CN220524097U - 一种实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统，它属于生物质气化耦合煤电机组领域。本实用新型包括循环流化床气化炉和煤电机组，循环流化床气化炉顶部设有生物质燃气出口，煤电机组包括SCR催化剂层、空气预热器和烟气除尘器，煤电机组内设有稳燃燃烧器，生物质燃气出口与稳燃燃烧器相连，煤电机组内设有升温燃烧器，生物质燃气出口与升温燃烧器相连，煤电机组内设有生物质炭喷射器，空气预热器下游连接有烟气除尘器。本实用新型结构设计合理，实现火电机组稳定燃烧，确保低负荷条件下烟气脱硝SCR效率，避免空预器堵塞，满足使用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种系统，尤其是涉及一种实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统，它属于生物质气化耦合煤电机组领域。
背景技术
随着新能源的迅猛发展，火力发电作为传统能源的代表，面临着日益严峻的形势。火力发电企业必须开展灵活性改造，以适应新能源的快速发展，进一步提高电网的稳定性和可靠性。
通过火电机组的深度调峰改造实现对新能源的快速响应。新能源的特点是不稳定、不可控，太阳能、风能等会受到天气、季节等自然因素的影响，因此其发电量存在较大波动。与此同时，传统能源的发电需要较长时间的准备和调度，不能对新能源的变化及时做出响应，可能会导致电网的波动和不稳定性。因此，通过深度调峰改造，火力发电企业可以提高其发电机组的启停速度，增加燃料的灵活性，通过调整发电量和供电方向等手段来快速响应新能源的变化，从而确保电网的稳定运行。
而深度调峰对火电机组带来多方面的问题：
问题一：炉膛稳定燃烧。由于在深度调峰过程中，火电机组的实际负荷可以低至20%-10%的额定负荷，远远偏离设计值，需要在此条件下提供稳定燃烧的燃料，诸如喷油或天然气等。保证机组处于燃烧状态，并能随时快速响应提高机组负荷。
问题二：烟气脱硝SCR效率的影响。深度调峰会导致火电机组负荷的瞬间波动，这会影响脱硝装置的功率输出。当火电机组负荷突然增大时，脱硝装置需要提高脱硝剂的投入量来保证脱硝效果，但如果脱硝装置的投入量不能及时跟进，就可能出现NOx排放超标的情况。另外，脱硝反应的温度是影响脱硝效果的重要因素，深度调峰会导致火电机组锅炉燃烧温度的瞬间波动，从而影响脱硝反应温度的稳定性和均匀性，这也会影响脱硝效果的稳定性。
问题三：空预器堵塞。由于问题二中烟气脱硝SCR的效率降低，引起残留氨逃逸，进而与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸铵及硫酸氢铵，并附着在空气预热器表面，影响空预器正常运行，甚至导致停机。
生物质耦合发电是利用生物质能源，通过生物质气化技术和发电机组相结合进行发电的一种技术。近年来，随着环保意识的增强和可再生能源政策的实施，生物质耦合发电逐渐受到重视，目前国内已经有多个生物质耦合发电项目建成，发电总容量达到数百兆瓦。
本申请借助生物质耦合发电的优势能够解决上述三个深度调峰引起的问题，能够实现生物质发电与火电机组深度调峰的深层次耦合。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，实现火电机组稳定燃烧，确保低负荷条件下烟气脱硝SCR效率，避免空预器堵塞，满足使用需求的实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统，包括循环流化床气化炉，所述循环流化床气化炉顶部设有生物质燃气出口，其特征在于：还包括煤电机组，所述煤电机组包括SCR催化剂层、空气预热器和烟气除尘器，煤电机组内设有稳燃燃烧器，生物质燃气出口与稳燃燃烧器相连，煤电机组内设有升温燃烧器，生物质燃气出口与升温燃烧器相连，煤电机组内设有生物质炭喷射器，空气预热器下游连接有烟气除尘器。
作为优选，本实用新型还包括生物质料入口、空气入口和生物质碳出口，所述循环流化床气化炉侧面设有生物质料入口，循环流化床气化炉底部斜面处设有空气入口，循环流化床气化炉底部正下方设有生物质碳出口。
作为优选，本实用新型所述升温燃烧器位于SCR催化剂层上游。
作为优选，本实用新型所述生物质炭喷射器位于SCR催化剂层与空气预热器之间。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1）实现火电机组稳定燃烧：当火电机组的实际负荷低至20%-10%的额定负荷时，由生物质气化后的燃气通入炉膛底部，无需进行投油操作，减少燃油消耗，确保火电机组始终处于燃烧状态，并能随时快速响应提高机组负荷；2）确保低负荷条件下烟气脱硝SCR效率：由于SCR脱硝的窗口温度时320-400℃，当火电机组处于20%-10%的额定负荷时，其SCR入口处的烟气温度会低于320℃，严重影响SCR的脱硝效率，本发明通过在SCR入口位置布置升温燃烧器，并将生物质气化后的燃气通入升温燃烧器进行燃烧，可实现对SCR入口处烟气温度的调节，并始终将温度控制在320-400℃温度窗口范围内，由于燃气具有相应迅速的优势，能够实现SCR入口处烟气温度的快速响应调节；3）避免空预器堵塞：由于深度调峰带来的硫酸铵及硫酸氢铵堵塞空预器情况，本发明通过在空预器前端布置生物质炭喷射器，将生物质气化后的副产物生物质碳喷入空预器前端，用于捕捉硫化铵及硫酸氢铵，并避免硫化铵及硫酸氢铵的粘性聚集，形成的混合颗粒可对空气预热器表面进行冲刷，避免空气预热器的堵塞。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构原理示意图。
图中：循环流化床气化炉1，煤电机组2，SCR催化剂层2-1，空气预热器2-2，烟气除尘器2-3，生物质料入口A，空气入口B，生物质碳出口C，生物质燃气出口D，稳燃燃烧器E，升温燃烧器F，生物质炭喷射器G。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例
参见图1，本实施例实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统包括循环流化床气化炉1及煤电机组2，其中煤电机组2包括SCR催化剂层2-1、空气预热器2-2及烟气除尘器2-3。
本实施例中的循环流化床气化炉1侧面设有生物质料入口A，循环流化床气化炉1底部斜面处设有空气入口B；循环流化床气化炉1底部正下方设有生物质碳出口C；循环流化床气化炉1顶部设有生物质燃气出口D。
本实施例中的煤电机组2内设有稳燃燃烧器E，生物质燃气出口D与稳燃燃烧器E相连；煤电机组2内设有升温燃烧器F，位于SCR催化剂层2-1上游，生物质燃气出口D与升温燃烧器F相连；煤电机组2内设有生物质炭喷射器G，位于SCR催化剂层2-1与空气预热器2-2之间；空气预热器2-2下游连接有烟气除尘器2-3。
本实施例实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的工作过程如下：生物质料经生物质料入口A进入循环流化床气化炉1，与经空气入口B进入的空气进行不完全燃烧的气化反应，生成生物质燃气和生物质炭；一部分生物质燃气经生物质燃气出口D进入稳燃燃烧器E进行燃烧，实现煤电机组2在20%-10%的额定负荷条件下持续运行，另一部分生物质燃气经生物质燃气出口D进入升温燃烧器F进行燃烧，实现在20%-10%的额定负荷条件下，保证进入SCR催化剂层2-1的烟气温度能够达到320℃以上；烟气在SCR催化剂层2-1进行氮氧化物脱除反应，同时生成引起空气预热器2-2堵塞的副产物硫化铵及硫酸氢铵；生物质炭经生物质碳出口C进入生物质炭喷射器G，捕捉硫化铵及硫酸氢铵，并避免硫化铵及硫酸氢铵的粘性聚集，形成的混合颗粒可对空气预热器2-2表面进行冲刷，避免空气预热器2-2的堵塞。
通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统，包括循环流化床气化炉（1），所述循环流化床气化炉（1）顶部设有生物质燃气出口（D），其特征在于：还包括煤电机组（2），所述煤电机组（2）包括SCR催化剂层（2-1）、空气预热器（2-2）和烟气除尘器（2-3），煤电机组（2）内设有稳燃燃烧器（E），生物质燃气出口（D）与稳燃燃烧器（E）相连，煤电机组（2）内设有升温燃烧器（F），生物质燃气出口（D）与升温燃烧器（F）相连，煤电机组（2）内设有生物质炭喷射器（G），空气预热器（2-2）下游连接有烟气除尘器（2-3）。
2.根据权利要求1所述的实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统，其特征在于：还包括生物质料入口（A）、空气入口（B）和生物质碳出口（C），所述循环流化床气化炉（1）侧面设有生物质料入口（A），循环流化床气化炉（1）底部斜面处设有空气入口（B），循环流化床气化炉（1）底部正下方设有生物质碳出口（C）。
3.根据权利要求1所述的实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统，其特征在于：所述升温燃烧器（F）位于SCR催化剂层（2-1）上游。
4.根据权利要求1所述的实现深度调峰的生物质气化耦合煤电机组的系统，其特征在于：所述生物质炭喷射器（G）位于SCR催化剂层（2-1）与空气预热器（2-2）之间。
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