CN204702703U - 一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统 - Google Patents

一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统，包括依次连接的皮带输送机、料塞给料机、气化炉、高温燃气余热回收装置、除焦装置、除尘装置、脱硫装置、合成气柜、燃气增压装置、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机，所述蒸汽轮机还与高温燃气余热回收装置连接，所述气化炉与空分装置连接，所述气化炉采用外热源提供热量。本实用新型的发电效率可达40％，提高能源利用效率。

Description

一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统
技术领域
本实用新型具体涉及一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统。
背景技术
当前，我国已成为全球第一能源消费大国。能源结构调整中将优先发展可再生能源，生物质能由于其多种天然优势已成为可再生能源中发展前景最明朗的能源。利用生物质能发电是我国迫切需要的，是解决能源出路的重要途径。按照国家出台的对可再生能源发展的规划，到2015年生物质能发电装机容量将达1300万千瓦左右，其发展前途广阔，不仅可减少SO2的排放，实现CO2的减排，而且保持国家经济可持续发展。生物质电厂将步入高速发展阶段，如何更高效的利用生物质能是目前极需解决的问题。
国内常规的生物质能发电为直燃发电，其是将生物质送至锅炉燃烧，产生的蒸汽用于发电，这种技术发电效率较低，只有30％左右。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统，它的发电效率可达40％，提高能源利用效率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统，该系统包括依次连接的皮带输送机、料塞给料机、气化炉、高温燃气余热回收装置、除焦装置、除尘装置、脱硫装置、合成气柜、燃气增压装置、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机，所述蒸汽轮机还与高温燃气余热回收装置连接，所述气化炉与空分装置连接，所述气化炉采用外热源提供热量。
按上述技术方案，所述蒸汽轮机的排汽口依次通过凝汽器、凝结水泵与余热锅炉连接。
按上述技术方案，所述蒸汽轮机的排汽口依次通过凝汽器、凝结水泵与高温燃气余热回收装置连接。
按上述技术方案，所述高温燃气余热回收装置采用双压系统。
按上述技术方案，所述余热锅炉采用双压系统。
本实用新型，具有以下有益效果：该系统通过外热源加热气化炉，使其内形成1000℃以上的高温气化区，适用于燃料成分、水分、灰分、热值等特性变化的生物质，同时，通过空分装置向气化炉内提供富氧，可以提高生物质的碳转化率，进而提高了高温燃气含量，高温燃气经过余热回收、除焦、除尘、脱硫净化后形成洁净的气化气存储在合成气柜中，再经燃气增压装置增压，增压后的燃气进入燃气轮机发电机组发电，燃机排烟经过余热锅炉后排入大气，高温燃气余热回收装置和余热锅炉产生的蒸汽用于发电，发电效率可达40％。另外，气化炉在常压下运行，便于给料、排渣。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
图中：101-皮带输送机，102-料塞给料机，103-气化炉，104-高温燃气余热回收装置，105-除焦装置，106-除尘装置，107-脱硫装置，108-合成气柜，109-燃气增压装置，201-燃气轮机，202-余热锅炉，203-烟囱,301-蒸汽轮机，302-凝汽器，303-凝结水泵，304-给水泵，401-空分装置。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的较佳实施例中，如图1所示，一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统，该系统包括依次连接的皮带输送机101、料塞给料机102、气化炉103、高温燃气余热回收装置104、除焦装置105、除尘装置106、脱硫装置107、合成气柜108、燃气增压装置109、燃气轮机201、余热锅炉202和蒸汽轮机301，蒸汽轮机301还与高温燃气余热回收装置104连接，气化炉103与空分装置401连接，气化炉103采用外热源提供热量。
在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，蒸汽轮机301的排汽口依次通过凝汽器302、凝结水泵303与余热锅炉202连接。
在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，蒸汽轮机301的排汽口依次通过凝汽器302、凝结水泵303与高温燃气余热回收装置104连接。
在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，高温燃气余热回收装置104采用双压系统。
在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，余热锅炉202采用双压系统。
如图1所示，本实用新型在具体应用时，经过简单破碎处理的生物质燃料经皮带输送机101送至料塞给料机102，生物质燃料和空分装置401产生的富氧一起在高温常压气化炉103内完成气化反应，气化后的高温燃气由气化炉顶部引出，经过高温燃气余热回收装置104降温后，依次经过除焦装置105、除尘装置106、脱硫装置107完成除焦、除尘、脱硫，洁净的燃气送入合成气柜108，燃气经过燃气增压装置109后供燃气轮机201使用，燃气轮机201排出的高温烟气及气化炉103产生的高温燃气分别经过各自的余热回收装置排出蒸汽供蒸汽轮机发电，为了更高效利用热量，余热回收装置可以根据实际容量选择单压、双压或三压蒸汽，蒸汽推动蒸汽轮机发电，也可以根据实际情况提供抽汽供热，通过给水泵304提供动力，产生的蒸汽送入蒸汽轮机301进行发电，蒸汽轮机301可以根据实际情况设计成具有抽汽供热功能甚至背压功能的机组，蒸汽轮机301的排汽经凝汽器302冷却后变成凝结水，经凝结水泵303送入高温燃气余热回收装置104及余热锅炉202，可以降低耗水量，燃机排烟经过余热锅炉后通过烟囱203排入大气。
以20MW生物质整体气化联合循环(B/IGCC)为例，该系统配置两台气化炉，单台炉处理生物质能力为200吨/天；配置一台15MW燃气轮机；配一台20t/h自然循环余热锅炉；一台中温中压补汽凝汽器，额定功率6MW。
经简单破碎处理的生物质燃料与经空分装置处理后体积含量为93％的富氧一起进入气化炉气化，产生合成气，合成气最大需求量约为16750Nm3/h，气化反应温度在1000℃以上，高温合成气经过高温燃气余热回收装置回收热量，热量回收后经净化后将温度降到40℃左右，满足燃气轮机的进气要求。
根据燃气轮机要求，合成气进气压力为3.4MPa，合成气经过增压系统，升压后的合成气进入燃气轮机，燃烧后带动发电机发电，燃气轮机自带压气机，用来压缩燃烧所需要的空气，燃机出口烟气流量约173056Kg/h，温度495℃。
为提高热效率，采用双压余热锅炉，主蒸汽参数为435℃\3.43MPa，补汽参数为320℃\0.49MPa。
生物质气化系统合成气在净化降温过程中余热也进行了回收，主蒸汽参数为435℃\3.43MPa，补汽参数为320℃\0.49MPa，与余热锅炉参数相同。
本实用新型发电效率高，比常规生物质电厂效率高十多个百分点。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种生物质能高温常压气化联合循环发电系统，其特征在于，该系统包括依次连接的皮带输送机、料塞给料机、气化炉、高温燃气余热回收装置、除焦装置、除尘装置、脱硫装置、合成气柜、燃气增压装置、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机，所述蒸汽轮机还与高温燃气余热回收装置连接，所述气化炉与空分装置连接，所述气化炉采用外热源提供热量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸汽轮机的排汽口依次通过凝汽器、凝结水泵与余热锅炉连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸汽轮机的排汽口依次通过凝汽器、凝结水泵与高温燃气余热回收装置连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高温燃气余热回收装置采用双压系统。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述余热锅炉采用双压系统。
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