CN217714879U - 一种生物质发电站低温相变储热供汽装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物质发电站低温相变储热供汽装置，包括常规生物质发电抽汽直接供热***I、相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II和电站采暖***III；***I的生物质锅炉、汽轮机、凝汽器依次相连；汽轮机带动发电机发电，并引一路蒸汽接入***III；***II的电蒸汽锅炉和相变蓄热装置均可接通低谷电；除盐水分两路分别流入相变蓄热装置和电蒸汽锅炉变为饱和蒸汽，两路均可接入***III但不同时使用。本实用新型利用低谷电加热相变蓄热装置中介质，在平电或峰电时加热除盐水变为蒸汽为周边热用户提供蒸汽，在采暖期生物质发电站还在建设期或故障停用时，替代生物质采暖锅炉，在采暖期生物质电站机组正常运行时或在非采暖期，为周边热用户提供蒸汽。

Description

一种生物质发电站低温相变储热供汽装置

技术领域

本实用新型属于低温储能技术领域，具体涉及一种生物质发电站低温相变储热供汽装置。

背景技术

低温相变储热是一种以相变储热材料为基础的储能技术，主要是利用物质发生相变时的吸收或放出潜热来实现能量的储存，具有蓄热量大、温度波动小、化学稳定性好和安全性好的特点。目前成熟的相变蓄热技术适用于温度在200℃以下的蒸汽或100℃以下的热水供应，属低温用热领域，相变蓄热具有成本低、安装便捷、运行稳定等优势，该蓄热设备利用低谷时段的电能，将热量储存在相变蓄热装置中，在平电及峰电时放出热量，用来加热除盐水变为蒸汽，可用于电力“移峰填谷”以及工业用热等场所。

生物质能属可再生能源，利用农林废弃物为农民创造了收益，又为农村提供清洁、便宜、舒适的用电和用热环境，生物质发电技术被广泛应用。目前在北方采暖区域建设的生物质发电站，大多需要配置有采暖锅炉，用来为处于冬季建设期或冬季生物质电站故障停用后的汽水***设备保温防冻和办公楼的供暖。该采暖锅炉通常容量小，同样采用生物质燃料，因采暖锅炉使用频率不高，非采暖期闲置不用，造成资源浪费；采暖期锅炉出口蒸汽参数不达标，同时运行工作量大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种生物质发电站低温相变储热供汽装置，利用电网低谷时间段的电能，加热相变蓄热装置中介质，将热量储存在相变蓄热装置中，在平电或峰电时蓄热介质放热来加热除盐水变为蒸汽为周边热用户提供蒸汽，在采暖期生物质发电站还在建设期或故障停用时，替代生物质采暖锅炉，以满足生物质电站汽水***设备的保温防冻用热，在采暖期生物质电站机组正常运行时或在非采暖期，为生物质电站周边热用户提供蒸汽。

本实用新型为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种生物质发电站低温相变储热供汽装置，包括常规生物质发电抽汽直接供热***I、相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II和电站采暖***III；

所述常规生物质发电抽汽直接供热***I包括生物质锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、减温减压器、第一电动调节阀；所述生物质锅炉、汽轮机、凝汽器按照流体流动的方向依次相连，形成循环回路；所述汽轮机与发电机连接，带动发电机发电；所述汽轮机的抽汽管道引出一路蒸汽经减温减压器、第一电动调节阀后接入电站采暖***III的蒸汽入口管道上；

所述相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II包括变频水泵、相变蓄热装置、电蒸汽锅炉、第一电开关、第二电开关、第四电动调节阀、第五电动调节阀和汽水分离器；所述电蒸汽锅炉经第一电开关接通低谷电，所述相变蓄热装置经第二电开关接通低谷电；除盐水通过变频水泵分两路去向，一路通过第四电动调节阀开启后流入相变蓄热装置变为蒸汽再流向汽水分离器后形成稳定参数的饱和蒸汽，另一路通过第五电动调节阀开启后流入电蒸汽锅炉后变为饱和蒸汽，两路饱和蒸汽均可接入电站采暖***III的蒸汽入口管道上，但不同时使用；

所述电站采暖***III包括采暖换热器，所述采暖换热器的进口与电站采暖***III的蒸汽入口管道连接。

上述方案中，所述汽水分离器出口后的饱和蒸汽分两路去向，一路通过第三电动调节阀后接入生物质发电站厂外热用户；另一路通过第二电动调节阀后接入电站采暖***III的蒸汽入口管道上；两路不同时使用。

上述方案中，在采暖期生物质发电站正常运行时，所述常规生物质发电抽汽直接供热***I的第一电动调节阀打开，对厂内各车间采暖；所述相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II的第二电动调节阀关闭，第三电动调节阀打开，对厂外热用户供蒸汽。

上述方案中，在采暖期生物质电站还在建设期或故障停用后，所述相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II启用，在低谷电时段，第一电开关、第二电开关同时闭合；在平段或峰段时，第一电开关、第二电开关同时断开，第五电动调节阀关闭，第四电动调节阀打开，第三电动调节阀关闭。

上述方案中，在非采暖期，第一电动调节阀关闭、第二电动调节阀关闭、第三电动调节阀打开。

上述方案中，所述汽水分离器上设有压力变送器，汽水分离器出口管道上设有温度计和流量计。

上述方案中，所述相变蓄热装置包括若干蓄热模块，所述若干蓄热模块采用并联方式连接，每个蓄热模块进出口均设有关断阀，每个蓄热模块上均设置有温度计；所述相变蓄热装置的出口设置有流量调节阀。

上述方案中，所述电蒸汽锅炉的出口管路上设有手动开关阀。

上述方案中，所述电站采暖***III还包括与所述采暖换热器出口相连的疏水扩容器。

上述方案中，所述常规生物质发电抽汽直接供热***I还包括依次设置于所述凝汽器出口与生物质锅炉进口之间的凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型使用相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II在采暖期生物质电站机组停运时，代替目前的生物质采暖锅炉，实现了以最少成本替代生物质采暖锅炉，解决了发电机组在冬季停用时，生物质采暖锅炉出力不稳、供热效果差的问题，同时相变蓄热装置供蒸汽***可以做到智能运行，安全稳定，大大减轻工人的工作量。

(2)本实用新型使用相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II在采暖期生物质电站机组正常运行时或在非采暖期，为生物质电站周边热用户提供蒸汽，充分利用了低谷电，提高了设备利用率，为企业降低用热成本，同时使用了低谷电，有利于电网的移峰填谷，综合利用率高，实用性强。

(3)相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II比原生物质采暖锅炉***节省占地，安装方便，可直接放置在混凝土地面上，模块化设计，安装工作量小。

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是本实用新型生物质发电站低温相变储热供汽装置的整体结构图；

图2是常规生物质发电抽汽直接供热***I的结构图；

图3是相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II的结构图。

图中：1、生物质锅炉；2、汽轮机；3、发电机；4、凝汽器；5、凝结水泵；6、低压加热器；7、除氧器；8、给水泵；9、高压加热器；10、减温减压器；11、第一电动调节阀；12、第二电动调节阀；13、第三电动调节阀；14、变频水泵；15、第四电动调节阀；16、相变蓄热装置；17、流量调节阀；18、汽水分离器；19、温度计；20、流量计；21、第五电动调节阀；22、电蒸汽锅炉；23、第一电开关；24、第二电开关；25、手动开关阀；26、厂外热用户；27、压力变送器；28、采暖换热器；29、疏水扩容器。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-3所示，为本实用新型实施例提供的一种生物质发电站低温相变储热供汽装置，包括常规生物质发电抽汽直接供热***I、相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II和电站采暖***III；常规生物质发电抽汽直接供热***I和相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II的蒸汽出口管道共同接入电站采暖***III的蒸汽入口管道上。

参见图1、图2，常规生物质发电抽汽直接供热***I包括生物质锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、凝结水泵5、低压加热器6、除氧器7、给水泵8、高压加热器9、减温减压器10、第一电动调节阀11。其中，生物质锅炉1、汽轮机2、凝汽器4、凝结水泵5、低压加热器6、除氧器7、给水泵8、高压加热器9、生物质锅炉1按照流体流动的方向依次相连，形成循环回路。汽轮机2与发电机3连接，驱动发电机3发电。生物质锅炉1加热给水，变为高温高压蒸汽进入汽轮机2汽缸膨胀做功后，再带动发电机3发电，做功后的乏汽进入凝汽器4凝结为水，依次通过凝结水泵5加压后进入低压加热器6温度升高，再进入除氧器7去除给水中的氧气，提高水的品质，再通过给水泵8升压后进入高压加热器9继续升温后再进入生物质锅炉1，形成循环***。抽汽直接供热流程为从汽轮机2抽汽管道引出一路蒸汽经过减温减压器10后达到需要的蒸汽温度压力后，经过第一电动调节阀11进入电站采暖***III的蒸汽入口管道上，从而进入采暖换热器28用来与循环水换热。

参见图1、图3，相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II包括变频水泵14、相变蓄热装置16、电蒸汽锅炉22、第一电开关23、第二电开关24、第四电动调节阀15和汽水分离器18。相变蓄热装置16经第二电开关24接通低谷电，第二电开关24打开后为相变蓄热装置16储热。电蒸汽锅炉22经第一电开关23接通低谷电，第一电开关23打开后电蒸汽锅炉22启动，电蒸汽锅炉22的出口管路上设有手动开关阀25。除盐水通过变频水泵14分两路去向，一路通过第四电动调节阀15开启后流入相变蓄热装置16变为蒸汽再流向汽水分离器18后形成稳定参数的饱和蒸汽；另一路通过第五电动调节阀21开启后流入电蒸汽锅炉22后变为饱和蒸汽；两路饱和蒸汽均可通过第二电动调节阀12接入电站采暖***III的蒸汽入口管道上，但不同时使用。

进一步优化，汽水分离器18上设有压力变送器27，汽水分离器18出口管道上设有温度计19和流量计20。

进一步优化，汽水分离器18出口后的饱和蒸汽通过流量计20后分两路去向，一路通过第三电动调节阀13后接入生物质发电站厂外热用户26；另一路通过第二电动调节阀12后接入电站采暖***III的蒸汽入口管道上；两路不同时使用。

进一步优化，相变蓄热装置16包括若干蓄热模块，若干蓄热模块采用并联方式连接，根据客户所需蒸汽量需求确定投运模块个数。每个蓄热模块进出口均设有关断阀，每个蓄热模块上均设置有温度计。相变蓄热装置16的出口设置有流量调节阀17。

相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II的具体运行方式如下：

在低谷电时段，第二电开关24闭合，采用低谷电对相变蓄热装置16用来储热，便于在平段或峰段使用。同时第一电开关23闭合，第五电动调节阀21打开、第四电动调节阀15关闭，来自电站的原配套的除盐水经过变频水泵14加压进入电蒸汽锅炉22产生规定温度压力的蒸汽，经过手动开关阀25、流量计20后成为供采暖或厂外热用户26需要的合格的蒸汽。在平段或峰段时，第一电开关23断开，第二电开关24断开，第四电动调节阀15打开、第五电动调节阀21关闭、手动开关阀25关闭、电蒸汽锅炉22退出运行，来自电站的原配套的除盐水经过变频水泵14加压进入相变蓄热装置16，利用蓄热介质放热，加热除盐水为蒸汽后再经汽水分离器18得到稳定的温度压力饱和蒸汽，再经流量计20后成为供采暖或厂外热用户26需要的合格的蒸汽。

参见图1，电站采暖***III包括采暖换热器28、疏水扩容器29和相关汽水管路及循环水管路。采暖换热器28的进口与电站采暖***III的蒸汽入口管道连接，采暖换热器28的出口连接疏水扩容器29。采暖换热器28通过接收来自常规生物质发电抽汽直接供热***I或相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II的蒸汽，与电站各车间采暖循环水换热，循环水回水去各车间采暖，采暖后回水回到采暖换热器28实现循环，蒸汽换热后变成疏水回到疏水扩容器29回收利用。

本实用新型生物质发电站低温相变储热供汽装置，根据是否为采暖期、采暖期常规生物质锅炉1及发电***的运行与否，分三种运行工况：

在采暖期生物质发电站正常运行时，常规生物质发电抽汽直接供热***I也正常工作，抽汽经过减温减压器10后直接到蒸汽电站采暖***III与循环水换热，对厂内各车间采暖；相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II的第二电动调节阀12关闭，第三电动调节阀13打开，对厂外热用户26供蒸汽。

在采暖期生物质电站还在建设期或故障停用后，相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II启用，在低谷电时段，第一电开关23闭合，采用电蒸汽锅炉22对除盐水进行加热生成蒸汽去电站采暖***III使用；同时第二电开关24闭合，采用低谷电对相变蓄热装置16用来储热，便于在平段或峰段使用。在平段或峰段时，电蒸汽锅炉22退出运行，此时相变蓄热装置16内介质放热，加热常温除盐水为蒸汽后再经汽水分离器18后变为饱和进入蒸汽电站采暖***III与循环水换热，对厂内各车间采暖，同时第三电动调节阀13关闭，不对厂外热用户26供蒸汽。

在非采暖期，生物质电站不需要采暖，故第一电动调节阀11关闭、第二电动调节阀12关闭、第三电动调节阀13打开，相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***II正常运行，但只对厂外热用户26供蒸汽。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，包括常规生物质发电抽汽直接供热***(I)、相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***(II)和电站采暖***(III)；

所述常规生物质发电抽汽直接供热***(I)包括生物质锅炉(1)、汽轮机(2)、发电机(3)、凝汽器(4)、减温减压器(10)、第一电动调节阀(11)；所述生物质锅炉(1)、汽轮机(2)、凝汽器(4)按照流体流动的方向依次相连，形成循环回路；所述汽轮机(2)与发电机(3)连接，带动发电机(3)发电；所述汽轮机(2)的抽汽管道引出一路蒸汽经减温减压器(10)、第一电动调节阀(11)后接入电站采暖***(III)的蒸汽入口管道上；

所述相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***(II)包括变频水泵(14)、相变蓄热装置(16)、电蒸汽锅炉(22)、第一电开关(23)、第二电开关(24)、第四电动调节阀(15)、第五电动调节阀(21)和汽水分离器(18)；所述电蒸汽锅炉(22)经第一电开关(23)接通低谷电，所述相变蓄热装置(16)经第二电开关(24)接通低谷电；除盐水通过变频水泵(14)分两路去向，一路通过第四电动调节阀(15)开启后流入相变蓄热装置(16)变为蒸汽再流向汽水分离器(18)后形成稳定参数的饱和蒸汽，另一路通过第五电动调节阀(21)开启后流入电蒸汽锅炉(22)后变为饱和蒸汽，两路饱和蒸汽均可接入电站采暖***(III)的蒸汽入口管道上，但不同时使用；

所述电站采暖***(III)包括采暖换热器(28)，所述采暖换热器(28)的进口与电站采暖***(III)的蒸汽入口管道连接。

2.根据权利要求1所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，所述汽水分离器(18)出口后的饱和蒸汽分两路去向，一路通过第三电动调节阀(13)后接入生物质发电站厂外热用户(26)；另一路通过第二电动调节阀(12)后接入电站采暖***(III)的蒸汽入口管道上；两路不同时使用。

3.根据权利要求2所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，在采暖期生物质发电站正常运行时，所述常规生物质发电抽汽直接供热***(I)的第一电动调节阀(11)打开，对厂内各车间采暖；所述相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***(II)的第二电动调节阀(12)关闭，第三电动调节阀(13)打开，对厂外热用户(26)供蒸汽。

4.根据权利要求2所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，在采暖期生物质电站还在建设期或故障停用后，所述相变储热供蒸汽及替代采暖锅炉***(II)启用，在低谷电时段，第一电开关(23)、第二电开关(24)同时闭合；在平段或峰段时，第一电开关(23)、第二电开关(24)同时断开，第五电动调节阀(21)关闭，第四电动调节阀(15)打开，第三电动调节阀(13)关闭。

5.根据权利要求2所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，在非采暖期，第一电动调节阀(11)关闭、第二电动调节阀(12)关闭、第三电动调节阀(13)打开。

6.根据权利要求1所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，所述汽水分离器(18)上设有压力变送器(27)，汽水分离器(18)出口管道上设有温度计(19)和流量计(20)。

7.根据权利要求1所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，所述相变蓄热装置(16)包括若干蓄热模块，所述若干蓄热模块采用并联方式连接，每个蓄热模块进出口均设有关断阀，每个蓄热模块上均设置有温度计；所述相变蓄热装置(16)的出口设置有流量调节阀(17)。

8.根据权利要求1所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，所述电蒸汽锅炉(22)的出口管路上设有手动开关阀(25)。

9.根据权利要求1所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，所述电站采暖***(III)还包括与所述采暖换热器(28)出口相连的疏水扩容器(29)。

10.根据权利要求1所述的生物质发电站低温相变储热供汽装置，其特征在于，所述常规生物质发电抽汽直接供热***(I)还包括依次设置于所述凝汽器(4)出口与生物质锅炉(1)进口之间的凝结水泵(5)、低压加热器(6)、除氧器(7)、给水泵(8)、高压加热器(9)。

Images