生物质发电系统的制作方法

本实用新型涉及生物发电领域，特别涉及一种生物质发电系统。

背景技术：

目前作为能源来利用生物质的方式主要有：生物质直燃发电、生物质液化、生物质气化等。

1)生物质直燃发电一般是利用锅炉设备采用直接燃烧的方式将生物质能转化为热能，再将热能转换为电能的过程，此时可以是纯粹的生物质燃烧，也可以是和燃煤等其他燃料在一起混然。作为纯烧生物质秸秆的电厂，考虑到生物质的收集、储存以及运输等因素，装机容量不可能太大，又由于纯烧生物质秸秆所带来的锅炉腐蚀因素，所以锅炉换热面必须采取一定的防腐措施，这些因素导致了这种发电方式投资巨大，约合12000～13000元/千瓦，而且效率低下，运行费用较高。

2)生物质液化是指采用水解等方式将生物质转化为液体燃料，比如乙醇、柴油等。这种利用方式存在转化效率较低的问题。

3)生物质气化又分为化学方式和生物方式，化学方式为在气化炉内通过不完全燃烧的方式将生物质转化为可燃气体，然后再利用可燃气体去发电，采用这种方式利用的时候，气化炉的转化效率也比较较低；而生物气化方式为利用微生物发酵的方式将生物质转化为沼气，然后再利用沼气去发电，这种方式的优点是投资较小，能获得大量的有机肥；但是存在转化速度较小，因此需大型化才能满足工业化利用的要求。

公告号为CN200820079991.7的中国专利，一种生物质发电系统，包括沼气池、内燃发电机组、余热锅炉、汽轮发电机组和压滤机，沼气池通过管道与沼气净化器相连通，沼气净化器与储气柜相连通，储气柜通过管道与内燃发电机组相连接，内燃发电机组的烟气管道与余热锅炉相连通，余热锅炉的烟气管道返回沼气池，余热锅炉的循环管道上设有凝汽器，汽轮发电机组位于凝汽器与余热锅炉之间的蒸汽管道上，沼气池的排渣口与压滤机相连通，压滤机的排液口通往储液池，储液池的管道通过凝汽器后返回沼气池。具有投资小、运行费用低且转化效率高等优点，但此种生物质发电系统在实际使用过程中，沼气池在内的有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生甲烷等可燃气体，通过对可燃气体进行燃烧进行发电或发热，但发电机组对在发电时对可燃气体的浓度有要求，当可燃气体的浓度达不到发电机组所需要的发电浓度时，发电机组不能够进行发电，所以需要储气柜将可燃性气体进行存储至一定浓度后再进行发电，但将可燃性气体存储至一定浓度后并不能够自动控制将可燃气体输送至内燃发电机组进行发电，还需要人为的控制，迟缓了发电的时间，降低了发电效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种生物质发电系统，能够对储气柜实现控制，当储气柜可燃性气体达到一定的浓度时，将其传递至内燃发电机组进行发电。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种生物质发电系统，包括沼气池、储气柜和内燃发电机组，所述的沼气池、储气柜和内燃发电机组依次通过输气管道连接，其特征是：所述的沼气池与所述的储气柜之间设置有第一气泵；所述的储气柜与所述的内燃发电机组的管道之间设置有第一电磁阀；所述的第一电磁阀设置有控制电路，所述的控制电路用于控制所述电磁阀的开闭以及内燃发电机组的工作状态；所述的控制电路包括采样装置，设置于所述储气柜内，用于检测储气柜内甲烷的浓度，并根据甲烷浓度输出采样电压；基准装置，根据预设的甲烷浓度值，提供一基准电压；比较装置，分别与所述的采样装置和基准装置耦接，当所述的采样电压大于基准电压后输出驱动信号；驱动装置，受控于所述的驱动信号控制所述的第一电磁阀打开，内燃发电机组进行工作。

通过采用上述技术方案，沼气池在内的有机物质在厌氧环境中通过微生物发酵作用，产生甲烷等可燃气体，通过管道至储气柜，当储气柜内存放的甲烷达到一定浓度时通过管道输至内燃发电机组进行发电，控制电路对第一电磁阀和内燃发电机组进行控制，当采样装置检测到储气柜内甲烷的浓度达到一定值时，控制第一电磁阀打开和内燃发电机组工作，甲烷通入内燃发电机组进发电。

本实用新型可进一步设置为，所述的采样装置为甲烷浓度传感器。

通过采用上述技术方案，甲烷浓度传感器能够对甲烷的浓度进行测量，并根据其浓度输出相应的采样电压。

本实用新型可进一步设置为，所述的基准装置包括串联接地的第一基准电阻、第二基准电阻和第三基准电阻，所述的第一基准电阻与第二基准电阻的节点耦接所述比较装置。

通过采用上述技术方案，通过第一基准电阻、第二基准电阻和第三基准电阻进行分压到达对比较装置提供基准电压的目的。

本实用新型可进一步设置为，所述的驱动装置包括第一驱动电阻、第二驱动电阻和驱动三极管，所述的第一驱动电阻和第二驱动电阻串联接地，所述的第一驱动电阻和第二驱动电阻的节点耦接所述驱动三极管的基极。

通过采用上述技术方案，通过第一驱动电阻和第二驱动电阻进行分压达到使驱动三极管导通的目的。

本实用新型可进一步设置为，所述的沼气池和储气柜之间设置有沼气净化器。

通过采用上述技术方案，沼气池在内的有机物质在厌氧环境中通过微生物发酵作用，产生甲烷等可燃气体的同时也会产生一些对空气有污染的气体，通过沼气净化器能够对沼气池排放出来的污染性气体进行排放。

本实用新型可进一步设置为，所述的比较装置为电压比较器。

通过采用上述技术方案，电压比较器能够起到对电压进行比较的作用。

本实用新型可进一步设置为，所述的生物质发电系统还包括余热锅炉，所述的余热锅炉与所述内燃发电机组的烟雾管道连接，所述的余热锅炉内部设置有水加热管路。

通过采用上述技术方案，内燃发电机组在发电的过程中会产生烟雾，而且烟雾会有较高的温度，通过将烟雾连接至余热锅炉可使其对余热锅炉内的水加热管路进行加热，增加甲烷的燃烧利用率。

本实用新型可进一步设置为，所述的水加热管路包括两条，一条连至用户，另一条连回至沼气池。

通过采用上述技术方案，在余热锅炉加热的水经过一条管路连接至用户对其进行供暖，另一条连回至沼气池进行补水和加温，使微生物在发酵时处于一个适宜的温度。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

沼气池在内的有机物质在厌氧环境中通过微生物发酵作用，产生甲烷等可燃气体，通过管道至储气柜，当储气柜内存放的甲烷达到一定浓度时通过管道输至内燃发电机组进行发电，控制电路对第一电磁阀和内燃发电机组进行控制，当采样装置检测到储气柜内甲烷的浓度达到一定值时，控制第一电磁阀打开和内燃发电机组工作，甲烷通入内燃发电机组进发电，沼气池和储气柜之间设置有沼气净化器，沼气池在内的有机物质在厌氧环境中通过微生物发酵作用，产生甲烷等可燃气体的同时也会产生一些对空气有污染的气体，通过沼气净化器能够对沼气池排放出来的污染性气体进行排放，水加热管路包括两条，一条连至用户，另一条连回至沼气池，在余热锅炉加热的水经过一条管路连接至用户对其进行供暖，另一条连回至沼气池进行补水和加温，使微生物在发酵时处于一个适宜的温度。

附图说明

图1是生物质发电系统结构示意图；

图2是控制电路结构示意图。

图中，110、沼气池；111、第一气泵；120、沼气净化器；130、储气柜；131、第一电磁阀；140、内燃发电机组；150、余热锅炉；151、自来水；152、第二电磁阀；153、第一水泵；154、第三电磁阀；155、用户；156、水加热管路；210、基准装置；220、采样装置；230、比较装置；240、驱动装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种生物质发电系统，如图1所示其结构示意图，包括沼气池110和与沼气池110通过第一气泵111连接的沼气净化器120，沼气净化器120能够对沼气池110内微生物发酵产生的污染性气体进行除去，避免其排放至大气之中，对环境造成污染，例如沼气净化器120能够对沼气池110内的硫化物或者硫化物气体进行处理。

沼气净化器120连接有储气柜130，能够对净化后的沼气进行存储，储气柜130通过第一电磁阀131连接至内燃发电机组140，储气柜130存储的沼气通过第一电磁阀131能够进入内燃发电机组140，内燃发电机组140通过对沼气进行燃烧进行发电，由于沼气内主要含有甲烷，甲烷属于清洁能源，相较于原煤发电能够有效的降低对环境的污染。

内燃发电机组140的出烟管道与余热锅炉150连接，通过将内燃发电机组140内甲烷燃烧后产生的高温烟雾传递至余热锅炉150，达到对余热锅炉150内部水加热管路156加热的目的。

水加热管路156的输入端通过第二电磁阀152连接自来水管道，水循环管路包括两条输出管道，其中一条输出管道通过第一水泵153连至用户155，用于对用户155提供热水达到供暖的目的，水循环管路的另一条输出管道通过第三电磁阀154连回至沼气池110，对沼气池110进行补水和加温，使微生物在发酵时处于一个适宜的温度。

如图2所示控制电路结构示意图，采样装置220，设置于所述储气柜130内，用于检测储气柜130内甲烷的浓度，并根据甲烷浓度输出采样电压；基准装置210，根据预设的甲烷浓度值，提供一基准电压；比较装置230，分别与所述的采样装置220和基准装置210耦接，当所述的采样电压大于基准电压后输出驱动信号；驱动装置240，受控于驱动信号控制所述的第一电磁阀131打开，内燃发电机组140进行工作。

采样装置220为甲烷浓度传感器，甲烷浓度传感器能够对甲烷的浓度进行测量，并根据其浓度输出相应的采样电压。

基准装置210包括串联接地的第一基准电阻R11、第二基准电阻R12和第三基准电阻R13，所述的第一基准电阻R11与第二基准电阻R12的节点耦接所述比较装置230，通过第一基准电阻R11、第二基准电阻R12和第三基准电阻R13进行分压到达对比较装置230提供基准电压的目的。

驱动装置240包括第一驱动电阻R14、第二驱动电阻R15和驱动三极管Q1，所述的第一驱动电阻R14和第二驱动电阻R15串联接地，所述的第一驱动电阻R14和第二驱动电阻R15的节点耦接所述驱动三极管Q1的基极，通过第一驱动电阻R14和第二驱动电阻R15进行分压达到使驱动三极管Q1导通的目的。

对控制电路做出以下简单阐述，沼气内的可燃性气体主要为甲烷，故设置的检测装置为甲烷浓度传感器，基准装置210用于提供基准电压，可以根据预先设好的浓度调节基准电压，当储气柜130内的甲烷达到预先设好的浓度后，第一电磁阀131打开。当采样装置220检测到储气柜130内甲烷的浓度达到预先设好的浓度后，此时采样电压大于基准电压，比较装置230输出高电平信号至驱动装置240，驱动三极管Q1的基极上电，驱动三极管Q1导通，此时第一电磁阀131打开、内燃发电机组140开始工作进行发电。

例如以GE颜巴赫JMS320GS-B.L (额定功率：1063kw)沼气发电机组为例，其标定发电效率为40.8%，其满负荷运行时需要521m3沼气（甲烷浓度51%），则基准电压则需要根据甲烷浓度51%左右时打开第一电磁阀131和控制内燃发电机组140工作为依据进行调节，使其提供一适宜的基准电压，当检测装置检测到甲烷浓度51%左右时，比较装置230输出驱动信号。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。