一种基于电解水制氢的火电厂调峰系统的制作方法

本实用新型涉及电厂调峰技术领域，更具体地说，本实用涉及一种基于电解水制氢的火电厂调峰系统。

背景技术：

由于用电负荷是不均匀的。在用电高峰时，电网往往超负荷。此时需要投入在正常运行以外的发电机组以满足需求。这些发电机组称调峰机组。因为他用于调节用电的高峰，所以称调峰机组。调峰机组的要求是启动和停止方便快捷，并网时的同步调整容易。一般调峰机组有燃气轮机机组和抽水蓄能机组等。

传统的调峰方式需要设有较多的调峰机组，使用调节比较不便，并且对能源有一定的消耗，导致调峰收益较低，传统电站单一能源载体的供应模式竞争力和经济效益较低，并且锅炉在燃烧时需要投油稳燃，污染物排放严重，不能很好的满足使用需要。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种基于电解水制氢的火电厂调峰系统，以电解水制氢系统降低火电厂供电负荷，同时在锅炉投入氢气助燃，有效降低了锅炉的运行负荷，提升锅炉运行灵活性，实现火电厂全年参与电网深度调峰。在电厂获得调峰收益的同时，还可获得高品质外供氢气的收益，且氢气为绿色能源，所以本实用新型的经济及减排效果明显。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于电解水制氢的火电厂调峰系统，包括电解水制氢设备以及区域氢气管道、风道和烟道组成，其特征在于，所述电解水制氢设备连接端设有高压变压器，所述高压变压器的输入端连接有火电厂升站高压母线，所述电解水制氢设备通过氢气管道与氢气储罐连接，所述氢气储罐通过氢气管道与氢气助燃燃烧器连接，所述氢气助燃燃烧器连接端设有燃煤锅炉，所述燃煤锅炉连接有锅炉尾部烟道，所述氢气助燃燃烧器通过烟风道连接有第一风门，所述第一风门连接有烟气空气混合器，所述烟气空气混合器的连接端设有一次风机，所述一次风机的抽风口连接有冷风管路所述烟气空气混合器的连接端还连接有第二风门，所述第二风门连接有烟气再循环风机，所述烟气再循环风机与锅炉尾部烟道相连通。

在一个优选地实施方式中，所述氢气储罐还连接有储罐外接支管外供氢气。

在一个优选地实施方式中，所述氢气储罐与氢气助燃燃烧器之间的氢气管路还接有氢气支路。

在一个优选地实施方式中，所述氢气支路的连接端设有氢气冷却发电机。

在一个优选地实施方式中，所述高压变压器与升压站高压母线输出电流功率相匹配。

在一个优选地实施方式中，所述氢气储罐的容量与电解水制氢设备的产氢量相匹配。

在一个优选地实施方式中，所述电解水制氢设备还连接有外部供水管路。

在一个优选地实施方式中，所述冷风管路与电厂冷一次风道相连接。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过设有电解水制氢设备和氢气储罐，有利于电解水制氢设备产生的氢气经氢气管道输送至氢气储罐，经氢气储罐稳压后送至氢气助燃燃烧器进入燃煤锅炉燃烧，同时，一次风经一次风机及风道进入烟气空气混合器与来自烟气再循环风机抽取的锅炉尾部烟气混合，烟气空气混合物与来自氢气储罐的氢气一同进入氢气助燃燃烧器燃烧，电解水制氢设备消耗火电厂的上网电量，有利于新能源电量的消纳，同时通过氢气助燃，有利于燃煤锅炉降低负荷，提高了火电机组的运行灵活性，实现了电厂调峰阶段煤炭资源的高效清洁综合利用和产品增值，同时生产电力和氢气，利用电解水制氢设备产生的高品质氢气代替燃油，减少锅炉污染物排放，环保效益显著，与现有技术相比解决了传统火电厂调峰系统效益较低的问题；

2、本实用新型通过设有氢气储罐、氢气支路换个储罐外接支路，氢气储罐内的氢气可以通过氢气支路和储罐外接支管同时向氢气冷却发电机提供冷却氢气或提供给外部用户，可根据用户的氢气需求量灵活调节外供氢气量和锅炉助燃氢气量的比例，对于采用氢冷发电机的机组，电解水制氢设备可向其提供冷却用氢气，减少了外购氢气的成本，满足了使用需要。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统流程结构示意图。

附图标记为：1高压变压器、2电解水制氢设备、3氢气储罐、4氢气助燃燃烧器、5燃煤锅炉、6一次风机、7烟气再循环风机、8烟气空气混合器、9第一风门、10锅炉尾部烟道、11第二风门、12冷风管路、13氢气支路、14储罐外接支管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1所示的一种基于电解水制氢的火电厂调峰系统，包括电解水制氢设备2以及区域氢气管道、风道和烟道组成，所述电解水制氢设备2连接端设有高压变压器1，所述高压变压器1的输入端连接有火电厂升压站高压母线，所述电解水制氢设备2通过氢气管道与氢气储罐3连接，所述氢气储罐3通过氢气管道与氢气助燃燃烧器4连接，所述氢气助燃燃烧器4连接端设有燃煤锅炉5，所述燃煤锅炉5连接有锅炉尾部烟道10，所述氢气助燃燃烧器4通过烟风道连接有第一风门9，所述第一风门9连接有烟气空气混合器8，所述烟气空气混合器8的连接端设有一次风机6，所述一次风机6的抽风口连接有冷风管路12所述烟气空气混合器8的连接端还连接有第二风门11，所述第二风门11连接有烟气再循环风机7，所述烟气再循环风机7与锅炉尾部烟道10相连通。

进一步的，在上述技术方案中，所述高压变压器1与升压站高压母线输出电流功率相匹配；

进一步的，在上述技术方案中，所述氢气储罐3的容量与电解水制氢设备2的产氢量相匹配；

进一步的，在上述技术方案中，所述电解水制氢设备2还连接有外部供水管路；

进一步的，在上述技术方案中，所述冷风管路12与电厂冷一次风道相连接。

实施方式具体为：电厂低负荷深度调峰期间，高压变压器1、电解水制氢设备2运行，第一风门9和第二风门11打开，一次风机6运行工作，烟气再循环风机7运行，氢气助燃燃烧器4运行，高压变压器1将火电厂的调峰电力输送至电解水制氢设备2，电解水制氢设备2工作利用高压电制氢产生的氢气经氢气管道输送至氢气储罐3，经氢气储罐3稳压后送至氢气助燃燃烧器4进入燃煤锅炉5燃烧，同时，一次风经一次风机6及风道进入烟气空气混合器8与来自烟气再循环风机7抽取的锅炉尾部烟气混合，烟气空气混合物与来自氢气储罐3的氢气一同进入氢气助燃燃烧器4燃烧，本系统电解水制氢设备2消耗火电厂的上网电量，有利于新能源电量的消纳，在获得全年深度调峰收益，同时通过氢气助燃，有利于燃煤锅炉5降低负荷，提高了火电机组的运行灵活性，进一步加大机组调峰能力，以煤炭为原料，产品为清洁电力和优质氢气产品，实现了电厂调峰阶段煤炭资源的高效清洁综合利用和产品增值，同时生产电力和氢气，改变了传统电站单一能源载体的供应模式，可提高竞争力和经济效益，燃煤锅炉5低负荷运行需要投油稳燃，利用电解水制氢设备2产生的高品质氢气代替燃油，减少锅炉污染物排放，环保效益显著，该实施方式具体解决了传统火电厂调峰系统效益较低的问题。

本实用新型提供了如图1所示的一种基于电解水制氢的火电厂调峰系统，还包括氢气储罐3，所述氢气储罐3还连接有储罐外接支管14外供氢气；

进一步的，在上述技术方案中，所述氢气储罐3与氢气助燃燃烧器4之间的氢气管路还接有氢气支路13；

进一步的，在上述技术方案中，所述氢气支路13的连接端设有氢气冷却发电机；

实施方式具体为：氢气储罐3内的氢气可以通过氢气支路13和储罐外接支管14同时向氢气冷却发电机提供冷却氢气或提供给外部用户，可根据用户的氢气需求量在储罐外接支管14内灵活调节外供氢气量和锅炉助燃氢气量的比例，对于采用氢冷发电机的机组，电解水制氢设备2可通过氢气支路13向其提供冷却用氢气，减少了外购氢气的成本，满足了使用需要。

本实用新型工作原理：

参照说明书附图1，电厂低负荷深度调峰期间，高压变压器1将火电厂的调峰电力输送至电解水制氢设备2，电解水制氢设备2产生的氢气经氢气管道输送至氢气储罐3，经氢气储罐3稳压后送至氢气助燃燃烧器4进入燃煤锅炉5燃烧，同时，一次风经一次风机6及风道进入烟气空气混合器8与来自烟气再循环风机7抽取的锅炉尾部烟气混合，烟气空气混合物与来自氢气储罐3的氢气一同进入氢气助燃燃烧器4燃烧，电解水制氢设备2消耗火电厂的上网电量，有利于新能源电量的消纳，同时通过氢气助燃，有利于燃煤锅炉5降低负荷，提高了火电机组的运行灵活性，实现了煤炭资源的高效清洁综合利用和产品增值，同时生产电力和氢气，可提高竞争力和经济效益，利用电解水制氢设备2产生的高品质氢气代替燃油，减少锅炉污染物排放，环保效益显著，解决了传统火电厂调峰系统效益较低的问题；

进一步的，参照说明书附图1，氢气储罐3内的氢气可以通过氢气支路13和储罐外接支管14同时向氢气冷却发电机提供冷却氢气或提供给外部用户，可根据用户的氢气需求量灵活调节外供氢气量和锅炉助燃氢气量的比例，对于采用氢冷发电机的机组，电解水制氢设备2可向其提供冷却用氢气，减少了外购氢气的成本，满足了使用需要。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。