一种灵活性改造机组耦合综合能源供热系统的制作方法

本发明涉及能源利用，特别是一种灵活性改造机组耦合综合能源供热系统。

背景技术：

1、当前很多的火力发电机组需要进行节能降碳改造、供热改造和灵活性改造,以提高能源利用效率、减少二氧化碳排放、可持续发展。为此机组会耦合其它供能方式，实现综合的能源供给，如引入常见的沼气发电及供热的系统，通过沼气发电增加电网供电，降低机组发电负荷活应对电网负荷突然增大的变化，机组工作产生蒸汽辅助供热，输送给沼气发电系统用来辅助沼气发酵等。在畜禽养殖行业，养殖场每天生产带来的大量废弃物缺乏有效利用，畜禽养殖的废弃物特别是粪便资源的利用率低，其处理方式仍采用传统露天发酵方式处理为主，排污设施也不够完善,污染大进而资源化利用率低缺点同时存在,而且养殖行业本身对土壤的污染影响大。现有畜禽粪便为原料的沼气发电系统虽然可以利用畜禽养殖场的粪污生成沼气再发电作利用，但是系统只利用畜禽粪污生成沼气来发电，没有和养殖场住户家庭的日常生活相结合，只能直接提供沼气供家庭厨房使用，未考虑住户家庭的热水和供热需求，亟需有一种能在沼气发电同时提供热水和供热给住户家庭用户的沼气利用系统，将所述畜禽粪便为主要原料的沼气能源系统与机组灵活性改造结合，就能在现有沼气发电参与机组灵活性改造的基础上额外提供供热。

2、进一步的，现有沼气发电系统对住户日常生活厨余垃圾和污水等也缺乏综合的净化处理和循环利用，不能将畜禽养殖和前述生活产生的废弃物综合利用，进行净化和清洁及循环使用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是针对当前畜禽养殖处理配套的沼气发电系统只具备处理畜禽粪污生成沼气发电的单一功能，不能同时为家庭用户供热水与供热的技术问题，本发明提供一种灵活性改造机组耦合综合能源供热系统，该系统可与现有灵活性改造的发电机组耦合，系统能在现有畜禽粪便为主要原料的沼气发电基础上，为住户家庭提供日常生活所需的热水和供热服务，并与灵活性改造机组相耦合使用。进一步的本发明还能将养殖场住户家庭生活产生垃圾纳入沼气生产，使养殖场住户家庭生活垃圾的处理与养殖场畜禽粪污的处理相结合，做综合净化、清洁处理及循环利用，生成的沼气除用于发电外，还能直接输送给养殖场住户家庭作为厨房燃气，以及生产热水供给住户家庭日常生活使用。

2、本发明解决技术问题采用的技术方案：一种灵活性改造机组耦合综合能源供热系统，包括通过管路依序输出连接的预处理装置、匀浆池、厌氧发酵装置与沼液处理装置，预处理装置输入端可接收畜禽废弃物，沼液处理装置通过第一管道和沼气管道分别输出连接沼液池和沼气罐，沼气罐设有管路输出连接沼气发电机和家庭用户的灶具，其特征是所述沼气罐设有一路输出连接沼气热水器，沼气热水器设有至少一个进水口，所述进水口接自来水管，沼气热水器的出水口接热水罐进水口，热水罐出水口分成家庭供水管和供热水管两个支路输出接家庭用户。本发明利用畜禽废弃物生产沼气的同时，解决家庭用户的热水供应和取暖供热问题，具体是用畜禽废弃物(即畜禽粪污)生成的沼气分出一路接沼气热水器，再用沼气热水器加热输入的自来水供给家庭用户，实现家庭用户的热水供应和取暖供热，其中家庭供水管的热水供应为洗漱等接触的用途，供热水管的热水供应为水暖气热源；预处理装置为储粪池或其它类似能收集存储粪污的结构；沼液池可以暂存沼液，用于后续结合当地水肥一体化设施还田，提高土壤肥力发展绿色生态农业。实践中，本发明的沼气发电和供热可与机组灵活性改造耦合，沼气发电机可接入连机组发电系统的同一电网，沼气热水器生产的热水也可以补给机组发电系统的锅炉用水，利用既有温度热水减轻机组生成蒸汽的负荷，机组热蒸汽有多也可以供给用于换热，如提高沼气热水器供水的水温，以及沼气生产过程中的发酵保温等用途。

3、作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述预处理装置接餐厨垃圾分离装置，餐厨垃圾分离装置工作产生的液体和固体通过管路分别输出连接预处理装置和垃圾焚烧炉，预处理装置通过废水管输入连接家庭用户。家庭用户的生活废水和餐厨垃圾也能做综合净化、清洁处理及循环利用，其中餐厨垃圾通过餐厨垃圾分离装置处理后，液体流入预处理装置，固体焚烧处理，生活废水也排入预处理装置。

4、所述厌氧发酵装置上设有搅拌器和保温用的水路夹层，水路夹层的进水口通过管路接热水罐，水路夹层的出水口通过排水管接水罐，水罐通过管路输出连接排水池。厌氧发酵装置可以接热水进行保温，维护其稳定运行，以确保厌氧发酵的效果及发酵速度，保温的热水来自于沼气热水器加热送入热水罐存储的热水。保温的热水也可以来自于机组发电系统锅炉等生产的热水供应。

5、所述水路夹层的进水口和热水罐连接的管路上设置水泵。通过增设水泵可以确保厌氧发酵装置能得到持续可靠的保温水供应，还能调节水压，使厌氧发酵装置得到有效保温维持稳定运行。

6、所述厌氧发酵装置在输出连接沼液处理装置的管路上安设液泵，厌氧发酵装置下部设有排放口，排放口可通过对接废弃物运输车。液泵可以对沼液输送提速增压，加快厌氧发酵装置输出沼液；厌氧装置下部的排放口用于排出厌氧发酵过程中剩余的固态废弃物，并通过外置的废弃物运输车运走处理。

7、所述沼液处理装置接沼气罐的输出管路上沿输出方向依序设置脱硝装置和冷干脱水装置。脱硝装置可以推对沼气进行脱销的净化处理，为后续燃烧排放达标建立基础；冷干脱水装置即沼气冷干机，能将沼气中的水分除去，进而提高后续沼气的能量利用效率。

8、所述沼气发电机的排烟口和垃圾焚烧炉的排烟口均通过烟气管连接一水-烟气换热器以加热水，水-烟气换热器的通过一水池排水管接水池，水-烟气换热器的出水口通过管路接入供热水管，家庭用户通过带循环泵的回水管将供热用过水送回水池，水-烟气换热器的烟气出口通过冷却烟气管道接烟气回收管。沼气发电机和垃圾焚烧炉两者工作产生的含热烟气也回收利用，水-烟气换热器回收前述的烟气热量加热水，生成的加热水送给家庭用户用作水暖等供热用途，前述水暖供热用过的水再回收送回水池，如此反复循环；在水-烟气换热器换热后的烟气通过专用的冷却烟气管道接入烟气回收管做回收。

9、所述沼气热水器设有两个进水口，两进水口中的一个通过分支水管接入水池排水管。沼气热水器有多个进水口，可选择多个水源，其中一个进水口已经连接自来水管，另一进水口接水池，水池里的水除了能输出到水-烟气换热器生产热水给家庭用户供热外，也可以输出到沼气热水器生产热水供给家庭用户使用。

10、所述沼液处理装置接第二管道输出沼液到膜浓缩装置，膜浓缩装置接管路输出连接清液池，清液池接管路输出连接消毒水池，消毒水池接管路输出连接水池。沼液处理装置的沼液还可以送入膜浓缩装置，分离出水送入清液池，然后经过消毒水池做消毒后，送到水池，用于补充水池的供水。

11、所述沼液处理装置接沼渣管道输出连接好氧发酵装置，好氧发酵装置通过管路输出，并在管路上沿输出方向依序安设除臭装置、烟气烘干装置与有机肥包装装置，烟气烘干装置的烟气入口通过管路接入烟气管，烟气烘干装置的烟气出口通过管路接烟气回收管。沼液处理后的有机沼渣物资送入好氧发酵装置进行发酵处理，然后经除臭味和干燥后打包成有机肥料利用，干燥利用烟气烘干装置完成，热源烟气则利用烟气管的热烟气。

12、本发明提供了一种灵活性改造机组耦合综合能源供热系统，该系统在实际使用中可与灵活性改造火力机组耦合，本发明在已有沼气发电的基础更进一步，为住户家庭提供日常生活所需的热水和供热服务，并将养殖场住户家庭生活产生的厨余垃圾和生活废水也纳入沼气生产，实现养殖场住户家庭生活垃圾与养殖场畜禽粪污的结合处理，进行综合净化、清洁处理及循环利用，本系统使用生成的沼气除发电外，还能直接作为厨房燃气输送给养殖场住户家庭使用，同时生产热水供给住户家庭的日常生活。