一種生物質與太陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)技術方案

一種生物質與太陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)，用于降低發(fā)電耗煤量，減少環(huán)境污染。其技術方案是：加熱器系統(tǒng)構成中包括加熱器和并聯(lián)輔助系統(tǒng)，所述并聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質氣化裝置與拋物面槽式太陽能集熱器場并聯(lián)組成，其工質出口經并聯(lián)輔助系統(tǒng)蒸汽出口閥接加熱器的蒸汽入口，其工質入口經并聯(lián)輔助系統(tǒng)疏水入口閥接加熱器的疏水出口。本實用新型專利技術利用生物質能和太陽能加熱給水，減少了加熱器汽輪機側抽汽量，在維持機組發(fā)電量不變的情況下，使煤耗量明顯減少，有效降低了二氧化碳的排放量，很大程度上解決了單一燃煤電廠的高污染問題。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及一種能有效利用生物質能和太陽能提高燃煤發(fā)電效率，實現(xiàn)低碳 排放的新型輔助加熱器系統(tǒng)，屬可再生能源利用

技術介紹
目前，電力行業(yè)仍以火力發(fā)電為主，火力發(fā)電所用燃料主要是煤炭，這種發(fā)電方式 煤耗高、能量利用率低、二氧化碳等有害氣體排放量大，環(huán)境污染嚴重。隨著世界能源政策的調整，發(fā)展低碳經濟和強化環(huán)境保護已成大勢所趨。中國政 府決定到2020年全國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40-45%，并作為約束 性指標納入“十二五”及其后的國民經濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃。而據(jù)初步統(tǒng)計，中國火力 發(fā)電廠二氧化碳的排放量達到總排放量的近60%之多，因此，開展節(jié)能減排已成為火力發(fā) 電廠必須面臨的一個重大課題和緊迫任務。我國可利用的生物質能源十分豐富，據(jù)統(tǒng)計每年可使用的生物質能與總量相當于 5億噸標準煤，而實際年利用率不足2%，因此開發(fā)潛力巨大。另外，太陽能資源也非常豐富， 太陽能發(fā)電具有安全可靠、使用壽命長、運行費用少、維護簡單、無噪聲、無需燃料、無污染 等優(yōu)點，太陽能利用技術日趨成熟。在各類太陽能集熱器中，拋物面槽式太陽能集熱器屬于 一種中溫集熱器，它可以將工質加熱到400°C，利用這種集熱器收集太陽能熱量進行發(fā)電是 目前唯一實現(xiàn)商業(yè)化運營的太陽能熱發(fā)電方式。有鑒于此，通過整合生物質能和太陽能的低碳排放優(yōu)勢和傳統(tǒng)火力發(fā)電的技術優(yōu) 勢，將生物質能和太陽能的利用聯(lián)合引入傳統(tǒng)燃煤電廠系統(tǒng)中，勢必能有效改善并提高系 統(tǒng)發(fā)電的環(huán)保性和經濟性。
技術實現(xiàn)思路
本技術的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足、提供一種高效、低碳的生物質與太 陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)。本技術所述問題是以下述技術方案實現(xiàn)的一種生物質與太陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)，構成中包括加熱器和并聯(lián)輔助 系統(tǒng)，所述并聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質氣化裝置與拋物面槽式太陽能集熱器場并聯(lián)組成，其工 質出口經并聯(lián)輔助系統(tǒng)蒸汽出口閥接加熱器的蒸汽入口，其工質入口經并聯(lián)輔助系統(tǒng)疏水 入口閥接加熱器的疏水出口。上述生物質與太陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)，構成中還包括塔式太陽能空氣 預熱系統(tǒng)，所述塔式太陽能空氣預熱系統(tǒng)由壓氣機和塔式太陽能集熱器組成，所述壓氣機 輸出的壓縮空氣經塔式太陽能集熱器預熱后，供生物質氣化裝置使用。上述生物質與太陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)，所述生物質氣化裝置由流化床 生物質氣化爐和燃燒換熱器構成，其入口設置有生物質氣化裝置入口閥，出口設置有生物 質氣化裝置出口閥；所述拋物面槽式太陽能集熱器場由多個拋物面槽式太陽能集熱器串、并聯(lián)連接而成，其入口設置有拋物面槽式太陽能集熱器場入口閥，出口設置有拋物面槽式 太陽能集熱器場出口閥。上述生物質與太陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)，所述壓氣機的入口設置有塔式 太陽能空氣預熱系統(tǒng)空氣進口閥；所述塔式太陽能集熱器的入口設置有塔式太陽能集熱器 入口閥，出口設置有塔式太陽能集熱器出口閥；塔式太陽能集熱器入口閥、出口閥兩端并聯(lián) 塔式太陽能集熱器旁路閥。本技術在傳統(tǒng)燃煤電廠加熱器系統(tǒng)的基礎上增加了由生物質氣化裝置與拋 物面槽式太陽能集熱器場并聯(lián)構成的輔助系統(tǒng)，并聯(lián)輔助系統(tǒng)聯(lián)合利用生物質能和太陽能 將加熱器的部分疏水加熱至具有本級加熱器汽輪機側抽汽參數(shù)的蒸汽后送回加熱器，這些 具有特定參數(shù)的蒸汽代替全部或部分汽輪機側抽汽在加熱器中放出熱量，加熱來自上一級 加熱器的給水，從而減少了本級加熱器汽輪機側抽汽量，在維持機組發(fā)電量不變的情況下， 使煤耗量明顯減少，有效降低了二氧化碳的排放量。塔式太陽能集熱器用于加熱進入生物質氣化裝置的冷空氣，提高氣化爐氣化效 率，降低生物質原料的使用量。生物質氣化裝置、拋物面槽式太陽能集熱器場和塔式太陽能 集熱器進出口都設有閥門，在設備出現(xiàn)故障時可以起到解裂該裝置的作用，以防影響系統(tǒng) 的正常運行。本技術優(yōu)化了能源利用結構，降低了傳統(tǒng)燃煤電廠的煤耗，很大程度上解決 了單一燃煤電廠的高污染問題。以下結合附圖對本技術進一步說明。附圖說明圖1是本技術的系統(tǒng)連接圖；圖2是拋物面槽式太陽能集熱器場的結構示意圖；圖3是拋物面槽式太陽能集熱器的結構示意圖；圖4是塔式太陽能集熱器的工作原理圖；圖5是塔式太陽能集熱器的結構示意圖；圖6是流化床生物質氣化爐的結構示意圖。圖中各標號為1、加熱器；2、上一級加熱器；3、下一級加熱器；4、加熱器抽汽蒸汽 閥；5、塔式太陽能空氣預熱系統(tǒng)空氣進口閥；6、加熱器疏水閥；7、塔式太陽能集熱器旁路 閥；8、并聯(lián)輔助系統(tǒng)疏水入口閥；9、并聯(lián)輔助系統(tǒng)蒸汽出口閥；10、生物質氣化裝置；11、拋 物面槽式太陽能集熱器場；12、壓氣機；13、生物質氣化裝置入口閥；14、生物質氣化裝置出 口閥；15、拋物面槽式太陽能集熱器場入口閥；16、拋物面槽式太陽能集熱器場出口閥；17、 塔式太陽能集熱器；18、塔式太陽能集熱器入口閥；19、塔式太陽能集熱器出口閥；20、流化 床床料；21、燃氣；22、拋物面槽式太陽能集熱器；23、塔式集熱器；24、塔式太陽能空氣預熱 系統(tǒng)聚光器；25、換熱管；26、拋物面槽式聚光器；27、料箱；28、風機。具體實施方式參看圖1，本技術提供了一種生物質與太陽能輔助燃煤電廠的加熱器系統(tǒng)。該 系統(tǒng)由加熱器1、并聯(lián)輔助系統(tǒng)、塔式太陽能空氣預熱系統(tǒng)以及各種相關管道和閥門組成，其中并聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質氣化裝置10與拋物面槽式太陽能集熱器場11并聯(lián)而成；塔式 太陽能空氣預熱系統(tǒng)由壓氣機12和塔式太陽能集熱器17串聯(lián)組成。參看圖2、3，拋物面槽式太陽能集熱器場11由拋物面槽式太陽能集熱器22經 過串、并聯(lián)連接方式組合而成，拋物面槽式太陽能集熱器22由拋物面槽式聚光器26和換熱 管25組成，換熱管25中有工質流動，拋物面槽式聚光器26將太陽能輻射熱量反射匯集到 換熱管25上，加熱其中流動的工質，其最高集熱溫度可達400°C。本技術所采用的拋物 面槽式太陽能集熱器可選用美國Solargenix公司的SGX-I或DS_l，Luz公司的LS_1、LS_2 或 LS-3。生物質氣化裝置10由生物質氣化爐和燃燒換熱器構成，生物質氣化爐采用流化 床生物質氣化爐，其結構如圖6所示。生物質氣化過程中首先將流化床加熱到運行溫度，床 料吸收并儲存熱量，這部分熱量可以由部分生物質燃料燃燒獲得，鼓入空氣將床料流化，將 生物質原料處理后加入到流化床中，與高溫床料迅速混合，完成干燥、熱解、燃燒及氣化過 程，將產生的燃氣通入燃燒換熱器中進行燃燒放出大量熱量，被加熱的工質在燃燒換熱器 中吸收這部分熱量以提高其參數(shù)。流化床生物質氣化爐可以采用Foster Wheeler公司生 產的增壓流化床氣化爐，操作溫度為950-1000°C，或者TPS常壓流化床氣化爐，操作溫度為 850-9000C。所述生物質原料來源于農業(yè)廢物、林業(yè)廢物、廢紙張等。參看圖4、5，塔式太陽能集熱器17由聚光器陣和塔式集熱器23組成，聚光器陣由 大量的塔式太陽能空氣預熱系統(tǒng)聚光器24組成，將太陽輻射能反射到同一個塔式太陽能 集熱器23上，通過這種集熱方式可以將工質加熱到更高的溫度，可以將空氣加熱到800°C。參看圖1，系統(tǒng)流程為加熱器1的疏水由加熱器疏水出口 b流出，經并聯(lián)輔助系 統(tǒng)疏水入口閥8進入并聯(lián)輔助系本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種生物質與太陽能輔助的燃煤電廠加熱器系統(tǒng)，其特征是，加熱器系統(tǒng)構成中包括加熱器（１）和并聯(lián)輔助系統(tǒng)，所述并聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質氣化裝置（１０）與拋物面槽式太陽能集熱器場（１１）并聯(lián)組成，其工質出口經并聯(lián)輔助系統(tǒng)蒸汽出口閥（９）接加熱器（１）的蒸汽入口（ａ），其工質入口經并聯(lián)輔助系統(tǒng)疏水入口閥（８）接加熱器的疏水出口（ｂ）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：葉學民，祁成，李春曦，馬少棟，王歡，
申請(專利權)人：華北電力大學保定，
類型：實用新型
國別省市：13[]