一种生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统技术方案

一种生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，它包括燃煤锅炉发电系统和串联辅助系统，其中，燃煤锅炉发电系统包括发电机和依次串联的凝汽器、凝结水泵、多级低压加热器、除氧器、给水泵、多级高压加热器、燃煤锅炉和汽轮机，其中，凝汽器的入汽口接汽轮机排汽，多级低压加热器、除氧器、多级高压加热器均与汽轮机抽汽连接，汽轮机驱动发电机；所述串联辅助系统由生物质气化装置和抛物面槽式太阳能集热器场组成，二者串联后接于给水泵出口与多级高压加热器之一的抽汽入口之间。本实用新型专利技术降低了煤耗，优化了能源利用结构，在很大程度上解决了传统燃煤发电系统高污染的问题，有利于生态环保。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能有效利用可再生能源来降低煤耗并实现低碳排放的新型 联合发电系统，属发电

技术介绍
火力发电在现有供电系统中占据着相当的份额，火力发电所用燃料主要是煤炭， 这种发电方式煤耗高、能量利用率低、二氧化碳等有害气体排放量大，而且随机组容量的不 断提高，煤炭燃烧对环境造成的污染日趋严重。随着世界能源政策的调整，发展低碳经济和 强化环境保护已成大势所趋。以中国为例，到2020年全国国内生产总值二氧化碳排放比 2005年下降40-45%，而火力发电厂二氧化碳的排放量占到总排放量的近60%之多，因此， 火力发电厂如何节能减排、降低碳排放量是有关技术人员面临的一个迫在眉睫而又富有挑 战性的重大课题。目前，世界可利用的生物质能源十分丰富，每年可使用的生物质能总量相当于5 亿吨标准煤，而实际年利用率不足2%，因此开发潜力巨大。另外，太阳能是一种资源非常丰 富的能源，具有运行费用低、维护简单、无噪声、无污染等优点。因此，若通过整合太阳能、生 物质能的低碳排放优势和传统火力发电的技术优势，进行多种能源形式的混合发电，势必 能有效改善并提高系统发电的环保性和经济性。
技术实现思路
本技术的目的在于提高并改善传统燃煤发电模式的经济性和环保性，提供一 种能够有效降低煤耗的生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统。本技术所述问题是以下述技术方案实现的一种生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，它包括燃煤锅炉发电系统和串联 辅助系统，其中，燃煤锅炉发电系统包括发电机和依次串联的凝汽器、凝结水泵、多级低压 加热器、除氧器、给水泵、多级高压加热器、燃煤锅炉和汽轮机，其中，凝汽器的入汽口接汽 轮机排汽，多级低压加热器、除氧器、多级高压加热器均与汽轮机抽汽连接，汽轮机驱动发 电机；所述串联辅助系统由生物质气化装置和抛物面槽式太阳能集热器场组成，二者串联 后接于给水泵出口与多级高压加热器之一的抽汽入口之间。上述生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，构成中还包括塔式太阳能空气预 热系统，所述塔式太阳能空气预热系统由压气机和塔式太阳能集热装置组成，所述压气机 输出的压缩空气经塔式太阳能集热装置预热后，输送至生物质气化装置使用。上述生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，所述生物质气化装置由生物质气 化炉和燃烧换热器构成，生物质气化装置并联有生物质气化装置旁路阀，且其入口设置有 生物质气化装置入口阀，出口设置有生物质气化装置出口阀；所述抛物面槽式太阳能集热 器场由多个抛物面槽式太阳能集热器串、并联连接而成，抛物面槽式太阳能集热器场并联 有抛物面槽式太阳能集热器场旁路阀，且其入口设置有抛物面槽式太阳能集热器场入口阀，出口设置有抛物面槽式太阳能集热器场出口阀。上述塔式太阳能空气预热系统中，所述压气机入口设置有塔式太阳能空气预热系 统空气入口阀；所述塔式太阳能集热装置并联有塔式太阳能集热器旁路阀，且其入口设置 有塔式太阳能集热器入口阀，出口设置有塔式太阳能集热器出口阀。上述生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，所述汽轮机由高压缸、中压缸和 低压缸串联构成，所述高压加热器设置三级，所述低压加热器设置四级，高压缸为第二级高 压加热器和第三级高压加热器提供抽汽，中压缸为除氧器和第一级高压加热器提供抽汽， 低压缸为四级低压加热器提供抽汽。上述生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，第三级高压加热器、第二级高压 加热器、第一级高压加热器和除氧器之间设有疏水管路，第四级低压加热器、第三级低压加 热器、第二级低压加热器之间设有疏水管路，第三级低压加热器和第二级低压加热器之间 连接疏水泵，第一级低压加热器和凝汽器之间设有疏水管路。本技术基于电池组串联后可以提供更高电压的思想，在传统燃煤发电系统的 基础上增加了由生物质气化装置与抛物面槽式太阳能集热器场串联构成的辅助系统，充分 利用太阳能和生物质能两种可再生能源辅助燃煤发电。这种串联结构的好处在于生物质气 化装置和抛物面槽式太阳能集热器场对于工质的加热效果会有叠加，即在使用相同能量的 条情况下，工质通过串联结构后温度、压力等参数可以提升更多，故在要求工质参数提高幅 度不变的条件下可以使用更少的能量和原料以达到效果。生物质气化装置与抛物面槽式太 阳能集热器场分别设有旁路阀，可保证在设备故障时不影响系统的正常运行；本技术在生物质气化装置与抛物面槽式太阳能集热器场构成的串联辅助系 统辅助传统燃煤电厂的基础上，基于C0NS0LAR、S0LGATE项目提出的太阳能预热空气系统 的思想，引入塔式太阳能集热装置，利用其加热冷空气使空气温度升高，以高温热空气代替 冷空气通入流化床气化炉使床料流化，提高气化炉气化效率，降低生物质原料的使用量。塔 式太阳能集热器入口阀、出口阀两端并联塔式太阳能集热器旁路阀，在设备出现故障时可 以起到旁路该装置的作用，以防影响系统的正常运行。本技术降低了传统燃煤电厂的煤耗，优化了能源利用结构，在很大程度上解 决了传统燃煤发电系统高污染的问题，有利于国民经济的可持续性发展。以下结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术的系统连接图；图2是抛物面槽式太阳能集热器场的结构示意图；图3是抛物面槽式太阳能集热器的结构示意图；图4是塔式太阳能集热装置的工作原理图；图5是塔式太阳能集热装置的结构示意图；图6是流化床生物质气化炉结构示意图。图中各标号为1、燃煤锅炉；2、高压缸；3、中压缸；4、低压缸；5、发电机；6、凝汽 器；7、凝结水泵；8、第一级低压加热器；9、第二级低压加热器；10、第三级低压加热器；11、 第四级低压加热器；12、除氧器；13、给水泵；14、第一级高压加热器；15、第二级高压加热器；16、第三级高压加热器；17、疏水泵；18、第三级高压加热器抽汽管路；19、第三级高压 加热器抽汽蒸汽阀；20、生物质气化装置；21、抛物面槽式太阳能集热器场；22、串联辅助系 统给水入口阀；23、串联辅助系统蒸汽出口阀；24、生物质气化装置入口阀；25、生物质气化 装置出口阀；26、抛物面槽式太阳能集热器场入口阀；27、抛物面槽式太阳能集热器场出口 阀；28、生物质气化装置旁路阀；29、太阳能集热器场旁路阀；30、塔式太阳能集热装置；31、 塔式太阳能集热器旁路阀；32、压气机；33、塔式太阳能空气预热系统空气进口阀；34、塔式 太阳能集热器入口阀；35塔式太阳能集热器出口阀；36、塔式太阳能空气预热系统聚光器； 37、换热管；38、抛物面槽式聚光器；39、抛物面槽式太阳能集热器；40、塔式太阳能集热器； 41、料箱；42、燃气；43、风机；44、流化床床料。具体实施方式本技术提供了一种生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统。该系统由燃煤 锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、疏水泵、给水泵、加热器、串联辅助系统和 塔式太阳能空气预热系统组成，其中串联辅助系统由生物质气化装置与抛物面槽式太阳能 集热器场串联而成；塔式太阳能空气预热系统有压气机和塔式太阳能集热装置串联组成。参看图2、图3，抛物面槽式太阳能集热器场由抛物面槽式太阳能集热器39经过 串、并联方式连接组合而成。抛物面槽式太阳能集热器39的主要结构为抛物面槽式聚光器 38和换热管37，换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，其特征是，它包括燃煤锅炉发电系统和串联辅助系统，其中，燃煤锅炉发电系统包括发电机（５）和依次串联的凝汽器（６）、凝结水泵（７）、多级低压加热器、除氧器（１２）、给水泵（１３）、多级高压加热器、燃煤锅炉（１）和汽轮机，其中，凝汽器（６）的入汽口连接汽轮机排汽，多级低压加热器、除氧器（１２）、多级高压加热器均与汽轮机抽汽连接，汽轮机驱动发电机（５）；所述串联辅助系统由生物质气化装置（２０）和抛物面槽式太阳能集热器场（２１）组成，二者串联后接于给水泵（１３）出口与多级高压加热器之一的抽汽入口之间。

【技术特征摘要】
一种生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，其特征是，它包括燃煤锅炉发电系统和串联辅助系统，其中，燃煤锅炉发电系统包括发电机(5)和依次串联的凝汽器(6)、凝结水泵(7)、多级低压加热器、除氧器(12)、给水泵(13)、多级高压加热器、燃煤锅炉(1)和汽轮机，其中，凝汽器(6)的入汽口连接汽轮机排汽，多级低压加热器、除氧器(12)、多级高压加热器均与汽轮机抽汽连接，汽轮机驱动发电机(5)；所述串联辅助系统由生物质气化装置(20)和抛物面槽式太阳能集热器场(21)组成，二者串联后接于给水泵(13)出口与多级高压加热器之一的抽汽入口之间。2.根据权利要求1所述生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，其特征是，构成中 还包括塔式太阳能空气预热系统，所述塔式太阳能空气预热系统由压气机(32)和塔式太 阳能集热装置(30)组成，所述压气机(32)输出的压缩空气经塔式太阳能集热装置(30)预 热后，输送至生物质气化装置(20)。3.根据权利要求1或2所述生物质与太阳能辅助燃煤的联合发电系统，其特征是，所述 生物质气化装置(20)由生物质气化炉和燃烧换热器构成，生物质气化装置(20)并联有生 物质气化装置旁路阀(28)，且其入口设置有生物质气化装置入口阀(24)，出口设置有生物 质气化装置出口阀(25)；所述抛物面槽式太阳能集热器场(21)由多个抛物面槽式太阳能 集热器(39)串、并联连接而成，抛物面槽式太阳能集热器场(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春曦，祁成，叶学民，王欢，马少栋，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]