專利名稱：一種生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能有效利用可再生能源來降低煤耗并實(shí)現(xiàn)低碳排放的新型聯(lián)合 發(fā)電系統(tǒng)，屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
火力發(fā)電在現(xiàn)有供電系統(tǒng)中占據(jù)著相當(dāng)?shù)姆蓊~，火力發(fā)電所用燃料主要是煤炭， 這種發(fā)電方式煤耗高、能量利用率低、二氧化碳等有害氣體排放量大，而且隨機(jī)組容量的不 斷提高，煤炭燃燒對(duì)環(huán)境造成的污染日趨嚴(yán)重。隨著世界能源政策的調(diào)整，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和 強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)已成大勢(shì)所趨。以中國(guó)為例，到2020年全國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比 2005年下降40-45%，而火力發(fā)電廠二氧化碳的排放量占到總排放量的近60%之多，因此， 火力發(fā)電廠如何節(jié)能減排、降低碳排放量是有關(guān)技術(shù)人員面臨的一個(gè)迫在眉睫而又富有挑 戰(zhàn)性的重大課題。目前，世界可利用的生物質(zhì)能源十分豐富，每年可使用的生物質(zhì)能總量相當(dāng)于5 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而實(shí)際年利用率不足2%，因此開發(fā)潛力巨大。另外，太陽(yáng)能是一種資源非常豐 富的能源，具有運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。因此，若通過整合太陽(yáng)能、生 物質(zhì)能的低碳排放優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)火力發(fā)電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行多種能源形式的混合發(fā)電，勢(shì)必 能有效改善并提高系統(tǒng)發(fā)電的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高并改善傳統(tǒng)燃煤發(fā)電模式的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，提供一種能 夠有效降低煤耗的生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，它包括燃煤鍋爐發(fā)電系統(tǒng)和串聯(lián) 輔助系統(tǒng)，其中，燃煤鍋爐發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)和依次串聯(lián)的凝汽器、凝結(jié)水泵、多級(jí)低壓 加熱器、除氧器、給水泵、多級(jí)高壓加熱器、燃煤鍋爐和汽輪機(jī)，其中，凝汽器的入汽口接汽 輪機(jī)排汽，多級(jí)低壓加熱器、除氧器、多級(jí)高壓加熱器均與汽輪機(jī)抽汽連接，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā) 電機(jī)；所述串聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質(zhì)氣化裝置和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)組成，二者串聯(lián) 后接于給水泵出口與多級(jí)高壓加熱器之一的抽汽入口之間。上述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，構(gòu)成中還包括塔式太陽(yáng)能空氣預(yù) 熱系統(tǒng)，所述塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)由壓氣機(jī)和塔式太陽(yáng)能集熱裝置組成，所述壓氣機(jī) 輸出的壓縮空氣經(jīng)塔式太陽(yáng)能集熱裝置預(yù)熱后，輸送至生物質(zhì)氣化裝置使用。上述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，所述生物質(zhì)氣化裝置由生物質(zhì)氣 化爐和燃燒換熱器構(gòu)成，生物質(zhì)氣化裝置并聯(lián)有生物質(zhì)氣化裝置旁路閥，且其入口設(shè)置有 生物質(zhì)氣化裝置入口閥，出口設(shè)置有生物質(zhì)氣化裝置出口閥；所述拋物面槽式太陽(yáng)能集熱 器場(chǎng)由多個(gè)拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器串、并聯(lián)連接而成，拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)并聯(lián) 有拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)旁路閥，且其入口設(shè)置有拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)入口閥，出口設(shè)置有拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)出口閥。上述塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)中，所述壓氣機(jī)入口設(shè)置有塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系 統(tǒng)空氣入口閥；所述塔式太陽(yáng)能集熱裝置并聯(lián)有塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥，且其入口設(shè)置 有塔式太陽(yáng)能集熱器入口閥，出口設(shè)置有塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥。上述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，所述汽輪機(jī)由高壓缸、中壓缸和 低壓缸串聯(lián)構(gòu)成，所述高壓加熱器設(shè)置三級(jí)，所述低壓加熱器設(shè)置四級(jí)，高壓缸為第二級(jí)高 壓加熱器和第三級(jí)高壓加熱器提供抽汽，中壓缸為除氧器和第一級(jí)高壓加熱器提供抽汽， 低壓缸為四級(jí)低壓加熱器提供抽汽。上述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，第三級(jí)高壓加熱器、第二級(jí)高壓 加熱器、第一級(jí)高壓加熱器和除氧器之間設(shè)有疏水管路，第四級(jí)低壓加熱器、第三級(jí)低壓加 熱器、第二級(jí)低壓加熱器之間設(shè)有疏水管路，第三級(jí)低壓加熱器和第二級(jí)低壓加熱器之間 連接疏水泵，第一級(jí)低壓加熱器和凝汽器之間設(shè)有疏水管路。本發(fā)明基于電池組串聯(lián)后可以提供更高電壓的思想，在傳統(tǒng)燃煤發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ) 上增加了由生物質(zhì)氣化裝置與拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)串聯(lián)構(gòu)成的輔助系統(tǒng)，充分利用 太陽(yáng)能和生物質(zhì)能兩種可再生能源輔助燃煤發(fā)電。這種串聯(lián)結(jié)構(gòu)的好處在于生物質(zhì)氣化裝 置和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)對(duì)于工質(zhì)的加熱效果會(huì)有疊加，即在使用相同能量的條情 況下，工質(zhì)通過串聯(lián)結(jié)構(gòu)后溫度、壓力等參數(shù)可以提升更多，故在要求工質(zhì)參數(shù)提高幅度不 變的條件下可以使用更少的能量和原料以達(dá)到效果。生物質(zhì)氣化裝置與拋物面槽式太陽(yáng)能 集熱器場(chǎng)分別設(shè)有旁路閥，可保證在設(shè)備故障時(shí)不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；本發(fā)明在生物質(zhì)氣化裝置與拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)構(gòu)成的串聯(lián)輔助系統(tǒng)輔 助傳統(tǒng)燃煤電廠的基礎(chǔ)上，基于C0NS0LAR、S0LGATE項(xiàng)目提出的太陽(yáng)能預(yù)熱空氣系統(tǒng)的思 想，引入塔式太陽(yáng)能集熱裝置，利用其加熱冷空氣使空氣溫度升高，以高溫?zé)峥諝獯胬淇?氣通入流化床氣化爐使床料流化，提高氣化爐氣化效率，降低生物質(zhì)原料的使用量。塔式太 陽(yáng)能集熱器入口閥、出口閥兩端并聯(lián)塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可以起 到旁路該裝置的作用，以防影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本發(fā)明降低了傳統(tǒng)燃煤電廠的煤耗，優(yōu)化了能源利用結(jié)構(gòu)，在很大程度上解決了 傳統(tǒng)燃煤發(fā)電系統(tǒng)高污染的問題，有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)連接圖；圖2是拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是塔式太陽(yáng)能集熱裝置的工作原理圖；圖5是塔式太陽(yáng)能集熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是流化床生物質(zhì)氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)為1、燃煤鍋爐；2、高壓缸；3、中壓缸；4、低壓缸；5、發(fā)電機(jī)；6、凝汽 器；7、凝結(jié)水泵；8、第一級(jí)低壓加熱器；9、第二級(jí)低壓加熱器；10、第三級(jí)低壓加熱器；11、 第四級(jí)低壓加熱器；12、除氧器；13、給水泵；14、第一級(jí)高壓加熱器；15、第二級(jí)高壓加熱器；16、第三級(jí)高壓加熱器；17、疏水泵；18、第三級(jí)高壓加熱器抽汽管路；19、第三級(jí)高壓 加熱器抽汽蒸汽閥；20、生物質(zhì)氣化裝置；21、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)；22、串聯(lián)輔助系 統(tǒng)給水入口閥；23、串聯(lián)輔助系統(tǒng)蒸汽出口閥；24、生物質(zhì)氣化裝置入口閥；25、生物質(zhì)氣化 裝置出口閥；26、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)入口閥；27、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)出口 閥；28、生物質(zhì)氣化裝置旁路閥；29、太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)旁路閥；30、塔式太陽(yáng)能集熱裝置；31、 塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥；32、壓氣機(jī)；33、塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)空氣進(jìn)口閥；34、塔式 太陽(yáng)能集熱器入口閥；35塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥；36、塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)聚光器； 37、換熱管；38、拋物面槽式聚光器；39、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器；40、塔式太陽(yáng)能集熱器； 41、料箱；42、燃?xì)猓?3、風(fēng)機(jī)；44、流化床床料。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)由燃煤鍋 爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵、除氧器、疏水泵、給水泵、加熱器、串聯(lián)輔助系統(tǒng)和塔 式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)組成，其中串聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質(zhì)氣化裝置與拋物面槽式太陽(yáng)能集 熱器場(chǎng)串聯(lián)而成；塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)有壓氣機(jī)和塔式太陽(yáng)能集熱裝置串聯(lián)組成。參看圖2、圖3，拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)由拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器39經(jīng)過 串、并聯(lián)方式連接組合而成。拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器39的主要結(jié)構(gòu)為拋物面槽式聚光器 38和換熱管37，換熱管37中流動(dòng)的是被加熱的工質(zhì)，拋物面槽式聚光器38將太陽(yáng)能輻射 熱量反射匯集到換熱管37上加熱其中流動(dòng)的工質(zhì)，其最高集熱溫度可達(dá)400°C?？刹捎玫?拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器如美國(guó)Solargenix公司的SGX-I或DS-I，Luz公司的LS_1、LS_2 或 LS-3。生物質(zhì)氣化裝置由生物質(zhì)氣化爐和燃燒換熱器構(gòu)成，生物質(zhì)氣化爐采用流化床生 物質(zhì)氣化爐，其結(jié)構(gòu)參看圖6。生物質(zhì)氣化過程中首先將流化床加熱到運(yùn)行溫度，床料吸收 并儲(chǔ)存熱量，這部分熱量可以由部分生物質(zhì)燃料燃燒獲得，鼓入空氣將床料流化，將生物質(zhì) 原料處理后加入到流化床中，與高溫床料迅速混合，完成干燥、熱解、燃燒及氣化過程，將產(chǎn) 生的燃?xì)馔ㄈ肴紵龘Q熱器中進(jìn)行燃燒放出大量熱量，被加熱的工質(zhì)在燃燒換熱器中吸收這 部分熱量以提高其參數(shù)。流化床生物質(zhì)氣化爐可以采用Foster Wheeler公司生產(chǎn)的增壓流 化床氣化爐，操作溫度為950-1000°C，或者TPS常壓流化床氣化爐，操作溫度為850-900°C。 生物質(zhì)原料來源于農(nóng)業(yè)廢物、林業(yè)廢物、廢紙張等。參看圖4、圖5，塔式太陽(yáng)能集熱裝置由聚光器陣與集熱器40構(gòu)成，大量的聚光器 36構(gòu)成聚光器陣，將太陽(yáng)能輻射反射到同一個(gè)集熱器40上。通過這種塔式集熱器利用太陽(yáng) 能，可以把工質(zhì)加熱到更高的溫度，可以把空氣加熱到800°C。參看圖1，系統(tǒng)流程為凝結(jié)水由凝汽器6流出，通過凝結(jié)水泵7輸入到串聯(lián)的第 一級(jí)低壓加熱器8、第二級(jí)低壓加熱器9、第三級(jí)低壓加熱器10和第四級(jí)低壓加熱器11，在 其中吸熱升溫升壓，然后進(jìn)入除氧器12除氧，而后通過給水泵13進(jìn)行升壓，升壓后，一部分 給水從給水泵抽頭進(jìn)入生物質(zhì)氣化裝置與拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)構(gòu)成的串聯(lián)輔助系 統(tǒng)吸熱，當(dāng)給水參數(shù)達(dá)到第三級(jí)高壓加熱器16抽汽參數(shù)時(shí)(以此為例進(jìn)行說明，具體實(shí)施 時(shí)也可以是第一級(jí)高壓加熱器14、或第二級(jí)高壓加熱器15)，此部分給水輸入至第三級(jí)高 壓加熱器抽汽管路18，進(jìn)入第三級(jí)高壓加熱器16放出熱量加熱給水，而后通過疏水管路進(jìn)
5入熱力系統(tǒng)；其余給水依次經(jīng)過第一級(jí)高壓加熱器14、第二級(jí)高壓加熱器15、第三級(jí)高壓 加熱器16、燃煤鍋爐1進(jìn)行升溫升壓，當(dāng)給水被加熱成具有一定參數(shù)的高溫高壓蒸汽后，蒸 汽進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸2、中壓缸3、低壓缸4做功，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5發(fā)電。汽輪機(jī)的高壓缸2、中壓缸3和低壓缸4均有抽汽，抽汽分別被引入高壓加熱器、除 氧器和低壓加熱器，抽汽在這些設(shè)備中放熱后，通過疏水管路進(jìn)入熱力系統(tǒng)。第三級(jí)高壓加 熱器16、第二級(jí)高壓加熱器15、第一級(jí)高壓加熱器14和除氧器12之間設(shè)有疏水管路，第四 級(jí)低壓加熱器11、第三級(jí)低壓加熱器10、第二級(jí)低壓加熱器9之間設(shè)有疏水管路，第三級(jí)低 壓加熱器10和第二級(jí)低壓加熱器9之間連接疏水泵，第一級(jí)低壓加熱器8和凝汽器6之間 設(shè)有疏水管路，以回收這些加熱器的疏水及其熱量。疏水管路利用上一級(jí)加熱器中的壓力大于下一級(jí)加熱器中的壓力這一特點(diǎn)，以疏 水逐級(jí)自流的方式將上一級(jí)加熱器的疏水引入下一級(jí)加熱器中，利用溫度和壓力都較高的 上一級(jí)疏水放出的熱量來加熱給水。由于第二級(jí)加熱器中的壓力低于第二級(jí)加熱器出口給水的壓力，故若將疏水水從 第二級(jí)加熱器中輸入給第二級(jí)加熱器給水出口，則必須利用疏水泵對(duì)此股疏水進(jìn)行升壓才 能使疏水順利從第二級(jí)加熱器中流入第二級(jí)加熱器給水出口。生物質(zhì)氣化裝置與拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)構(gòu)成的串聯(lián)輔助系統(tǒng)的流程是從 給水泵13抽頭抽出的一部分給水通過串聯(lián)輔助系統(tǒng)給水入口閥22、生物質(zhì)氣化裝置入口 閥24進(jìn)入生物質(zhì)氣化裝置20中進(jìn)行吸熱(生物質(zhì)氣化裝置中的氣化爐產(chǎn)生高溫燃?xì)?，?溫燃?xì)庠谌紵龘Q熱器中燃燒放出大量熱量，給水進(jìn)入燃燒換熱器中，吸收這部分熱量，使給 水的溫度和壓力升高)，升溫升壓后的給水通過生物質(zhì)氣化裝置出口閥25、拋物面槽式太 陽(yáng)能集熱器場(chǎng)入口閥26進(jìn)入拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)21中進(jìn)一步吸收熱量(通過拋物 面槽式聚光器38將太陽(yáng)能輻射反射到換熱管37上，給水在換熱管37中流動(dòng)，吸收太陽(yáng)能 的輻射熱量使給水溫度和壓力升高)，當(dāng)給水通過上述過程被加熱成具有第三級(jí)高壓加熱 器抽汽參數(shù)的蒸汽時(shí)，蒸汽通過串聯(lián)輔助系統(tǒng)蒸汽出口閥23進(jìn)入第三級(jí)高壓加熱器抽汽 管路18。生物質(zhì)氣化裝置旁路閥28和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)旁路閥29分別并聯(lián)在生 物質(zhì)氣化裝置進(jìn)出口閥24、25和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)進(jìn)出口閥26、27兩側(cè)，起到旁 路生物質(zhì)氣化裝置20和太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)21的作用。塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)的流程是冷空氣經(jīng)過塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)空氣進(jìn) 口閥33進(jìn)入壓氣機(jī)32被壓縮，壓縮空氣通過塔式太陽(yáng)能集熱器入口閥34進(jìn)入塔式太陽(yáng)能 集熱裝置30，吸收太陽(yáng)能輻射熱量升高溫度(聚光器陣將太陽(yáng)能輻射反射到塔式太陽(yáng)能集 熱器上，壓縮空氣進(jìn)入塔式太陽(yáng)能集熱裝置中吸收這部分熱量來提高自身溫度)，具有一定 參數(shù)的高溫空氣經(jīng)過塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥35進(jìn)入生物質(zhì)氣化裝置20，準(zhǔn)確說是生物 質(zhì)氣化裝置中的流化床生物質(zhì)氣化爐，代替冷空氣進(jìn)入氣化爐流化床料，維持氣化環(huán)境溫 度，提高氣化爐氣化效率，減少生物質(zhì)原料的使用量。塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥31并聯(lián)于 塔式太陽(yáng)能集熱器入口閥34和塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥35兩端，可以起到旁路塔式太陽(yáng) 能集熱裝置30的作用。當(dāng)天氣晴好太陽(yáng)能足夠充足時(shí)，打開塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)空氣進(jìn)口閥33、塔 式太陽(yáng)能集熱器入口閥34、塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥35，關(guān)閉塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥31，使冷空氣經(jīng)過壓氣機(jī)32成為壓縮空氣進(jìn)入塔式太陽(yáng)能集熱裝置30中吸收熱量成為熱 空氣，然后進(jìn)入生物質(zhì)氣化裝置20中參與生物質(zhì)氣化過程；關(guān)閉第三級(jí)高壓加熱器抽汽蒸 汽閥19，打開串聯(lián)輔助系統(tǒng)給水入口閥22、生物質(zhì)氣化裝置入口閥24、生物質(zhì)氣化裝置出 口閥25、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)入口閥26、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)出口閥27使給 水依次通過生物質(zhì)氣化裝置20和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)21吸收熱量進(jìn)行升溫升壓。 當(dāng)給水在串聯(lián)輔助系統(tǒng)中吸熱成為具有第三級(jí)高壓加熱器抽汽參數(shù)后，打開串聯(lián)輔助系統(tǒng) 蒸汽出口閥23使蒸汽通過第三級(jí)高壓加熱器抽汽管路18進(jìn)入第三級(jí)高壓加熱器16中進(jìn) 行放熱加熱給水。當(dāng)天氣陰雨太陽(yáng)能不足時(shí)，打開塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)空氣進(jìn)口閥33、塔式太 陽(yáng)能集熱器入口閥34、塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥35，關(guān)閉塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥31，使 冷空氣經(jīng)過壓氣機(jī)32成為壓縮空氣進(jìn)入塔式太陽(yáng)能集熱裝置30中吸收熱量成為熱空氣， 然后進(jìn)入生物質(zhì)氣化裝置20中參與生物質(zhì)氣化過程；減小第三級(jí)高壓加熱器抽汽蒸汽閥 19開度，打開串聯(lián)輔助系統(tǒng)給水入口閥22、生物質(zhì)氣化裝置入口閥24、生物質(zhì)氣化裝置出 口閥25、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)入口閥26、拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)出口閥27使給 水依次通過生物質(zhì)氣化裝置20和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)21吸收熱量進(jìn)行升溫升壓， 當(dāng)給水在串聯(lián)輔助系統(tǒng)中吸熱成為具有第三級(jí)高壓加熱器抽汽參數(shù)后，打開串聯(lián)輔助系統(tǒng) 蒸汽出口閥23使蒸汽通過第三級(jí)高壓加熱器抽汽管路18進(jìn)入第三級(jí)高壓加熱器16中進(jìn) 行放熱加熱給水。當(dāng)夜晚無(wú)太陽(yáng)能可以利用時(shí)，打開塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)空氣進(jìn)口閥33、塔式 太陽(yáng)能集熱器旁路閥31，關(guān)閉塔式太陽(yáng)能集熱器入口閥34、塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥35， 旁路掉塔式太陽(yáng)能集熱裝置30，使冷空氣經(jīng)過壓氣機(jī)32成為壓縮空氣后直接進(jìn)入生物質(zhì) 氣化裝置20中參與生物質(zhì)氣化過程，生物質(zhì)氣化裝置為常溫運(yùn)行工況；減小第三級(jí)高壓加 熱器抽汽蒸汽閥19開度，關(guān)閉拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)入口閥26、拋物面槽式太陽(yáng)能集 熱器場(chǎng)出口閥27，打開串聯(lián)輔助聯(lián)合系統(tǒng)給水入口閥22、生物質(zhì)氣化裝置入口閥24、生物 質(zhì)氣化裝置出口閥25，打開拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)旁路閥29，使給水只通過生物質(zhì)氣 化裝置20吸收熱量，當(dāng)給水被加熱成具有第三級(jí)高壓加熱器抽汽參數(shù)后，打開串聯(lián)輔助系 統(tǒng)蒸汽出口閥23使這部分蒸汽進(jìn)入第三級(jí)高壓加熱器抽汽管路18與第三級(jí)高壓加熱器抽 汽匯合后在第三級(jí)高壓加熱器中釋放能量加熱給水。當(dāng)生物質(zhì)氣化裝置或拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以分別關(guān)閉生物 質(zhì)氣化裝置進(jìn)出口閥24、25，打開生物質(zhì)氣化裝置旁路閥28或關(guān)閉拋物面槽式太陽(yáng)能集熱 器場(chǎng)進(jìn)出口閥26、27，打開拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)旁路閥29，旁路掉生物質(zhì)氣化裝置 20或太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)21，不影響聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)其他設(shè)備的運(yùn)行，保證聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常工作。當(dāng)塔式太陽(yáng)能集熱裝置發(fā)生故障時(shí)，可以通過關(guān)閉塔式太陽(yáng)能集熱器入口閥34 和塔式太陽(yáng)能出口閥35，打開塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥31來實(shí)現(xiàn)旁路掉塔式太陽(yáng)能集熱 裝置30，而不影響其他設(shè)備運(yùn)行，保證混合發(fā)電系統(tǒng)的正常工作。以與某300MW燃煤機(jī)組進(jìn)行聯(lián)合發(fā)電為例，引入生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合 發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合發(fā)電，該串聯(lián)裝置的工質(zhì)入口參數(shù)為173. 7°C，經(jīng)拋物面槽式太陽(yáng)能集 熱器和生物質(zhì)氣化裝置加熱后，替代第三、第二、第一級(jí)高壓加熱器抽汽的出口參數(shù)分別為
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6. 21MPa/388. 4°C、3. 81MPa/321. 5°C、1. 74MPa/432. 5°C，整體循環(huán)效率可提高近 3 7%， CO2減排量可達(dá)50 70X 103t/年，并顯著地降低了發(fā)電煤耗量。
權(quán)利要求
一種生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，它包括燃煤鍋爐發(fā)電系統(tǒng)和串聯(lián)輔助系統(tǒng)，其中，燃煤鍋爐發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)(5)和依次串聯(lián)的凝汽器(6)、凝結(jié)水泵(7)、多級(jí)低壓加熱器、除氧器(12)、給水泵(13)、多級(jí)高壓加熱器、燃煤鍋爐(1)和汽輪機(jī)，其中，凝汽器(6)的入汽口連接汽輪機(jī)排汽，多級(jí)低壓加熱器、除氧器(12)、多級(jí)高壓加熱器均與汽輪機(jī)抽汽連接，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(5)；所述串聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質(zhì)氣化裝置(20)和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)(21)組成，二者串聯(lián)后接于給水泵(13)出口與多級(jí)高壓加熱器之一的抽汽入口之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，構(gòu)成中 還包括塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)，所述塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)由壓氣機(jī)(32)和塔式太 陽(yáng)能集熱裝置(30)組成，所述壓氣機(jī)(32)輸出的壓縮空氣經(jīng)塔式太陽(yáng)能集熱裝置(30)預(yù) 熱后，輸送至生物質(zhì)氣化裝置(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述 生物質(zhì)氣化裝置(20)由生物質(zhì)氣化爐和燃燒換熱器構(gòu)成，生物質(zhì)氣化裝置(20)并聯(lián)有生 物質(zhì)氣化裝置旁路閥(28)，且其入口設(shè)置有生物質(zhì)氣化裝置入口閥(24)，出口設(shè)置有生物 質(zhì)氣化裝置出口閥(25)；所述拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)(21)由多個(gè)拋物面槽式太陽(yáng)能 集熱器(39)串、并聯(lián)連接而成，拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)(21)并聯(lián)有拋物面槽式太陽(yáng)能 集熱器場(chǎng)旁路閥(29)，且其入口設(shè)置有拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)入口閥(26)，出口設(shè)置 有拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)出口閥(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述壓 氣機(jī)(32)入口設(shè)置有塔式太陽(yáng)能空氣預(yù)熱系統(tǒng)空氣入口閥(33)；所述塔式太陽(yáng)能集熱裝 置(30)并聯(lián)有塔式太陽(yáng)能集熱器旁路閥(31)，且其入口設(shè)置有塔式太陽(yáng)能集熱器入口閥 (34)，出口設(shè)置有塔式太陽(yáng)能集熱器出口閥(35)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述汽 輪機(jī)由高壓缸(2)、中壓缸(3)和低壓缸(4)串聯(lián)構(gòu)成，所述高壓加熱器設(shè)置三級(jí)，所述低壓 加熱器設(shè)置四級(jí)，高壓缸(2)為第二級(jí)高壓加熱器(15)和第三級(jí)高壓加熱器(16)提供抽 汽，中壓缸(3)為除氧器(12)和第一級(jí)高壓加熱器(14)提供抽汽，低壓缸(4)為四級(jí)低壓 加熱器提供抽汽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，第三級(jí) 高壓加熱器(16)、第二級(jí)高壓加熱器(15)、第一級(jí)高壓加熱器(14)和除氧器(12)之間設(shè) 有疏水管路，第四級(jí)低壓加熱器(11)、第三級(jí)低壓加熱器(10)、第二級(jí)低壓加熱器(9)之間 設(shè)有疏水管路，第三級(jí)低壓加熱器(10)和第二級(jí)低壓加熱器(9)之間連接疏水泵(17)，第 一級(jí)低壓加熱器(8)和凝汽器(6)之間設(shè)有疏水管路。
全文摘要
一種生物質(zhì)與太陽(yáng)能輔助燃煤的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，它包括燃煤鍋爐發(fā)電系統(tǒng)和串聯(lián)輔助系統(tǒng)，其中，燃煤鍋爐發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)和依次串聯(lián)的凝汽器、凝結(jié)水泵、多級(jí)低壓加熱器、除氧器、給水泵、多級(jí)高壓加熱器、燃煤鍋爐和汽輪機(jī)，其中，凝汽器的入汽口接汽輪機(jī)排汽，多級(jí)低壓加熱器、除氧器、多級(jí)高壓加熱器均與汽輪機(jī)抽汽連接，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；所述串聯(lián)輔助系統(tǒng)由生物質(zhì)氣化裝置和拋物面槽式太陽(yáng)能集熱器場(chǎng)組成，二者串聯(lián)后接于給水泵出口與多級(jí)高壓加熱器之一的抽汽入口之間。本發(fā)明降低了煤耗，優(yōu)化了能源利用結(jié)構(gòu)，在很大程度上解決了傳統(tǒng)燃煤發(fā)電系統(tǒng)高污染的問題，有利于生態(tài)環(huán)保。
文檔編號(hào)F01K11/02GK101906996SQ201010230439
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者葉學(xué)民, 李春曦, 王歡, 祁成, 馬少棟 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)