移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统及运行方法与流程

本发明涉及生物质废弃物利用，尤其涉及一种移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统及运行方法。

背景技术：

1、目前化石能源的应用仍占主体地位，保护生态环境、应对气候变化的压力日益增大，迫切需要能源绿色转型，而生物质能是解决这一问题的重要手段。研究表明，生物质废弃物经低温炭化处理后压制的颗粒燃料具有类煤性特征，疏水性好能量密度高易于研磨。

2、生物质废弃物，例如农业秸秆等，分布广泛，密度低，不适合大规模运输，这就给生物质资源的综合利用造成了巨大难度。而传统生物质颗粒生产系统为固定地点生产，无法对偏远地区农业秸秆等生物质废弃物回收利用。新型生物质废弃物能源化利用系统采用移动式模块化单元组装方式，系统可移至原料产地，快速回收利用生物质原料。同时经低温炭化处理后，可有效提高生物质能燃烧效率，提高利用率。

3、但是，生物质废弃物的产地一般缺少大功率供电条件，如何解决电源供应成为目前生物质废弃物能源化利用系统亟需解决的重要问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统及运行方法，整个装置系统采用模块化单元组装方式，可实现长距离运输；同时设置储能模块作为备用电源，为整个装置系统补充电能。本发明所述的装置系统结构简单合理，适合在生物质废弃物产地大规模推广应用。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统，所述装置系统为可移动模块化结构；

4、所述装置系统包括控制模块以及分别与该控制模块相连的功率测量模块、无功补偿模块、储能模块和生物质废弃物反应模块。

5、本发明所述的移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统为可移动模块化结构，可移至生物质废弃物原料产地运行，解决了生物质废弃物原料因无法大量运输而导致现有的生物质处理系统产量低的问题；其中的储能模块作为备用电源，解决了生物质废弃物原料产地供电困难的问题，其中的无功补偿模块可有效补充移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统所需的无功，保持一定功率因数。本发明所述装置系统结构简单合理，可进行长距离运输，具有大规模推广应用前景。

6、优选地，所述装置系统为集装箱封装结构。

7、本发明优选所述装置系统为集装箱封装结构，可自由运输至原料产地。

8、优选地，所述装置系统还包括就地供电单元。

9、本发明中的就地供电单元不仅可以为整个移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统提供电能，同时还可以为储能模块补充电能。

10、优选地，所述供电单元经断路器与母线连接。

11、优选地，所述母线分别与功率测量模块和无功补偿模块相连。

12、本发明中的功率测量模块为并网点的电压、电流和功率的测量装置，用于实时显示和历史记录移动式生物质废弃物能源化利用装置系统的用电情况。

13、本发明中的无功补偿模块用于抵消移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统的感性负载产生的感性无功功率，提高移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统的功率因数。

14、优选地，所述装置系统还包括与储能模块相连的双向变流器。

15、本发明中的双向变流器为功率变换装置，分别与无功补偿模块、就地供电单元和配电装置电连接。

16、优选地，所述双向变流器与母线连接。

17、本发明中的双向变流器与母线之间设置有断路器，在移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统正常运行时为闭合状态，当储能模块需要检修以及仅由就地供电单元对移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统进行供电时，断路器为断开状态。

18、优选地，所述双向变流器与控制模块连接。

19、优选地，所述装置系统还包括配电装置。

20、优选地，所述配电装置与生物质废弃物反应模块之间为插拔式接线方式。

21、本发明中优选所述配电装置与生物质废弃物反应模块之间为插拔式接线方式，可有效提高移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统的移动性和灵活性。

22、优选地，所述配电装置与母线连接。

23、本发明中的配电装置与母线之间设置有断路器，在移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统运行时为闭合状态，当生物质废弃物反应模块需要检修时，断路器为断开状态。

24、优选地，所述生物质废弃物反应模块包括1～4个生物质废弃物反应撬装模块，例如可以是1个、2个、3个或4个。

25、本发明中所述生物质废弃物反应模块包括1～4个生物质废弃物反应撬装模块，便于安装，更换及移动。

26、第二方面，本发明还提供一种如第一方面所述的移动式生物质废弃物能源化利用装置系统的运行方法，所述运行方法包括储能模块供电运行。

27、优选地，所述储能模块供电运行包括如下步骤：

28、(1)功率测量模块实时采集并网点电压、电流和功率传输到控制模块，控制模块计算三相电压电流实时有功功率和无功功率，并网点的三相电源平衡后，记录生物质废弃物反应模块用电功率；

29、(2)控制模块读取并计算并网点的无功功率和功率因数，当并网点的功率因数低于设定功率因数时，启动无功补偿模块进行无功补偿；

30、(3)控制模块读取储能模块的电压和电量，判断储能模块是否需要充电；当储能模块需要充电时，控制模块调节双向变流器为充电模式，为储能模块补充电能；当储能模块为生物质废弃物反应模块供电时，控制模块调节双向变流器为放电模式，为生物质废弃物反应模块提供电能；

31、(4)移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统供电正常后，由控制模块控制配电装置为生物质废弃物反应模块供电，生产生物质燃料。

32、本发明步骤(1)中并网点三相电源是否平衡的判断依据是a、b、c三相电压有效值差值超过2％；步骤(2)所述设定功率因数可以是0.9。

33、优选地，步骤(3)中储能模块需要充电时，储能模块的电量低于满电量的30％。

34、优选地，所述生物质废弃物反应模块通过低温炭化处理将生物质废弃物原料转化为类煤颗粒。

35、优选地，所述运行方法还包括就地供电单元供电运行；

36、优选地，所述就地供电单元供电运行包括如下步骤：

37、(1’)控制模块控制断路器闭合，由就地供电单元为移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统提供电能；

38、(2’)功率测量模块实时采集并网点电压、电流和功率传输到控制模块，控制模块计算三相电压电流实时有功功率和无功功率，并网点的三相电源平衡后，记录生物质废弃物反应模块用电功率；

39、(3’)控制模块读取并计算并网点的无功功率和功率因数，当并网点的功率因数低于设定功率因数时，启动无功补偿模块进行无功补偿；

40、(4’)控制模块读取储能模块的电压和电量，判断储能模块是否需要充电；当储能模块需要充电时，控制模块调节双向变流器为充电模式，为储能模块补充电能；当就地供电单元提供的电能不能满足生物质废弃物反应模块的需要时，控制模块调节双向变流器为放电模式，为生物质废弃物反应模块提供电能；

41、(5’)移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统供电正常后，由控制模块控制配电装置为生物质废弃物反应模块供电，生产生物质燃料。

42、本发明步骤(2’)中并网点三相电源是否平衡的判断依据是a、b、c三相电压有效值差值超过2％；步骤(3’)所述设定功率因数可以是0.9。

43、优选地，步骤(4’)中储能模块需要充电时，储能模块的电量低于满电量的30％。

44、本发明所述的移动式生物质废弃物能源化利用装置系统的运行可根据生物质废弃物原料产地有无就地供电单元，进行灵活调配运行。当生物质废弃物原料产地无就地供电单元，可以由储能模块供电运行；当生物质废弃物原料产地有就地供电单元，可以由就地供电单元供电运行。而且，当就地供电单元进行供电时，还可以为储能模块补充电能。本发明所述的运行方法由控制模块进行调控，操作简单。

45、优选地，步骤(5’)所述生物质废弃物反应模块通过低温炭化处理将生物质废弃物原料转化为类煤颗粒。

46、作为本发明优选的技术方案，所述运行方法包括就地供电单元供电运行和储能模块供电运行；

47、所述就地供电单元供电运行包括如下步骤：

48、(1’)控制模块控制断路器闭合，由就地供电单元为移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统提供电能；

49、(2’)功率测量模块实时采集并网点的电压、电流和功率传输到控制模块，控制模块计算三相电压电流实时有功功率和无功功率，并网点的三相电源平衡后，记录生物质废弃物反应模块用电功率；

50、(3’)控制模块读取并计算并网点的无功功率和功率因数，当并网点的功率因数低于设定功率因数时，启动无功补偿模块进行无功补偿；

51、(4’)控制模块读取储能模块的电压和电量，判断储能模块是否需要充电；当储能模块需要充电时，控制模块调节双向变流器为充电模式，为储能模块补充电能；当就地供电单元提供的电能不能满足生物质废弃物反应模块的需要时，控制模块调节双向变流器为放电模式，为生物质废弃物反应模块提供电能；

52、(5’)移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统供电正常后，由控制模块控制配电装置为生物质废弃物反应模块供电，生产生物质燃料；

53、所述储能模块供电运行包括如下步骤：

54、(1)功率测量模块实时采集并网点的电压、电流和功率传输到控制模块，控制模块计算三相电压电流实时有功功率和无功功率，并网点的三相电源平衡后，记录生物质废弃物反应模块用电功率；

55、(2)控制模块读取并计算并网点的无功功率和功率因数，当并网点的功率因数低于设定功率因数时，启动无功补偿模块进行无功补偿；

56、(3)控制模块读取储能模块的电压和电量，判断储能模块是否需要充电；当储能模块需要充电时，控制模块调节双向变流器为充电模式，为储能模块补充电能；当储能模块为生物质废弃物反应模块供电时，控制模块调节双向变流器为放电模式，为生物质废弃物反应模块提供电能；

57、(4)移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统供电正常后，由控制模块控制配电装置为生物质废弃物反应模块供电，生产生物质燃料。

58、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

59、(1)本发明提供的移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统为可移动模块化单元组装方式，便于长距离运输，具备灵活性、机动性；

60、(2)本发明提供的移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统中的储能模块可作为备用电源，在移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统缺少电源时补充电能；

61、(3)本发明提供的移动式生物质废弃物能源化利用的装置系统中配电装置与生物质废弃物反应模块之间为插拔式接线方式，可靠性高，配电装置易于拆卸组装。