括甲烷。