CN111740436A - 生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统 - Google Patents

生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，包括：生物质气化炉、锅炉、吸收式制冷机、汽轮发电机、熔融盐电极锅炉和低谷电供电装置，所述生物质气化炉为锅炉提供生物质燃气；所述锅炉产生的热能一部分用于烘干物料，提高不同水分含量的原料适用性，一部分为用户供热；锅炉产生的低温热能部分供给吸收式制冷机对用户供冷，部分用于为用户供热；所述熔融盐电极锅炉与汽轮发电机相连，使其热媒蓄热；低谷电供电装置与熔融盐电极锅炉相连，在用电低谷阶段，利用富余电能为熔融盐电极锅炉供电，使其热媒蓄热，同时降低配电网的运营压力。该系统可实现热、电、冷、炭多联产，提高综合能源利用效率。

Description

生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统
技术领域
本发明涉及电力能源的技术领域，特别是一种生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统。
背景技术
生物质是地球上最广泛存在的物质。可利用的生物质能源通常包括木材及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物等，具有分布广泛、储量大、可持续开发利用等优点，被认为是化石燃料潜在的替代能源。生物质能的清洁高效利用受到世界范围的广泛关注，具有巨大的应用前景。
世界范围几乎所有的电网电力都面临电力不平衡，峰谷用电差别极大的问题。目前中国各电网除极个别省外，均实行峰谷分时电价，执行峰谷销售电量约3500 亿千瓦时，占全国总销售电量的40％。在保证电能的质量和设备的安全稳定运行前提下，调峰节能一直是电网规划中的重中之重。高压电极锅炉在调峰系统中起到了较重要的作用。相对于传统的电锅炉（最高6MW的单台容量），电极锅炉提供了更高的装机容量，单台功率可达50MW或更高。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，能够实现热、电、冷、炭多联产，利用低谷时间段调峰储能，有效缓解了调峰压力，并提高综合能源利用效率。
为实现上述目的，本发明提出了一种生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，包括：
生物质气化炉，所述生物质气化炉的燃气出口与锅炉相连，为锅炉提供生物质燃气；
锅炉，所述锅炉与生物质气化炉相连，锅炉所产生的热能一部分用于为生物质气化炉烘干物料提供热能，提高不同水分含量的原料适用性，还有一部分用于为用户供热；
吸收式制冷机，所述吸收式制冷机与锅炉的蒸汽出口相连，所述锅炉产生的低温热能部分供给吸收式制冷机，部分用于为用户供热，所述吸收式制冷机用于对用户供冷；
汽轮发电机，所述汽轮发电机与锅炉的蒸汽出口相连，驱动汽轮发电机发电；
熔融盐电极锅炉，所述熔融盐电极锅炉与汽轮发电机相连，汽轮发电机产生的电能为熔融盐电极锅炉供电，使其热媒蓄热，熔融盐电极锅炉的高温蓄热用于发电或供热；
低谷电供电装置，低谷电供电装置与熔融盐电极锅炉相连，在用电低谷阶段，低谷电供电装置利用富余电能为熔融盐电极锅炉供电，使其热媒蓄热，并缓解了电网夜间的调峰压力。
作为优选，所述锅炉的蒸汽出口与生物质气化炉的进风系统相连，产出的蒸汽作为气化剂参与气化反应，产出热值较高的富氢燃气，所述锅炉的烟气排放口与生物质气化炉的进料系统相连，利用锅炉产生的高温烟气为进料系统提供热能，烘干进料系统所输送的物料。
作为优选，所述生物质气化炉的燃气出口还与内燃机相连，为内燃机提供生物质燃气，所述内燃机发电为用户供电，内燃机的余热用于为用户供热。
作为优选，所述生物质气化炉内生物质物料燃烧后的产物包括生物质炭，可为用户提供生物质炭。
作为优选，所述汽轮发电机还与分布式用户、电网相连，为分布式用户、电网提供电能。
作为优选，所述熔融盐电极锅炉，可以采用高压电极，直接以熔融盐为电阻，加热熔融盐。熔融盐相对于常规的水介质，熔融盐具有更高的稳定性和低蒸气压，提供更大的储能空间和温度梯度。
本发明的有益效果：本发明通过生物质气化炉、锅炉、吸收式制冷机、汽轮发电机、熔融盐电极锅炉、低谷电供电装置等的配合，该系统可将生物质能转换为清洁的电能、生物质燃气和生物质炭，实现了热、电、冷、炭多联产，能够对用户供冷、供热，实现生物质能的高效梯级利用，提高了生物质能的综合能源利用效率，符合用户对各种能源品种使用的随机性的要求，满足用户的实际用能需求。使用低谷时间段的低廉电力，使熔融盐电极锅炉的热媒蓄热，可在高峰时间段的供电，或为用户供热。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明一种生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统的结构示意图。
图中：1-生物质气化炉、2-锅炉、3-吸收式制冷机、4-汽轮发电机、5-熔融盐电极锅炉、6-低谷电供电装置、7-分布式用户、8-电网、9-内燃机。
具体实施方式
参阅图1本发明一种生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，包括：
生物质气化炉1，所述生物质气化炉1的燃气出口与锅炉2、与内燃机9相连，为锅炉2、内燃机9提供生物质燃气；所述内燃机9发电为用户供电，内燃机9的余热用于为用户供热；所述生物质气化炉1内生物质物料燃烧后的产物包括生物质炭，可为用户提供生物质炭；
锅炉2，所述锅炉2与生物质气化炉1相连，锅炉2所产生的热能一部分用于为用户供热；所述锅炉2的蒸汽出口与生物质气化炉1的进风系统相连，锅炉2产出的蒸汽作为气化剂参与气化反应产出热值较高的富氢燃气，所述锅炉2的烟气排放口与生物质气化炉1的进料系统相连，利用锅炉2产生的高温烟气为进料系统提供热能，烘干进料系统所输送的物料；
吸收式制冷机3，所述吸收式制冷机3与锅炉2的蒸汽出口相连，所述锅炉2产生的低温热能部分供给吸收式制冷机3，部分低温热能用于为用户供热，吸收式制冷机3用于对用户供冷。
汽轮发电机4，所述汽轮发电机4与锅炉2的蒸汽出口相连，驱动汽轮发电机4发电，所述汽轮发电机4还与分布式用户7、电网8相连，为分布式用户7、电网8提供电能；
熔融盐电极锅炉5，所述熔融盐电极锅炉5与汽轮发电机4相连，汽轮发电机4产生的电能为熔融盐电极锅炉5供电，使其热媒蓄热，熔融盐电极锅炉5的高温蓄热用于发电或供热；所述熔融盐电极锅炉5采用高压电极，直接以熔融盐为电阻，加热熔融盐；
低谷电供电装置6，低谷电供电装置6与熔融盐电极锅炉5相连，在用电低谷阶段，低谷电供电装置6利用富余电能为熔融盐电极锅炉5供电，使其热媒蓄热，并起到调峰的作用。
本发明工作过程：
生物质气化炉1燃烧生物质物料产生生物质燃气，一部分燃气供给锅炉2，锅炉2产生的部分热能通过换热器为用户供热，锅炉2产出的蒸汽作为气化剂参与气化反应产出热值较高的富氢燃气，锅炉2产生的高温烟气可烘干进料系统所输送的物料，以降低物料中的水分含量，并且在一定程度上增加生物质物料的热值。生物质气化炉1产生的另一部分燃气供给内燃机9进行发电为用户供电，发电过程产生的余热可用于为用户供热。生物质气化炉1燃烧生物质物料还可得到生物质炭，生物质炭是优质的冶炼还原剂和燃料，使用范围广泛。所述锅炉2产生的低温热能部分供给吸收式制冷机3，用于对用户供冷，部分低温热能用于为用户供热。
所述锅炉2驱动汽轮发电机4发电，汽轮发电机4产生的电能为熔融盐电极锅炉5供电，使其热媒蓄热，熔融盐电极锅炉5的高温蓄热用于发电或供热；在用电低谷阶段，低谷电供电装置6利用富余电能为熔融盐电极锅炉5供电，使其热媒蓄热。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，其特征在于：包括：
生物质气化炉（1），所述生物质气化炉（1）的燃气出口与锅炉（2）相连，为锅炉（2）提供生物质燃气；
锅炉（2），所述锅炉（2）与生物质气化炉（1）相连，锅炉（2）所产生的热能一部分用于烘干物料，提高不同水分含量的原料适用性，还有一部分用于为用户供热；
吸收式制冷机（3），所述吸收式制冷机（3）与锅炉（2）的蒸汽出口相连，所述锅炉（2）产生的低温热能部分供给吸收式制冷机（3），部分用于为用户供热，所述吸收式制冷机（3）用于对用户供冷；
汽轮发电机（4），所述汽轮发电机（4）与锅炉（2）的蒸汽出口相连，驱动汽轮发电机（4）发电；
熔融盐电极锅炉（5），所述熔融盐电极锅炉（5）与汽轮发电机（4）相连，汽轮发电机（4）产生的电能为熔融盐电极锅炉（5）供电，使其热媒蓄热，熔融盐电极锅炉（5）的高温蓄热用于发电或供热；
低谷电供电装置（6），低谷电供电装置（6）与熔融盐电极锅炉（5）相连，在用电低谷阶段，低谷电供电装置（6）利用富余电能为熔融盐电极锅炉（5）供电，使其热媒蓄热，同时降低配电网的运营压力。
2.如权利要求1所述的生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，其特征在于：所述锅炉（2）的蒸汽出口与生物质气化炉（1）的进风系统相连，锅炉（2）产出的蒸汽作为气化剂参与气化反应产出热值较高的富氢燃气，所述锅炉（2）的烟气排放口与生物质气化炉（1）的进料系统相连，利用锅炉（2）产生的高温烟气为进料系统提供热能，烘干进料系统所输送的物料。
3.如权利要求1所述的生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，其特征在于：所述生物质气化炉（1）的燃气出口还与内燃机（9）相连，为内燃机（9）提供生物质燃气，所述内燃机（9）发电为用户供电，内燃机（9）的余热用于为用户供热。
4.如权利要求1所述的生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，其特征在于：所述生物质气化炉（1）内生物质物料燃烧后的产物包括生物质炭，可为用户提供生物质炭。
5.如权利要求1所述的生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，其特征在于：所述汽轮发电机（4）还与分布式用户（7）、电网（8）相连，为分布式用户（7）、电网（8）提供电能。
6.如权利要求1所述的生物质气化炉与高压熔融盐电极锅炉耦合的储能调峰系统，其特征在于：所述熔融盐电极锅炉（5）采用高压电极，直接以熔融盐为电阻，加热熔融盐。
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