一种掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统技术方案

本发明专利技术公开了一种掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统，包括卸料单元、一号管带机、杂物及金属筛分单元、二号管带机、筒仓储料单元、三号管带机、炉前制粉单元、生物质粉输送及耦合单元、原火电厂燃料系统、制粉系统、锅炉、蒸汽轮机、发电机、厂用电网、公用电网、空分设备、电解制氢设备、公用气体制备设备、工业用汽设备、压缩式制冷设备、吸收式制冷设备、压缩式热泵及换热器，该系统能够实现掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务，且成本较低。且成本较低。且成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统


[0001]本专利技术涉及一种火电厂综合能源处置及服务系统，具体涉及一种掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统。

技术介绍

[0002]欧洲最早提出综合能源系统概念并付诸实施，美国、日本、加拿大等国紧随其后，围绕智能电网、分布式能源、能源系统耦合与协同优化等方向，开展了大量研究实践。法国ENGIE集团、美国Opower能源管理公司，东京电力公司等发达国家能源企业早在二十年前便开展了相关探索。美国在2001年即提出了综合能源系统发展计划，以促进分布式能源和冷热电三联供技术的进步和推广应用，智能电网、需求侧管理提高电力系统灵活性作为重点发展方向。日本能源严重依赖进口，因此日本成为最早开展综合能源系统研究的亚洲国家。为实现其温室气体减排目标，发展综合能源系统，提升能效、促进可再生能源规模化开发成为必有之路，日本智能社区联盟提出了社区综合能源服务(电力、燃气、热力、可再生能源等)。
[0003]我国综合能源服务尚处在起步、示范阶段。目前，传统的能源产业，如电力企业、电网企业、燃气企业、设备商、节能服务公司、系统集成商及专业设计院等，都在策划综合能源服务转型。国内现有的综合能源业务主要集中在园区提供冷、热、水、电多能互补的综合能源服务，而发电企业在建或已投运综合能源项目多数以天然气为主要能源，构建分布式能源站，提供区域内电、冷、热、水、气等多联供服务。民营企业依托已有业务开展综合能源服务业务，如分布式风电、分布式光伏、智慧能源等。
[0004]现有的综合能源系统的主要出发点在网侧、用户侧，其主要技术路线为通过风光储、光储充以及各种热泵、蓄冷装置等构成的供能系统。国内发电企业已开展业务多为基于天然气分布式能源站的综合能源服务，但对于基于火电厂源侧的综合能源服务的研究尚未报道。
[0005]火电厂掺烧生物质的现有技术：
[0006]火电厂掺烧生物质的国外技术主要为生物质直燃耦合发电技术，在欧洲、北美、日韩等地已成为主流的生物质能发电技术，并被认为是火电厂从煤电到100％生物质发电的桥梁。英国于2012年已率先实现了大型煤粉炉100％燃烧生物质原料的转换，其生物质能行业已经与万吨远洋轮船、港口、铁路轨道、火车运输、大型火电厂、电网、储仓储能等大型基础设施密切结合，并已成为一种重要的清洁能源形式。全球最大的生物质电厂英国Drax已于2012年
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2018年陆续完成了4
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660MW
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100％生物质燃料转换，其生物质供电量已经连续5年超过100亿度、连续3年超过130亿度，相当于我国近百家典型30MW的小型生物质发电机组的上网电量总和。但是，国外大型火电机组燃用的生物质全部为木质颗粒，尚无成熟的农田秸秆类生物质发电项目。
[0007]目前生物质发电在我国主要还是采取小型纯生物质发电机组，其机组参数低，煤耗高，导致生物质发电成本居高不下，每年国家都要拿出大量资金对其进行财政补贴，成为
国家的财政的巨大负担。最近几年国内相关企业对生物质气化耦合发电的技术路线进行了探讨和研究，该技术通过将生物质在专门的气化炉内首先进行气化，生成的高温可燃气体送入大型锅炉内进行燃烧发电。由于其建设成本高，运行维护成本高、燃料整体发电效率低、焦油难以处理、高温可燃气体有一定安全隐患，政策支持不足等问题，国内的气化耦合技术都停止在示范项目阶段，并未大规模推广。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统，该系统能够实现掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务，且成本较低。
[0009]为达到上述目的，本专利技术所述的掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统包括卸料单元、一号管带机、杂物及金属筛分单元、二号管带机、筒仓储料单元、三号管带机、炉前制粉单元、生物质粉输送及耦合单元、原火电厂燃料系统、制粉系统、锅炉、蒸汽轮机、发电机、厂用电网、公用电网、空分设备、电解制氢设备、公用气体制备设备、工业用汽设备、压缩式制冷设备、吸收式制冷设备、压缩式热泵及换热器；
[0010]卸料单元依次经杂物及金属筛分单元、一号管带机及二号管带机与筒仓储料单元的入口相连通，筒仓储料单元的出口经三号管带机、炉前制粉单元与生物质粉输送及耦合单元相连通；
[0011]原火电厂燃料系统的出口经制粉系统与生物质粉输送及耦合单元相连通，生物质粉输送及耦合单元的出口与锅炉上的燃烧器相连通；
[0012]锅炉的蒸汽出口与蒸汽轮机的入口相连通，蒸汽轮机的乏汽出口与工业用汽设备、吸收式制冷设备及换热器的放热侧相连通，蒸汽轮机的输出轴与发电机的驱动轴相连通，发电机的输出端与厂用电网及公用电网相连接，厂用电网与空分设备、电解制氢设备、公用气体制备设备、压缩式制冷设备及压缩式热泵相连接。
[0013]卸料单元包括卸料车间及转运机，杂物及金属筛分单元包括筛分及杂物排除装置及磁性金属分离器，卸料车间依次经转运机、一号管带机、筛分及杂物排除装置、磁性金属分离器及二号管带机与筒仓储料单元的入口相连通。
[0014]筒仓储料单元包括大筒仓，大筒仓的底部出口处设置有筒仓出料螺旋。
[0015]炉前制粉单元包括炉前小料仓及锤式磨煤机，生物质粉输送及耦合单元包括气力输送系统及煤粉管道，筒仓储料单元的出口经三号管带机、炉前小料仓、锤式磨煤机及气力输送系统与煤粉管道相连通；
[0016]原火电厂燃料系统的出口经制粉系统与煤粉管道相连通，煤粉管道的出口与锅炉上的燃烧器相连通。
[0017]还包括惰化系统；惰化系统的出口与大筒仓及炉前小料仓相连通。
[0018]空分设备的氮气出口与惰化系统的入口相连通。
[0019]还包括储热设备；压缩式热泵的出口及换热器的吸热侧出口与储热设备。
[0020]还包括储冷设备；压缩式制冷设备的出口及吸收式制冷设备的出口与储冷设备相连通。
[0021]还包括储电站，储电站与公用电网及厂用电网相连接。
[0022]还包括供暖设备及供冷设备；压缩式热泵的出口及换热器的吸热侧出口与供暖设备相连通；压缩式制冷设备的出口及吸收式制冷设备的出口与及供冷设备相连通。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术所述的掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统在具体操作时，通过直燃耦合的方式掺烧生物质，充分利用原燃煤机组的高参数、超低排放的优势，以较低的造价实现生物质直燃耦合掺烧，有效降低碳排放，提高生物质资源能源化利用水平；另外，利用生物质燃烧器灵活调整生物质掺烧比例，生物质挥发分高，易燃烧，可以在低负荷下提高生物质掺烧比例，发挥其稳燃的作用，低负荷下炉膛热负荷低，避免生物质高比例掺烧后结焦高温腐蚀等问题，提高机组的深度调峰能力及灵活性。同时需要说明的是，本专利技术可以处置生物质及供电，还可以供热、供冷、供汽、供公用气体，成本更低，掺烧生物质后的综合能源系统调峰能力更强。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统，其特征在于，包括卸料单元(1)、一号管带机(4)、杂物及金属筛分单元(5)、二号管带机(8)、筒仓储料单元(9)、三号管带机(12)、炉前制粉单元(14)、生物质粉输送及耦合单元(17)、原火电厂燃料系统(20)、制粉系统(21)、锅炉(22)、蒸汽轮机(23)、发电机(24)、厂用电网(25)、公用电网(26)、空分设备(28)、电解制氢设备(29)、公用气体制备设备(30)、工业用汽设备(31)、压缩式制冷设备(32)、吸收式制冷设备(33)、压缩式热泵(34)及换热器(35)；卸料单元(1)依次经杂物及金属筛分单元(5)、一号管带机(4)及二号管带机(8)与筒仓储料单元(9)的入口相连通，筒仓储料单元(9)的出口经三号管带机(12)、炉前制粉单元(14)与生物质粉输送及耦合单元(17)相连通；原火电厂燃料系统(20)的出口经制粉系统(21)与生物质粉输送及耦合单元(17)相连通，生物质粉输送及耦合单元(17)的出口与锅炉(22)上的燃烧器相连通；锅炉(22)的蒸汽出口与蒸汽轮机(23)的入口相连通，蒸汽轮机(23)的乏汽出口与工业用汽设备(31)、吸收式制冷设备(33)及换热器(35)的放热侧相连通，蒸汽轮机(23)的输出轴与发电机(24)的驱动轴相连通，发电机(24)的输出端与厂用电网(25)及公用电网(26)相连接，厂用电网(25)与空分设备(28)、电解制氢设备(29)、公用气体制备设备(30)、压缩式制冷设备(32)及压缩式热泵(34)相连接。2.根据权利要求1所述的掺烧生物质的火电厂综合能源处置及服务系统，其特征在于，卸料单元(1)包括卸料车间(2)及转运机(3)，杂物及金属筛分单元(5)包括筛分及杂物排除装置(6)及磁性金属分离器(7)，卸料车间(2)依次经转运机(3)、一号管带机(4)、筛分及杂物排除装置(6)、磁性金属分离器(7)及二号管带机(8)与筒仓储料单元(9)的入口相连通。3.根据权利要求1所述的掺烧生物质的火电厂综合能源...

【专利技术属性】
技术研发人员：员盼锋，牛国平，丹慧杰，杨培军，王岩，赵卫东，
申请(专利权)人：西安西热锅炉环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：