CN107034480A - 一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统 - Google Patents

一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107034480A
CN107034480A CN201710394059.7A CN201710394059A CN107034480A CN 107034480 A CN107034480 A CN 107034480A CN 201710394059 A CN201710394059 A CN 201710394059A CN 107034480 A CN107034480 A CN 107034480A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolytic cell
power plant
power
solid electrolytic
peak regulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710394059.7A
Other languages
English (en)
Inventor
崔华
杨豫森
徐波
谭智
陈辉
展望
陈超
朱明志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hempel Thermal Development Ltd
Original Assignee
Hempel Thermal Development Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hempel Thermal Development Ltd filed Critical Hempel Thermal Development Ltd
Publication of CN107034480A publication Critical patent/CN107034480A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/40—Fuel cell technologies in production processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明提供一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，包括电网调峰控制系统、送变电及电解池供电系统、高温固体电解池制氢系统、电解池高温蒸汽供应系统、氢气收集净化及对外输送系统，送变电及电解池供电系统是在电厂出线母线上新增一个间隔，所述间隔设置电开关，所述电开关与设置在输电电网上的降压变压器和逆变器连接，降压变压器和逆变器另一端与高温固体电解池制氢系统连接；所述的电解池高温蒸汽供应系统中，在电厂主蒸汽旁路引出高温蒸汽，为电解池提供高温蒸汽。本发明利用火电厂调峰电力电解制氢，将电厂主蒸汽引出电过热后送入电解池，提高了固体电解池的制氢效率，大量利用电厂的调峰电量，为电网提供宝贵的调峰负荷。

Description

一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统
技术领域
本发明涉及氢气制造和电力调峰领域，尤其涉及电解制氢与火电厂灵活性调峰领域。
背景技术
近年来，在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电及核电等新能源的能力不足，弃风现象严重。热电联产机组“以热定电”方式运行，调峰能力仅为10%左右。调峰困难已经成为电网运行中最为突出的问题。目前国内火电灵活性调峰改造均针对冬季供热机组，夏季如何调峰是摆在众多火电厂面前的一个难题。为了满足电网调峰需求，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，深度调峰势在必行。
目前我国氢气年产量已逾千万吨规模，位居世界第一。工业规模的制氢方法主要包括甲烷蒸汽重整和电解水制氢，其中电解水制氢的产量约占世界氢气总产量4％。尽管甲烷蒸汽重整是目前最经济的制氢方法，但其在生产过程中不仅消耗大量化石燃料，而且产生大量二氧化碳。电解水制氢工艺过程简单，产品纯度高，通过采用可再生能源作为能量来源，可现氢气的高效、清洁、大规模制备，该技术也可以用于CO2的减排和转化，具有较为广阔的发展前景。
目前的电解水制氢方法主要有三种：碱性电解水制氢，固体聚合物电解水制氢，及高温固体氧化物电解水制氢。碱性电解水制氢是目前非常成熟的制氢方法，目前为止，工业上大规模的电解水制氢基本上都是采用碱性电解制氢技术，该方法工艺过程简单，易于操作。电解制氢的主要能耗为电能，每立方米氢气电耗约为4.5～5.5kWh，电费占整个电解制氢生产成本的80％左右。因此，电解水制氢技术特别适用于风力发电等可再生能源发电的能源载体。目前很多现有技术利用碱性电解水制氢工艺，如申请号为200910027704.7的专利介绍了一种新型的中高压纯水水电解制氢系统。但这些现有发明和技术没有将电解制氢系统与火电厂的灵活性调峰和蒸汽系统结合，而且产出的氢气仅用钢瓶压缩运输，无法大型化生产。
发明内容
本发明提供了一种电解制氢与火电厂灵活性调峰结合的系统，通过将电解制氢与火电厂的灵活性调峰相结合，间接利用大型风电、光伏等清洁能源电能来电解制氢，可以全年四季解决弃风、弃光、弃水、弃核等弃用清洁能源发电问题，为电网提供宝贵的调峰负荷，同时，生产的氢能可以方便的存储和运输，也可以直接混入现有天然气管网或直接对外销售，增加现有火力发电厂的经营效益，扩展其未来的生存空间。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是，一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，包括电网调峰控制系统、送变电及电解池供电系统、高温固体电解池制氢系统、电解池高温蒸汽供应系统、氢气收集净化及对外输送系统，所述的送变电及电解池供电系统是在电厂出线母线上新增一个间隔，所述间隔设置电开关，所述电开关与设置在输电电网上的降压变压器和逆变器连接，降压变压器和逆变器另一端与高温固体电解池制氢系统连接；所述的电解池高温蒸汽供应系统中，在电厂主蒸汽旁路引出高温蒸汽，为电解池提供高温蒸汽。
优选的是，所述电网调峰控制系统包括电网调度中心和电厂集控中心，电网调度中心通过上网电量使用情况进行实时调度，将调度信号传输给电厂集控中心，电厂集控中心下达电网调峰指令，通过控制所述送变电及电解槽供电系统的电开关进行电网调峰。
上述任一方案优选的是，所述电网调峰控制系统与火电厂供电系统连接，所述火电厂供电系统包括锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器、高温加热器、低温加热器以及输汽和输水管道。
上述任一方案优选的是，所述锅炉通过燃烧燃料产生蒸汽，所述蒸汽通过管道输送到汽轮机并驱动汽轮机转动，汽轮机转动后驱动发电机发电，发出的电力输送到电厂出线母线上。
上述任一方案优选的是，所述汽轮机的乏汽经凝汽器冷却后形成凝结水进入凝结水管路，所述凝结水管路末端连接低压加热器。
上述任一方案优选的是，所述低压加热器的出水管路末端连接除氧器。
上述任一方案优选的是，所述除氧器连接汽轮机高压抽汽管道，还通过给水泵与高压加热器连接，所述高压加热器通过输水管道与锅炉连接。
上述任一方案优选的是，凝结水进入低压加热器加热后，送往除氧器里，汽轮机高压抽汽也进入除氧器，除氧器里的水经给水泵抽至高压加热器加热后送往锅炉。
上述任一方案优选的是，调峰时段，所述电开关闭合，火电厂电力进入送变电及电解槽供电系统，为制氢供电；非调峰时段，所述电开关打开，火电厂电力输送到电厂升压站进行升压，再输电上网。
上述任一方案优选的是，所述高温固体电解池制氢系统包括一个或多个单体电解池。
上述任一方案优选的是，所述电解池工作温度为800～1000℃。
上述任一方案优选的是，所述电解池外部设置电源接口，所述电源接口与所述逆变器连接。
上述任一方案优选的是，所述电解池还设置蒸汽入口和气体出口，所述蒸汽入口与电解池高温蒸汽供应系统连接，所述气体出口与氢气收集净化及对外输送系统连接。
上述任一方案优选的是，所述电解池高温蒸汽供应系统包括主蒸汽旁路、电高温过热器。
上述任一方案优选的是，所述主蒸汽旁路与电厂汽轮机蒸汽管路连接。
上述任一方案优选的是，所述电高温过热器设置蒸汽入口与主蒸汽旁路连接，主蒸汽旁路的高温蒸汽经过电高温过热器过热到800℃以上，再经过蒸汽输送管道输送给电解池。
上述任一方案优选的是，所述氢气收集净化及对外输运系统包括氢气洗涤罐、氢气脱水罐、氢气缓冲罐、掺混装置、氢气压缩和灌装系统、燃料电池发电系统。
上述任一方案优选的是，所述氢气洗涤罐出气口与氢气脱水罐的入气口通过管道连接，所述氢气脱水罐出气口与氢气缓冲罐入气口通过管道连接，所述氢气缓冲罐与掺混装置、氢气压缩和灌装系统、燃料电池发电系统中的至少一种连接。
上述任一方案优选的是，所述掺混装置与现有燃气管网连接。
上述任一方案优选的是，所述掺混装置的氢气掺混比例小于20%。
上述任一方案优选的是，所述氢气压缩和灌装系统包括氢气瓶和/或撬装罐车，压缩后的氢气可以灌装入高压撬装罐车，或者压缩灌装入氢气瓶。
上述任一方案优选的是，所述的燃料电池发电系统包括大型燃料电池发电厂或车载燃料电池。
本发明通过将电解制氢与火电厂的灵活性调峰相结合，在峰谷调峰时消耗大量电量制氢，增加了清洁能源的上网电量，送变电及电解池供电系统在厂级电网调峰控制系统的调控下给高温固体电解池制氢系统供电，电解池的高温蒸汽引自电厂主蒸汽旁路，主蒸汽旁路的蒸汽温度在500℃左右，再经过电高温过热器过热到800℃以上，在送入高温固体电解池电解制氢。本发明利用火电厂调峰电力电解制氢，创新性地将电厂主蒸汽引出电过热后送入电解池，提高了固体电解池的制氢效率，大量利用电厂的调峰电量，间接减少了弃风、弃光电量，为电网提供宝贵的调峰负荷。间接利用大型风电、光伏等清洁能源电能来电解制氢，可以全年四季解决弃风、弃光、弃水、弃核等弃用清洁能源发电问题，为电网提供宝贵的调峰负荷，同时，生产的氢能可以方便的存储和运输，也可以直接混入现有天然气管网或直接对外销售，增加现有火力发电厂的经营效益，扩展其未来的生存空间。
附图说明
图1 为按照本发明的电解制氢与火电厂灵活性调峰结合的系统的一优选实施例的示意图。
图示说明：
1-锅炉，2-主蒸汽旁路，3-汽轮机，4-发电机，5-电网调峰控制系统，6-电网调度中心，7-电厂集控中心，8-升压站，9-电开关，10-电高温过热器，11-凝汽器，12-除氧器，13-高温加热器，14-低温加热器，15-逆变器，16-电解池，17-氢气洗涤罐，18-氢气脱水罐，19-氢气缓冲罐，20-掺混装置，21-氢气压缩和灌装系统，22-燃料电池发电系统，23-燃气管网。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例对本发明作更为详细的描述，实施例只对本发明具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本领域技术人员在本发明的基础上作出的非实质性修改，都应属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，包括电网调峰控制系统5、送变电及电解池供电系统、高温固体电解池制氢系统、电解池高温蒸汽供应系统、氢气收集净化及对外输送系统，所述的送变电及电解池供电系统是在电厂出线母线上新增一个间隔，所述间隔设置电开关9，所述电开关9与设置在输电电网上的降压变压器和逆变器15连接，降压变压器和逆变器15另一端与高温固体电解池制氢系统连接；所述的电解池高温蒸汽供应系统中，在电厂主蒸汽旁路2引出高温蒸汽，为电解池16提供高温蒸汽。
在本实施例中，所述电网调峰控制系统5包括电网调度中心6和电厂集控中心7，电网调度中心6通过上网电量使用情况进行实时调度，将调度信号传输给电厂集控中心7，电厂集控中心7下达电网调峰指令，通过控制所述送变电及电解槽供电系统的电开关9进行电网调峰。
在本实施例中，所述电网调峰控制系统5与火电厂供电系统连接，所述火电厂供电系统包括锅炉1、汽轮机3、发电机4、凝汽器11、除氧器12、高温加热器13、低温加热器14以及输汽和输水管道。
在本实施例中，调峰时段，所述电开关9闭合，火电厂电力进入送变电及电解槽供电系统，为制氢供电；非调峰时段，所述电开关9打开，火电厂电力输送到电厂升压站8进行升压，再输电上网。
在本实施例中，所述高温固体电解池制氢系统包括一个或多个单体电解池16。
在本实施例中，所述电解池16工作温度为800～1000℃。
在本实施例中，所述电解池16外部设置电源接口，所述电源接口与所述逆变器15连接。
在本实施例中，所述电解池16还设置蒸汽入口和气体出口，所述蒸汽入口与电解池高温蒸汽供应系统连接，所述气体出口与氢气收集净化及对外输送系统连接。
在本实施例中，所述电解池高温蒸汽供应系统包括主蒸汽旁路2、电高温过热器10。
在本实施例中，所述主蒸汽旁路2与电厂汽轮机3蒸汽管路连接。
在本实施例中，所述电高温过热器10设置蒸汽入口与主蒸汽旁路2连接，主蒸汽旁路2的高温蒸汽经过电高温过热器10过热到800℃以上，再经过蒸汽输送管道输送给电解池16。
在本实施例中，所述氢气收集净化及对外输运系统包括氢气洗涤罐17、氢气脱水罐18、氢气缓冲罐19、掺混装置20、氢气压缩和灌装系统21、燃料电池发电系统22。
在本实施例中，所述氢气洗涤罐17出气口与氢气脱水罐18的入气口通过管道连接，所述氢气脱水罐18出气口与氢气缓冲罐19入气口通过管道连接，所述氢气缓冲罐19与掺混装置20、氢气压缩和灌装系统21、燃料电池发电系统22中的至少一种连接。
在本实施例中，所述掺混装置20与现有燃气管网23连接。
在本实施例中，所述掺混装置20的氢气掺混比例小于20%。
在本实施例中，所述氢气压缩和灌装系统21包括氢气瓶和/或撬装罐车，压缩后的氢气可以灌装入高压撬装罐车，或者压缩灌装入氢气瓶。
在本实施例中，所述的燃料电池发电系统22包括大型燃料电池发电厂或车载燃料电池。
本发明通过将电解制氢与火电厂的灵活性调峰相结合，在峰谷调峰时消耗大量电量制氢，增加了清洁能源的上网电量，送变电及电解池供电系统在厂级电网调峰控制系统5的调控下给高温固体电解池制氢系统供电，电解池16的高温蒸汽引自电厂主蒸汽旁路2，主蒸汽旁路2的蒸汽温度在500℃左右，再经过电高温过热器10过热到800℃以上，在送入高温固体电解池16电解制氢。本发明利用火电厂调峰电力电解制氢，创新性地将电厂主蒸汽引出电过热后送入电解池16，提高了固体电解池16的制氢效率，大量利用电厂的调峰电量，间接减少了弃风、弃光电量，为电网提供宝贵的调峰负荷。间接利用大型风电、光伏等清洁能源电能来电解制氢，可以全年四季解决弃风、弃光、弃水、弃核等弃用清洁能源发电问题，为电网提供宝贵的调峰负荷，同时，生产的氢能可以方便的存储和运输，也可以直接混入现有天然气管网或直接对外销售，增加现有火力发电厂的经营效益，扩展其未来的生存空间。
实施例2
实施例2与实施例1相似，所不同的是，本实施例中优选的高温固体氧化物电解制氢装置包括高温固体氧化物氢氧分离电解槽、氢气洗涤罐及脱水罐、氧气洗涤罐。高温固体氧化物氢氧分离电解槽为平板式的SOEC电解槽，内部中间为致密的电解质层，两边为多孔的氢电极和氧电极，电解质层主要作用是隔开氧气和燃料气体，并且传导氧离子或质子。电解质致密且具有高的离子电导率。电极一般为多孔结构,以利于气体的扩散和传输。此外，平板式SOEC还设置密封材料，多个单体电解池组成电堆还设置连接体材料。电解池高温蒸汽供应系统包括主蒸汽旁路、电过热器、高温蒸汽输送管道，电过热器蒸汽入口与主蒸汽旁路连接，电过热器蒸汽出口与高温蒸汽输送管道入口连接，500~600℃的低温主蒸汽经过高温电过热器加热到800℃以上再引入电解槽电解制氢。本实施例将电厂主蒸汽引出电过热后送入电解池，提高了固体电解池的制氢效率，大量利用电厂的调峰电量，间接减少了弃风、弃光电量，为电网提供宝贵的调峰负荷。
尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以作出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，包括电网调峰控制系统（5）、送变电及电解池供电系统、高温固体电解池制氢系统、电解池高温蒸汽供应系统、氢气收集净化及对外输送系统，其特征在于：所述的送变电及电解池供电系统是在电厂出线母线上新增一个间隔，所述间隔设置电开关（9），所述电开关（9）与设置在输电电网上的降压变压器和逆变器（15）连接，降压变压器和逆变器（15）另一端与高温固体电解池制氢系统连接；所述的电解池高温蒸汽供应系统中，在电厂主蒸汽旁路（2）引出高温蒸汽，为电解池（16）提供高温蒸汽。
2.根据权利要求1所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述电网调峰控制系统（5）包括电网调度中心（6）和电厂集控中心（7），电网调度中心（6）通过上网电量使用情况进行实时调度，将调度信号传输给电厂集控中心（7），电厂集控中心（7）下达电网调峰指令，通过控制所述送变电及电解槽供电系统的电开关（9）进行电网调峰。
3.根据权利要求2所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述电网调峰控制系统（5）与火电厂供电系统连接，所述火电厂供电系统包括锅炉（1）、汽轮机（3）、发电机（4）、凝汽器（11）、除氧器（12）、高温加热器（13）、低温加热器（14）以及输汽和输水管道。
4.根据权利要求2所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：调峰时段，所述电开关（9）闭合，火电厂电力进入送变电及电解槽供电系统，为制氢供电；非调峰时段，所述电开关（9）打开，火电厂电力输送到电厂升压站（8）进行升压，再输电上网。
5.根据权利要求1所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述高温固体电解池制氢系统包括一个或多个单体电解池（16）。
6.根据权利要求5所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述电解池（16）工作温度为800～1000℃。
7.根据权利要求6所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述电解池（16）外部设置电源接口，所述电源接口与所述逆变器（15）连接。
8.根据权利要求7所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述电解池（16）还设置蒸汽入口和气体出口，所述蒸汽入口与电解池高温蒸汽供应系统连接，所述气体出口与氢气收集净化及对外输送系统连接。
9.根据权利要求8所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述电解池高温蒸汽供应系统包括主蒸汽旁路（2）、电高温过热器（10）。
10.根据权利要求9所述的利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统，其特征在于：所述主蒸汽旁路（2）与电厂汽轮机（3）蒸汽管路连接。
CN201710394059.7A 2017-04-11 2017-05-28 一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统 Pending CN107034480A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710233510 2017-04-11
CN2017102335107 2017-04-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107034480A true CN107034480A (zh) 2017-08-11

Family

ID=59529181

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710394059.7A Pending CN107034480A (zh) 2017-04-11 2017-05-28 一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统
CN201710394063.3A Pending CN107022768A (zh) 2017-04-11 2017-05-28 一种利用火电厂调峰电力通过碱性电解槽制氢的系统
CN201710394062.9A Pending CN107059042A (zh) 2017-04-11 2017-05-28 一种火电厂电力通过电解池制氢系统

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710394063.3A Pending CN107022768A (zh) 2017-04-11 2017-05-28 一种利用火电厂调峰电力通过碱性电解槽制氢的系统
CN201710394062.9A Pending CN107059042A (zh) 2017-04-11 2017-05-28 一种火电厂电力通过电解池制氢系统

Country Status (1)

Country Link
CN (3) CN107034480A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107834584A (zh) * 2017-11-30 2018-03-23 赫普科技发展（北京）有限公司 基于agc控制的辅助调峰调频设施系统
CN113278993A (zh) * 2021-07-23 2021-08-20 北京思伟特新能源科技有限公司 一种高安全性燃料电池电解槽系统及其工作方法
CN113862696A (zh) * 2021-09-29 2021-12-31 四川华能氢能科技有限公司 一种基于固体氧化物电解水的制氢方法
CN114362259A (zh) * 2021-06-22 2022-04-15 清华四川能源互联网研究院 一种含固体氧化物燃料电池和储能的火电厂联合调频系统及其管控方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107528334A (zh) * 2017-09-18 2017-12-29 赫普科技发展（北京）有限公司 一种火电厂氢能储能调峰调频系统
CN107806625A (zh) * 2017-11-21 2018-03-16 赫普科技发展（北京）有限公司 一种锅炉负荷调整结合外部调峰调频设备的系统
CN109931117B (zh) * 2017-12-19 2024-02-20 赫普能源环境科技股份有限公司 一种机组旁路结合外部调峰调频设备的系统
CN108796537A (zh) * 2018-08-14 2018-11-13 赫普科技发展（北京）有限公司 一种火电厂电解制氢合成氨系统
CN110107368B (zh) * 2019-06-11 2024-04-19 赫普科技发展（北京）有限公司 蒸汽冷凝方法、蒸汽冷凝系统及发电系统
CN110445166A (zh) * 2019-06-18 2019-11-12 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种火力发电厂综合能源系统
CN110217920A (zh) * 2019-07-11 2019-09-10 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 适用于波动性电源调峰的电化学水处理-电解制氢组合系统和方法
CN112510736A (zh) * 2020-11-09 2021-03-16 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 一种基于氢能的风-火耦合多能系统
CN112619349A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 西安西热控制技术有限公司 一种火电厂碳减排系统
CN113106476A (zh) * 2021-03-19 2021-07-13 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 一种利用光伏发电厂电力电解池制氢系统
CN113502485B (zh) * 2021-07-12 2022-11-01 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 火电厂电解海水制氢系统和方法
CN113793964A (zh) * 2021-09-10 2021-12-14 西安热工研究院有限公司 一种基于固体氧化物燃料电池的火电调峰系统及工作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140123648A1 (en) * 2008-11-07 2014-05-08 Nikolai Henss Steam-driven electric generating system
CN105645499A (zh) * 2016-03-02 2016-06-08 陈志强 核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法
CN105862062A (zh) * 2016-05-03 2016-08-17 华电电力科学研究院 一种用燃煤发电机组余电余热制取氢气及甲醇的系统及方法
CN106119885A (zh) * 2016-07-26 2016-11-16 扬州中电制氢设备有限公司 一种碱溶液电解制氢装置及制氢方法
CN106285802A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 中国化学工程第七建设有限公司 一种发电方法及发电装置
JP2017048076A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 関西電力株式会社 水素製造設備及び水素製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2138678B1 (en) * 2008-06-25 2016-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Energy storage system and method for storing and supplying energy
CN101892492A (zh) * 2009-05-19 2010-11-24 无锡尚弗能源科技有限公司 中高压纯水水电解制氢系统
CN102719846A (zh) * 2011-03-31 2012-10-10 北京化工大学 一种碱性水电解Ni基三维网状梯度合金析氢阴极
CN203368116U (zh) * 2013-06-21 2013-12-25 高幼苏 一种利用多能源制备氢气并供应绿色能源的系统
CN103427468B (zh) * 2013-06-21 2016-12-28 高幼苏 一种利用多能源制备氢气并供应绿色能源的方法及系统
CN205489554U (zh) * 2016-03-30 2016-08-17 广东合即得能源科技有限公司 基于甲醇水重整制氢发电系统的削峰填谷供电系统
CN205882726U (zh) * 2016-05-27 2017-01-11 新疆洁净能源技术研究院 风电制氢装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140123648A1 (en) * 2008-11-07 2014-05-08 Nikolai Henss Steam-driven electric generating system
JP2017048076A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 関西電力株式会社 水素製造設備及び水素製造方法
CN105645499A (zh) * 2016-03-02 2016-06-08 陈志强 核电站高温气冷堆发电制氢制淡水三联产系统及其方法
CN105862062A (zh) * 2016-05-03 2016-08-17 华电电力科学研究院 一种用燃煤发电机组余电余热制取氢气及甲醇的系统及方法
CN106119885A (zh) * 2016-07-26 2016-11-16 扬州中电制氢设备有限公司 一种碱溶液电解制氢装置及制氢方法
CN106285802A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 中国化学工程第七建设有限公司 一种发电方法及发电装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107834584A (zh) * 2017-11-30 2018-03-23 赫普科技发展（北京）有限公司 基于agc控制的辅助调峰调频设施系统
CN114362259A (zh) * 2021-06-22 2022-04-15 清华四川能源互联网研究院 一种含固体氧化物燃料电池和储能的火电厂联合调频系统及其管控方法
CN114362259B (zh) * 2021-06-22 2023-11-24 清华四川能源互联网研究院 一种含固体氧化物燃料电池和储能的火电厂联合调频系统及其管控方法
CN113278993A (zh) * 2021-07-23 2021-08-20 北京思伟特新能源科技有限公司 一种高安全性燃料电池电解槽系统及其工作方法
CN113278993B (zh) * 2021-07-23 2021-09-17 北京思伟特新能源科技有限公司 一种高安全性燃料电池电解槽系统及其工作方法
CN113862696A (zh) * 2021-09-29 2021-12-31 四川华能氢能科技有限公司 一种基于固体氧化物电解水的制氢方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107059042A (zh) 2017-08-18
CN107022768A (zh) 2017-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107034480A (zh) 一种利用火电厂调峰电力通过高温固体电解池制氢的系统
CN207166137U (zh) 一种应用清洁能源发电电解制氢注入燃气管网的系统
CN207603212U (zh) 一种电解制氢与核电站灵活性调峰结合的系统
CN111139493B (zh) 一种太阳能光伏光热高温电解水制氢系统及制氢方法
CN107164776A (zh) 一种制燃料反应系统、发电厂调峰系统及发电厂
CN206648010U (zh) 电极锅炉与给水加热结合的深度调峰系统
CN106285802B (zh) 一种发电方法及发电装置
CN105261770B (zh) 一种新能源电解储能系统
CN110690855A (zh) 一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统
WO2019000623A1 (zh) 一种甲烷化反应系统、发电厂调峰系统及发电厂
CN112448413A (zh) 一种近零碳排放的分布式能源供给系统及方法
CN207010252U (zh) 一种基于多种能源互补的分布式发电装置
CN113278987B (zh) 一种soec和ael电解耦合固体循环储放氢系统
CN211258905U (zh) 太阳能风能与燃气互补联合制氢制甲烷循环热发电装置
CN114024326B (zh) 一种可用于调峰的风光制氢耦合发电和储能系统及方法
CN107026471A (zh) 一种基于多种可再生能源耦合的分布式发电系统
CN110543157A (zh) 一种多能互补智慧供应热电氢的系统及方法
CN107355262A (zh) 一种火电厂调峰发电系统及发电控制方法
CN114046557B (zh) 一种热电联产灵活性调节装置及其运行方法
CN112832963A (zh) 太阳能风能与燃气互补联合制氢制甲烷循环热发电装置
CN204633478U (zh) 一种储存和释放电能的系统
CN213341659U (zh) 一种近零碳排放的分布式能源供给系统
CN210199571U (zh) 一种多能互补智慧供应热电氢的系统
CN206070012U (zh) 一种耦合co2资源化利用的制氢储能装置
CN212849881U (zh) 一种热能深度利用的电储氢热一体化能源系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170811