一种全负荷调峰燃煤发电系统的制作方法

本发明属于燃煤发电系统领域，具体地涉及一种全负荷调峰燃煤发电系统。

背景技术：

1、目前，燃煤发电机组参与电力系统深度调峰和消纳可再生能源的需求日益突出。

2、燃煤发电机组的调峰能力主要受制于锅炉最低稳燃能力，目前大型燃煤发电机组锅炉最低稳燃负荷一般为额定负荷的30％～50％，通过技术升级和改造，锅炉最低稳燃负荷可降低至额定负荷的20％～30％。机组负荷继续下探，则面临锅炉燃烧不稳定、熄火、水动力及受热面不安全等一系列技术风险。因此，通过燃煤发电机组本身的技术升级实现深度、甚至是全负荷调峰，难度极大。

3、因此，现有燃煤发电系统存在的缺陷在于燃煤发电系统本身的技术升级较难实现全负荷调峰，且现有燃煤发电系统与电解水制氢系统往往相互独立。

技术实现思路

1、本发明提供一种全负荷调峰燃煤发电系统，通过燃煤发电系统合理匹配电解水制氢系统规模，以降低燃煤发电机组供电负荷，提升燃煤发电机组运行灵活性，实现燃煤发电机组全负荷调峰功能，同时还可向厂外提供高品质氢气和氧气。

2、本发明所采用的技术手段如下所述：

3、一种全负荷调峰燃煤发电系统，包括燃煤发电系统和电解水制氢系统，其中，该燃煤发电系统包括燃煤锅炉、与燃煤锅炉相连的汽轮机、与汽轮机相连的发电机、以及与发电机相连的升压站；该电解水制氢系统包括电解水系统、与电解水系统相连的氢纯化系统和氧纯化系统、以及分别与氢纯化系统和氧纯化系统相连的储氢系统和储氧系统；以及，该升压站与该电解水系统电连接。

4、作为优选，该电解水系统包括电解槽、电源系统、补水系统，该电解槽分别与电源系统的输出端和补水系统的输出端连接，且该电源系统的输入端与升压站的输出端相连。

5、作为优选，该电源系统包括变压器、整流器，该变压器的输入端与升压站的输出端相连，该变压器的输出端与整流器的输入端相连，该整流器的输出端与电解槽相连。

6、作为优选，该补水系统包括水箱、补水泵，该水箱内储存有从燃煤发电系统接入的除盐水，该补水泵的输入端与该水箱相连，该补水泵的输出端与电解槽相连。

7、作为优选，该氢纯化系统包括氢气洗涤器、氢气冷却器、氢气水分离器，该氢气洗涤器的输入端与电解槽的氢气输出端相连，该氢气洗涤器的输出端与该氢气冷却器的输入端相连，该氢气冷却器的输出端与该氢气水分离器的输入端相连。

8、作为优选，该储氢系统包括氢气缓冲罐、氢气压缩机、氢气储存罐、氢气分配器，该氢气缓冲罐的输入端与氢气冷却器的输出端相连，该氢气缓冲罐的输出端与该氢气压缩机的输入端相连，该氢气压缩机的输出端与该氢气储存罐的输入端相连，以及该氢气储存罐的输出端与该氢气分配器的输入端相连，该氢气分配器的输出端与一输氢系统和厂内氢用户相连。

9、作为优选，该氢气分配器的输出端与输氢系统和厂内该发电机相连，以及该输氢系统包括设置在该储氢分配器和厂外氢用户之间的输氢管道和运氢拖车。

10、作为优选，该氧纯化系统包括氧气洗涤器、氧气冷却器、氧气水分离器，该氧气洗涤器的输入端与该电解槽的氧气输出端相连，该氧气洗涤器的输出端与该氧气冷却器的输入端相连，该氧气冷却器的输出端与该氧气水分离器的输入端相连。

11、作为优选，该储氧系统包括氧气储存罐、氧气调压装置，该氧气储存罐的输入端与该氧气水分离器的输出端相连，该氧气储存罐的输出端与该氧气调压装置的输入端相连，该氧气调压装置的输出端与厂内氧用户和厂外氧用户相连。

12、作为优选，该燃煤锅炉设置有富氧燃烧器和氧气加热器，该氧气调压装置的输出端通过该氧气加热器与该富氧燃烧器相连。

13、与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

14、1、本方案通过燃煤发电系统通过匹配合适的电解水系统规模，使燃煤发电系统实现深度调峰、甚至全负荷调峰的功能，更有利于电网消纳新能源。

15、2、本方案电厂通过电解水制氢系统生产氢气，纯度高、绿色环保，可为电厂周边城市、化工厂提供可靠、优质的氢气。

16、3、本方案电解水产生的副产物氧气送入燃煤锅炉实现锅炉的富氧燃烧，可一定程度地稳定燃烧、提高锅炉效率，减少碳排放。

技术特征：

1.一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，包括燃煤发电系统(1)和电解水制氢系统(2)，其中，该燃煤发电系统(1)包括燃煤锅炉(11)、与燃煤锅炉(11)相连的汽轮机(12)、与汽轮机(12)相连的发电机(13)、以及与发电机(13)相连的升压站(14)；该电解水制氢系统(2)包括电解水系统(21)、与电解水系统(21)相连的氢纯化系统(22)和氧纯化系统(25)、以及分别与氢纯化系统(22)和氧纯化系统(25)相连的储氢系统(23)和储氧系统(26)；以及，该升压站(14)与该电解水系统(21)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该电解水系统(21)包括电解槽(21a)、电源系统(21b)、补水系统(21c)，该电解槽(21a)分别与电源系统(21b)的输出端和补水系统(21c)的输出端连接，且该电源系统(21b)的输入端与升压站(14)的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该电源系统(21b)包括变压器(21b-1)、整流器(21b-2)，该变压器(21b-1)的输入端与升压站(14)的输出端相连，该变压器(21b-1)的输出端与整流器(21b-2)的输入端相连，该整流器(21b-2)的输出端与电解槽(21a)相连。

4.根据权利要求2所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该补水系统(21c)包括水箱(21c-1)、补水泵(21c-2)，该水箱(21c-1)内储存有从燃煤发电系统(1)接入的除盐水，该补水泵(21c-2)的输入端与该水箱(21c-1)相连，该补水泵(21c-2)的输出端与电解槽(21a)相连。

5.根据权利要求2所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该氢纯化系统(22)包括氢气洗涤器(22a)、氢气冷却器(22b)、氢气水分离器(22c)，该氢气洗涤器(22a)的输入端与电解槽(21a)的氢气输出端相连，该氢气洗涤器(22a)的输出端与该氢气冷却器(22b)的输入端相连，该氢气冷却器(22b)的输出端与该氢气水分离器(22c)的输入端相连。

6.根据权利要求5所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该储氢系统(23)包括氢气缓冲罐(23a)、氢气压缩机(23b)、氢气储存罐(23c)、氢气分配器(23d)，该氢气缓冲罐(23a)的输入端与氢气冷却器(22b)的输出端相连，该氢气缓冲罐(23a)的输出端与该氢气压缩机(23b)的输入端相连，该氢气压缩机(23b)的输出端与该氢气储存罐(23c)的输入端相连，以及该氢气储存罐(23c)的输出端与该氢气分配器(23d)的输入端相连，该氢气分配器(23d)的输出端与一输氢系统(24)和厂内氢用户相连。

7.根据权利要求6所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该氢气分配器(23d)的输出端与输氢系统(24)和厂内该发电机(13)相连，以及该输氢系统(24)包括设置在该储氢分配器和厂外氢用户之间的输氢管道(24a)和运氢拖车(24c)。

8.根据权利要求2所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该氧纯化系统(25)包括氧气洗涤器(25a)、氧气冷却器(25b)、氧气水分离器(25c)，该氧气洗涤器(25a)的输入端与该电解槽(21a)的氧气输出端相连，该氧气洗涤器(25a)的输出端与该氧气冷却器(25b)的输入端相连，该氧气冷却器(25b)的输出端与该氧气水分离器(25c)的输入端相连。

9.根据权利要求8所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该储氧系统(26)包括氧气储存罐(26a)、氧气调压装置(26b)，该氧气储存罐(26a)的输入端与该氧气水分离器(25c)的输出端相连，该氧气储存罐(26a)的输出端与该氧气调压装置(26b)的输入端相连，该氧气调压装置(26b)的输出端与厂内氧用户和厂外氧用户相连。

10.根据权利要求9所述的一种全负荷调峰燃煤发电系统，其特征在于，该燃煤锅炉(11)设置有富氧燃烧器(11a)和氧气加热器(11b)，该氧气调压装置(26b)的输出端通过该氧气加热器(11b)与该富氧燃烧器(11a)相连。

技术总结
本发明涉及一种全负荷调峰燃煤发电系统，包括燃煤发电系统和电解水制氢系统，其中，该燃煤发电系统包括燃煤锅炉、汽轮机、发电机、升压站；该电解水制氢系统包括电解水系统、氢纯化系统、氧纯化系统、储氢系统、储氧系统；以及，该升压站与该电解水系统电连接。本方案通过燃煤发电系统匹配电解水制氢系统规模，以降低燃煤发电机组供电负荷，提升燃煤发电机组运行灵活性，实现燃煤发电机组全负荷调峰功能，同时还可向电厂周边城市、化工厂提供可靠、优质的氢气；此外，电解水制氢产生的副产物氧气可送入燃煤锅炉实现锅炉的富氧燃烧，可一定程度地稳定燃烧、提高锅炉效率，减少碳排放。

技术研发人员：王巍,聂会建,徐梓原,彭红文,李少华,侯全辉,张清宇
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14