CN206940809U - 生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，包括成型生物质燃料气化处理装置和燃煤发电机组；成型生物质燃料气化处理装置包括成型生物质料仓以及通过管道依次连接的成型生物质循环流化床气化炉、余热换热器、空气预热器、低温分离器和增压风机；燃煤发电机组包括燃煤锅炉、汽轮机、发电机、烟气净化***和燃气燃烧器；汽轮机通过管道与燃煤锅炉连接；烟气净化***设置在燃煤锅炉的尾部。本实用新型利用燃煤发电机组进行成型生物质和燃煤的耦合发电匹配，以农产品废弃物替代部分煤炭，能源替代作用和节约作用十分显著，还可降低燃烧产物中的氮氧化物的排放，实现生物质资源化、减量化和无害化。
Description
技术领域
本实用新型属于可再生资源发电技术领域，具体涉及一种生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***。
背景技术
生物质作为可再生燃料，在生长时需要的二氧化碳量相当于它燃烧时排放的二氧化碳，因而对大气的二氧化碳排放量近似于零。而且生物质中硫的含量极低，基本上无硫化物排放。所以，利用生物质作为替代能源，对减少矿物燃料资源的开采，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染都有极大的好处。
目前普遍采用的生物质直燃发电技术，其发电设备机组容量小、参数低、折算机组煤耗高，***结构复杂，占地面积巨大，投资额度高，生产运行人员很多且运行维护成本居高不下，综合能效低下燃料消耗高，燃料堆积易发生火灾及燃料输送设备易出故障，发电小时受制燃料季节性供应制约等问题，造成大部分生物质直燃电厂效益低下难以生存维续。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种减少煤炭使用量、减少有害气体排放的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***。
为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，包括成型生物质燃料气化处理装置和燃煤发电机组；所述成型生物质燃料气化处理装置将生物质成型燃料处理为生物质燃气送入所述燃煤发电机组中，所述燃煤发电机组利用生物质燃气和煤粉的混合燃烧进行发电；
所述生物质燃料气化处理装置包括成型生物质料仓，以及通过管道依次连接的成型生物质循环流化床气化炉、余热换热器、空气预热器、低温分离器和增压风机；所述成型生物质循环流化床气化炉中集成有高温分离器；
所述燃煤发电机组包括燃气燃烧器、燃煤锅炉、烟气净化***、汽轮机和发电机；所述燃气燃烧器设置在所述燃煤锅炉上，所述烟气净化***设置在所述燃煤锅炉的尾部；所述汽轮机通过管道与所述燃煤锅炉连接；所述发电机与所述汽轮机连接。
所述增压风机一端通过管道与所述低温分离器连接，另一端通过管道与所述燃气燃烧器连接；所述增压风机将气化后的生物质燃气送入所述燃煤锅炉中。
所述生物质燃料气化处理装置还包括流化风机，所述流化风机通过管道与所述空气预热器连接；所述成型生物质循环流化床气化炉所使用的原料为成型生物质燃料；所述成型生物质循环流化床气化炉所用的流化空气来源于所述空气预热器，所述空气预热器利用所述成型生物质循环流化床气化炉尾部的高温烟气余热加热流化空气。
所述成型生物质燃料气化处理装置还包括热量计量装置；该装置设置在所述增压风机与所述燃气燃烧器之间的连接管道上。
所述余热换热器上配置有一套除盐水供水***，二者之间通过管道连接。
所述余热换热器利用所述成型生物质循环流化床气化炉尾部的高温烟气余热来加热所述除盐水供水***并产生过热蒸汽，该蒸汽用来进行循环物料的流化和所述成型生物质循环流化床气化炉的温度控制。
所述低温分离器上设置有灰渣出口，进行灰渣的排放、冷却和收集，便于综合利用所述成型生物质循环流化床气化炉所产生的灰渣。
所述高温分离器和所述低温分离器形成两级除尘装置。
所述成型生物质循环流化床气化炉采用燃料量为24t/h的大容量循环流化床气化炉。
所述燃煤锅炉用于进行生物质燃气与煤粉的混合燃烧。
本实用新型采用大容量(24t/h燃料)的成型生物质循环流化床气化炉技术，能够工业化地大量燃用生物质成型燃料，能够与现役先进的大容量高参数燃煤发电机组进行成型生物质燃气和燃煤的耦合发电匹配。本实用新型解决了目前生物质直燃电厂燃用生物质发电效率低(机组小、参数低、煤耗高)、单位发电投资高、***构成复杂臃肿、存储困难占地大、生产运行人员多、运行维护成本高、电厂效益低的缺点，有机地与现役先进燃煤大型发电机组结合起来，充分利用现役先进燃煤大型发电机机组装置的高效性进行大容量成型生物质燃料的发电(30MW)。
本实用新型是利用成型生物质燃料进行耦合发电的项目，单个项目年处理农产品剩余废弃物等约12万吨，实现生物质资源化、减量化和无害化，完全符合国家节约能源、支持利用可再生能源发电的产业政策。
本实用新型的单个项目每年可替代标准煤约4.65万吨，能源替代作用和节约作用十分显著。在有效替代部分化石燃料的同时，还可进一步降低炉内燃烧产物中的氮氧化物的排放，提高现役燃煤机组的低负荷调峰能力和节约机组启动用油，降低燃煤机组的辅机设备电耗，有效提升了现役燃煤大型发电生产单位的盈利能力，有利于促进生物质的工业化有效稳定利用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***的结构示意图。
图中：1-生物质燃料气化处理装置；10-成型生物质料仓；11-成型生物质循环流化床气化炉；111-流化气室；12-余热换热器；121-除盐水入口；13-空气预热器；14-低温分离器；141-灰渣出口；15-流化风机；16-增压风机；17-热量计量装置；2-燃煤发电机组；22-燃气燃烧器；23-燃煤锅炉；24-汽轮机；25-发电机；26-烟气净化***。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供一种生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，包括生物质燃料气化处理装置1和燃煤发电机组2；所述生物质燃料气化处理装置1将生物质成型燃料处理为生物质燃气送入所述燃煤发电机组2中，所述燃煤发电机组2利用生物质燃气和煤粉的混合燃烧进行发电；
所述生物质燃料气化处理装置1包括成型生物质料仓10，以及通过管道依次连接的成型生物质循环流化床气化炉11、余热换热器12、空气预热器13、低温分离器14和增压风机16；所述成型生物质循环流化床气化炉11中集成有高温分离器。
所述燃煤发电机组2包括燃气燃烧器22、燃煤锅炉23、汽轮机24、发电机25和烟气净化***26；所述燃气燃烧器22设置在所述燃煤锅炉23上，所述烟气净化***26设置在所述燃煤锅炉的尾部；所述汽轮机24通过管道与所述燃煤锅炉23连接；所述发电机25与所述汽轮机24连接。
所述增压风机16一端通过管道与所述低温分离器14连接，另一端通过管道与所述燃气燃烧器22连接；所述增压风机16将气化后的生物质燃气送入所述燃煤锅炉23中。
所述循环流化床气化炉11中包括流化气室111，所述流化气室111通过管道与所述空气预热器13连接。所述生物质燃料气化处理装置1还包括流化风机15，所述流化风机15通过管道与所述空气预热器13连接。
所述成型生物质循环流化床气化炉11所使用的原料为成型生物质燃料；所述成型生物质循环流化床气化炉11所用的流化空气来源于所述空气预热器。所述流化风机15通过管道与所述空气预热器13连接，将外界的空气送入所述空气预热器13中。所述空气预热器13利用所述成型生物质循环流化床气化炉11尾部的高温烟气余热加热流化空气；再将加热后的流化空气通过流化气室111送入循环流化床气化炉11中。
所述成型生物质燃料气化处理装置1还包括热量计量装置17；该装置设置在所述增压风机16与所述燃气燃烧器22之间的连接管道上。在进入燃煤锅炉23之前设置热量计量装置17，可实时有效地在线检测生物质燃气的热能，便于控制和管理。
所述余热换热器12上设置有除盐水入口121，所述余热换热器12上还配置有一套除盐水供水***，除盐水供水***通过管道与所述除盐水入口121连接，将除盐水注入余热换热器12中。
所述余热换热器12利用所述成型生物质循环流化床气化炉11尾部的高温烟气余热来加热所述除盐水供水***并产生过热蒸汽，该蒸汽用来进行循环物料的流化和所述成型生物质循环流化床气化炉11的温度控制。该结构利用余热换热器12产生自用蒸汽，提高了资源利用效率。
所述低温分离器14上设置有灰渣出口141，成型生物质燃料气化后的灰渣从该口排出，进行灰渣的排放、冷却和收集，便于综合利用所述成型生物质循环流化床气化炉11所产生的灰渣。
所述高温分离器和所述低温分离器14形成两级除尘装置。采用高低温分离器配置，可最大程度地降低烟气中的碱金属含量并回收利用气化残留物
所述成型生物质循环流化床气化炉11采用燃料量为24t/h的大容量循环流化床气化炉，该类型为当前世界上最大容量的循环流化床气化炉。
所述燃煤锅炉23中原用于燃烧煤粉，现用于进行生物质燃气与煤粉的混合燃烧。
本实用新型采用大容量的循环流化床气化炉，可以大量在炉内焚烧成型生物质燃料，将生物质成型燃料高效转化为可燃用的高温(800℃左右)生物质燃气；再经过两级除尘和换热、降温后，生物质燃气温度降至500℃左右；增压风机将干净的热生物质燃气经燃气燃烧器送入燃煤锅炉内，生物质燃气在燃煤锅炉中与煤粉进行混燃，利用现役的大型高效发电机组(大容量、高参数、煤耗低、自动化水平高)进行生物质和燃煤的耦合发电。本***不需要单独设置生物质蒸汽锅炉、汽轮发电组、尾部烟气处理***和发供电配电***，充分利用现役机组的发供电能力和烟气净化能力及公用***的配套能力，单套装置可以实现30MW的生物质发电量，并且不产生任何的污染排放。
本实用新型采用成型生物质燃料作为气化炉的燃料，为工业化大量使用生物质燃料创造了条件，每年可替代46500吨以上的标准燃煤。本实用新型能够与现役先进大型燃煤机组较好匹配，提高燃煤机组的发电效率、提高机组的调峰能力和大幅度降低启动用油。
本实用新型采用成型生物质燃料，拓展了对生物质燃料的适应性和收集种类，使得燃料的收集种类和范围均得到大幅度提高。有利于提高生物质发电小时数；采用成型生物质燃料后，降低了运输成本，使得燃料的运输成本得到有效控制，并使得分散存储具备可操作性。采用成型生物质燃料，有利于生物质燃料热值、水分和杂质的控制；与原生生物质燃料相比，燃料加工成本的增加有限，到厂价格比原生生物质燃料增加的不多。采用成型生物质燃料后，减少了生物质燃料的占地面积，提高了该燃料的存储率，减少了存储和运输中的火灾隐患。采用成型生物质燃料后，简化了生物质的输送和给料***，提高了生物质燃料的利用效能；采用成型生物质燃料后，突破了生物质燃料大规模利用的瓶颈，使得生物质燃料的大规模应用具备了可行性。
需要进一步说明的是，循环流化床气化炉内不布置炉内受热面，炉内无磨损和腐蚀问题。循环流化床气化炉的尾部烟道内布置余热换热器和空气预热器，产生的蒸汽和热风自用。本装置***自成一体，本***的故障不会对原有的燃煤发电机组***产生任何影响。
本实用新型大幅度简化了生物质发电***，利用现役的先进大型燃煤发电机组的高效能进行成型生物质燃料的发电和排污净化，大幅度提高了生物质能转化为电能的能效；不存在污染物的排放，也没有废水等产物。
本实用新型可还可以根据工程的需要，在燃煤锅炉上合理布置进气方式或切换方式进行燃气和煤粉的混合燃烧，可以实现燃煤锅炉机组低负荷稳燃能力的大幅度提高，达到降低炉内氮氧化物的目的，提高机组的调峰能力，甚至可以大幅度降低燃煤锅炉机组的启动用油。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：包括成型生物质燃料气化处理装置和燃煤发电机组；所述成型生物质燃料气化处理装置将生物质成型燃料处理为生物质燃气送入所述燃煤发电机组中，所述燃煤发电机组利用生物质燃气和煤粉的混合燃烧进行发电；
所述生物质燃料气化处理装置包括成型生物质料仓，以及通过管道依次连接的成型生物质循环流化床气化炉、余热换热器、空气预热器、低温分离器和增压风机；所述成型生物质循环流化床气化炉中集成有高温分离器；
所述燃煤发电机组包括燃气燃烧器、燃煤锅炉、烟气净化***、汽轮机和发电机；所述燃气燃烧器设置在所述燃煤锅炉上，所述烟气净化***设置在所述燃煤锅炉的尾部；所述汽轮机通过管道与所述燃煤锅炉连接；所述发电机与所述汽轮机连接。
2.根据权利要求1所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述增压风机一端通过管道与所述低温分离器连接，另一端通过管道与所述燃气燃烧器连接；所述增压风机将气化后的生物质燃气送入所述燃煤锅炉中。
3.根据权利要求2所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述生物质燃料气化处理装置还包括流化风机，所述流化风机通过管道与所述空气预热器连接；所述成型生物质循环流化床气化炉所使用的原料为成型生物质燃料；所述成型生物质循环流化床气化炉所用的流化空气来源于所述空气预热器，所述空气预热器利用所述成型生物质循环流化床气化炉尾部的高温烟气余热加热流化空气。
4.根据权利要求3所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述成型生物质燃料气化处理装置还包括热量计量装置；该装置设置在所述增压风机与所述燃气燃烧器之间的连接管道上。
5.根据权利要求4所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述余热换热器上配置有一套除盐水供水***，二者之间通过管道连接。
6.根据权利要求5所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述余热换热器利用所述成型生物质循环流化床气化炉尾部的高温烟气余热来加热所述除盐水供水***并产生过热蒸汽，该蒸汽用来进行循环物料的流化和所述成型生物质循环流化床气化炉的温度控制。
7.根据权利要求6所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述低温分离器上设置有灰渣出口，进行灰渣的排放、冷却和收集，便于综合利用所述成型生物质循环流化床气化炉所产生的灰渣。
8.根据权利要求1至7任一项所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述高温分离器和所述低温分离器形成两级除尘装置。
9.根据权利要求8所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述成型生物质循环流化床气化炉采用燃料量为24t/h的大容量循环流化床气化炉。
10.根据权利要求8所述的生物质燃气与燃煤发电机组耦合发电***，其特征在于：所述燃煤锅炉用于进行生物质燃气与煤粉的混合燃烧。
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