CN104819020B - 一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统 - Google Patents

一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于太阳能发电技术领域的一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统，从屏式过热器后抽出一部分高温蒸汽通过锅炉抽汽管道送入塔式太阳能集热器中；从省煤器与脱硝设备之间位置由再循环风机将部分烟气引出，通过再循环烟道从锅炉顶部位置注入锅炉，以平衡抽汽后锅炉受热面的热量匹配；太阳能通过大面积的太阳能镜场反射聚焦到塔式太阳能集热器以加热来自锅炉的抽汽；在太阳辐射降低时，通过调节安装在锅炉抽汽管道上的阀门减少抽汽量。该系统能够有效提高太阳能发电效率，降低发电煤耗，推动了太阳能热发电的大规模应用，促进了清洁能源的有效利用，具有积极的实际应用意义。

Description

一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统
技术领域
本发明属于太阳能发电技术领域，特别涉及一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统。
背景技术
煤炭资源紧缺，燃煤发电在发电结构中占比70％以上。多数地区太阳能资源丰富，将太阳能引入燃煤发电能降低煤耗，节约大量煤炭资源，有效改善整体系统发电的经济性，减轻传统燃煤电厂环保方面的压力。
塔式太阳能集热器工质温度可以达到很高水平，技术也相对比较成熟，能满足来自锅炉抽汽蒸汽参数要求。太阳能辅助燃煤混合发电将推动太阳能热发电的大规模应用，促进清洁能源的有效利用，具有积极的实际应用意义。与单独塔式太阳能热发电相比，塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统能实现较高的太阳能转换为电的效率。
塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统中，如果从锅炉某级过热器抽汽，将改变锅炉后续受热面的吸热量，对锅炉运行安全带来影响。因为烟气量不变，主蒸汽流量和流速降低，工质吸热量增加，会出现超温现象。因此，为了进一步提高太阳能发电效率，降低发电煤耗，保证机组运行安全，本发明提出一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统。
发明内容
本发明的目的在于提出一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统，其特征在于，锅炉1炉膛上部布置有屏式过热器2、末级过热器3、末级再热器4；低温再热器5、低温过热器6、省煤器7位于竖井烟道8中；竖井烟道8与空气预热器10之间安装有脱硝设备9，空气预热器10通过送风管道15与送风机13和锅炉燃烧器14连接，空气预热器10与烟囱12之间安置除尘脱硫模块11，除尘脱硫模块11用来降低烟气中的粉尘和二氧化硫；省煤器7与脱硝设备9之间连接再循环烟道17的一端，再循环烟道17的另一端接入锅炉1顶部位置，再循环烟道17上安装有再循环风机16；末级过热器3的出口通过主蒸汽管道20与第一汽轮机18连接，第一汽轮机18与第一发电机19连接；锅炉抽汽管道26从屏式过热器2后引出与塔式太阳能集热器23入口相连，锅炉抽汽管道26上设置阀门21以调节抽汽量，太阳能镜场22反射聚焦太阳能至塔式太阳能集热器23，太阳能蒸汽管道27连接塔式太阳能集热器23和第二汽轮机24，第二汽轮机24与第二发电机25连接。
所述塔式太阳能集热器23为腔式集热器或者固体颗粒集热器。
所述再循环风机16在省煤器7与脱硝设备9之间位置抽取烟气以实现受热面和吸热量的匹配，从省煤器7与脱硝设备9之间位置抽取烟气的量通过再循环风机16调节。
本发明的有益效果是针对目前燃煤发电系统煤耗高，环保压力大的现状，提出了一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统，能够有效提高太阳能发电效率，降低发电煤耗，推动了太阳能热发电的大规模应用，促进了清洁能源的有效利用，具有积极的实际应用意义。
附图说明
图1为塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统示意图。
图中标号：1-锅炉、2-屏式过热器、3-末级过热器、4-末级再热器、5-低温再热器、6-低温过热器、7-省煤器、8-竖井烟道、9-脱硝设备、10-空气预热器、11-除尘脱硫模块、12-烟囱、13-送风机、14-锅炉燃烧器、15-送风管道、16-再循环风机、17-再循环烟道、18-第一汽轮机、19-第一发电机、20-主蒸汽管道、21-阀门、22-太阳能镜场、23-塔式太阳能集热器、24-第二汽轮机、25-第二发电机、26-锅炉抽汽管道、27-太阳能蒸汽管道。
具体实施方式
本发明提出一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
图1所示为塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统示意图，锅炉1炉膛上部布置有屏式过热器2、末级过热器3、末级再热器4；低温再热器5、低温过热器6、省煤器7位于竖井烟道8中；竖井烟道8与空气预热器10之间安装有脱硝设备9，空气预热器10通过送风管道15与送风机13和锅炉燃烧器14连接，空气预热器10与烟囱12之间安置除尘脱硫模块11，除尘脱硫模块11用来降低烟气中的粉尘和二氧化硫；省煤器7与脱硝设备9之间连接再循环烟道17的一端，再循环烟道17的另一端接入锅炉1顶部位置，再循环烟道17上安装有再循环风机16；末级过热器3的出口通过主蒸汽管道20与第一汽轮机18连接，第一汽轮机18与第一发电机19连接；锅炉抽汽管道26从屏式过热器2后引出与塔式太阳能集热器23入口相连，锅炉抽汽管道26上设置阀门21以调节抽汽量，太阳能镜场22反射聚焦太阳能至塔式太阳能集热器23，太阳能蒸汽管道27连接塔式太阳能集热器23和第二汽轮机24，第二汽轮机24与第二发电机25连接。
其中，塔式太阳能集热器为腔式集热器或者固体颗粒集热器；再循环风机在省煤器与脱硝设备之间位置抽取烟气以实现受热面和吸热量的匹配，从省煤器与脱硝设备之间位置抽取烟气的量通过再循环风机调节。
锅炉中煤粉燃烧放热加热来自省煤器预热后的给水，汽水分离后蒸汽进入低温过热器吸热，之后依次经过屏式过热器和末级过热器，末级过热器的出口主蒸汽温度、压力符合要求后送入第一汽轮机做功；从屏式过热器后抽出一部分高温蒸汽通过锅炉抽汽管道送入塔式太阳能集热器中。
从省煤器与脱硝设备之间位置由再循环风机将部分烟气引出，通过再循环烟道从锅炉顶部位置注入锅炉，与燃烧后的烟气混合，混合后的烟气放热依次流经屏式过热器、末级过热器、末级再热器、低温再热器、低温过热器、省煤器和脱硝设备，进入空气预热器加热空气提高风温，烟气温度降低后进入除尘脱硫模块，达到排烟温度后通过烟囱排放。
太阳能通过大面积的太阳能镜场反射聚焦到塔式太阳能集热器，来自屏式过热器的抽汽由锅炉抽汽管道从屏式过热器后引出被输送到塔式太阳能集热器中加热，当抽汽在塔式太阳能集热器中被加热到满足设计要求后，经太阳能蒸汽管道输送到第二汽轮机中用于做功、发电。
从省煤器与脱硝设备之间位置由再循环风机引出烟气的量由屏式过热器后抽出的高温蒸汽量决定，从屏式过热器后抽出高温蒸汽会造成锅炉受热面超温的问题，对锅炉的安全运行带来影响。通过调整从省煤器与脱硝设备之间位置引出烟气的量可以解决由于屏式过热器后高温蒸汽的抽出所带来的锅炉受热面超温的问题，从省煤器与脱硝设备之间位置引出烟气的量通过再循环风机调节。
在太阳辐射降低时，通过调节安装在锅炉抽汽管道上的阀门减少抽汽量，使得进入第二汽轮机的蒸汽参数满足要求。当夜间或者太阳辐射能不足时，关闭阀门不再从屏式过热器后抽汽，此时，从省煤器与脱硝设备之间位置引出烟气的量为零。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权力要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统，其特征在于，锅炉(1)炉膛上部布置有屏式过热器(2)、末级过热器(3)、末级再热器(4)；低温再热器(5)、低温过热器(6)、省煤器(7)位于竖井烟道(8)中；竖井烟道(8)与空气预热器(10)之间安装有脱硝设备(9)，空气预热器(10)通过送风管道(15)与送风机(13)和锅炉燃烧器(14)连接，空气预热器(10)与烟囱(12)之间安置除尘脱硫模块(11)，除尘脱硫模块(11)用来降低烟气中的粉尘和二氧化硫；省煤器(7)与脱硝设备(9)之间连接再循环烟道(17)的一端，再循环烟道(17)的另一端接入锅炉(1)顶部位置，再循环烟道(17)上安装有再循环风机(16)；末级过热器(3)的出口通过主蒸汽管道(20)与第一汽轮机(18)连接，第一汽轮机(18)与第一发电机(19)连接；锅炉抽汽管道(26)从屏式过热器(2)后引出与塔式太阳能集热器(23)入口相连，锅炉抽汽管道(26)上设置阀门(21)以调节抽汽量，太阳能镜场(22)反射聚焦太阳能至塔式太阳能集热器(23)，太阳能蒸汽管道(27)连接塔式太阳能集热器(23)和第二汽轮机(24)，第二汽轮机(24)与第二发电机(25)连接。
2.根据权利要求1所述一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统，其特征在于，所述塔式太阳能集热器(23)为腔式集热器。
3.根据权利要求1所述一种塔式太阳能辅助燃煤混合发电系统，其特征在于，所述再循环风机(16)在省煤器(7)与脱硝设备(9)之间位置抽取烟气以实现受热面和吸热量的匹配，从省煤器(7)与脱硝设备(9)之间位置抽取烟气的量通过再循环风机(16)调节。
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