生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法，生物質(zhì)經(jīng)給料機(jī)械送入氣化爐，同時(shí)從燃煤發(fā)電鍋爐未端的空氣預(yù)熱器來的熱風(fēng)也送入氣化爐，氣化爐產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)換熱設(shè)備換熱，將部分熱量傳給凝結(jié)水帶回燃煤發(fā)電機(jī)組的除氧器；降溫后的高溫燃?xì)馊砸?00～450℃高溫，經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓后送入燃煤發(fā)電鍋爐最上層煤粉火咀至燃燼風(fēng)層區(qū)間的1500-1600℃的高溫區(qū)進(jìn)行燃燒。本發(fā)明提高了生物質(zhì)氣化發(fā)電的綜合效率，減少了汽輪發(fā)電機(jī)組或燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組及輸配電系統(tǒng)的投資與運(yùn)營成本，充分利用現(xiàn)有的高效發(fā)電組件，在保證穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的同時(shí)減降了石化煤的用量。
【專利說明】生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)能綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸桿產(chǎn)量約為7億噸/年，居世界首位。目前，我國秸桿的主要用途是造紙、飼料、農(nóng)村生活能源(作為燃料使用)，還有一部分用來還田造肥，其余的秸桿被廢棄或焚燒。成為“用處不大”但必須處理掉的“廢棄物”，每年夏收和秋冬之際，總有大量的小麥、玉米等秸桿在田間焚燒，產(chǎn)生了大量濃重的煙霧，不僅成為農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的瓶頸問題，甚至成為殃及城鎮(zhèn)環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?，已成為農(nóng)村面源污染的新源頭。
[0003]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一次能源供應(yīng)日益緊張，作為可再生可貯運(yùn)的生物質(zhì)能源受到了重視，但由于其具有密度低、分布廣、含水率波動(dòng)大等特點(diǎn)，導(dǎo)致其收貯運(yùn)成本高，利用效率低，一直不能大規(guī)模利用。
[0004]生物質(zhì)直燃發(fā)電雖取得長足的發(fā)展，但排渣含碳量過高，生物質(zhì)利用率不高，效率偏低。生物質(zhì)固定床氣化發(fā)電的生物質(zhì)氣化效率也難以突破70%的效率，而且，由于上述兩種方式均需要配置發(fā)電量偏小的汽輪發(fā)電機(jī)組或燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，其綜合效率更低，為此，國電長源湖北生物質(zhì)氣化科技有限公司一度試驗(yàn)在超臨界火電鍋爐中將生物質(zhì)粉碎后直接入爐混燒，發(fā)現(xiàn)仍無法解決排渣或飛灰中生物質(zhì)渣碳量過大的問題，且由此產(chǎn)生了對(duì)飛灰大渣綜合利用的負(fù)面影響以及生物質(zhì)本身所含的堿金屬給發(fā)電鍋爐帶來了隱患。 申請(qǐng)人:結(jié)合上述情況轉(zhuǎn)向?qū)で蟾咝饣?，高效利用燃?xì)獾难邪l(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法，提高了生物質(zhì)氣化發(fā)電的綜合效率，而且相對(duì)于當(dāng)前單一的生物質(zhì)發(fā)電廠，減少了汽輪發(fā)電機(jī)組或燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組及輸配電系統(tǒng)的投資與運(yùn)營成本，充分利用現(xiàn)有的高效發(fā)電組件，在保證穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的同時(shí)減降了石化煤的用量。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法，生物質(zhì)經(jīng)給料機(jī)械送入氣化爐，同時(shí)從燃煤發(fā)電鍋爐未端的空氣預(yù)熱器來的熱風(fēng)也送入氣化爐，生物質(zhì)在氣化爐產(chǎn)生高溫燃?xì)?；氣化爐產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)換熱設(shè)備換熱，將熱量傳給凝結(jié)水帶回燃煤發(fā)電鍋爐內(nèi)的除氧器；高溫燃?xì)饨?jīng)過換熱設(shè)備被降溫到400~450°C后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓后送入燃煤發(fā)電鍋爐最上層煤粉火咀至燃燼風(fēng)層區(qū)間的1500-1600°C的高溫區(qū)進(jìn)行燃燒。 [0008]如上所述的生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法，利用燃煤發(fā)電鍋爐未端的空氣預(yù)熱器加熱氣化用空氣，到達(dá)氣化爐時(shí)為300-320°C。
[0009]本發(fā)明將高效能的超臨界發(fā)電機(jī)組與生物質(zhì)的氣化有機(jī)接合，不僅提高了生物質(zhì)氣化發(fā)電的綜合效率，而且相對(duì)于當(dāng)前單一的生物質(zhì)發(fā)電廠，減少了汽輪發(fā)電機(jī)組或燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組及輸配電系統(tǒng)的投資與運(yùn)營成本，充分利用現(xiàn)有的高效發(fā)電組件，在保證穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的同時(shí)減降了石化煤的用量，由此利于國家總體的能源利用規(guī)劃向更合理的方向發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法的流程示意圖。
[0011]圖中:1 一氣化爐，2—換熱設(shè)備，3—引風(fēng)機(jī)，4一燃煤發(fā)電鍋爐，5—空氣預(yù)熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0013]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法采用的裝置有:氣化爐1、換熱設(shè)備2、引風(fēng)機(jī)3、燃煤發(fā)電鍋爐4以及空氣預(yù)熱器5。
[0014]生物質(zhì)經(jīng)給料機(jī)械送入氣化爐1，同時(shí)從燃煤發(fā)電鍋爐4未端的空氣預(yù)熱器5來的熱風(fēng)也送入氣化爐1，生物質(zhì)在氣化爐I內(nèi)進(jìn)行高溫下的空氣氣化后產(chǎn)生高溫燃?xì)?。通過利用燃煤發(fā)電鍋爐4未端的空氣預(yù)熱器5加熱氣化用空氣，到達(dá)氣化爐I時(shí)為300-320°C，有利于充分利用火電廠的煙氣殘熱，可以提高生物質(zhì)含水率的寬范化(即對(duì)生物質(zhì)的含水率范圍放寬)，減少了生物質(zhì)在氣化裝置中的氧化量，使生物質(zhì)更高效率地轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，有利用于生物質(zhì)復(fù)雜的氣化反應(yīng)中高發(fā)熱量的氫能產(chǎn)生。
[0015]氣化爐I產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)換熱設(shè)備2換熱，高溫燃?xì)獾臒崃總鹘o凝結(jié)水帶回燃煤發(fā)電鍋爐4的除氧器，這樣高溫燃?xì)獗唤禍氐?00~450°C后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)3升壓后送入燃煤發(fā)電鍋爐4最上層煤粉火咀至燃燼風(fēng)層區(qū)間的1500-1600°C的高溫區(qū)進(jìn)行燃燒。用鍋爐給水對(duì)氣化爐I產(chǎn)生的高溫燃?xì)膺m當(dāng)吸熱，使燃?xì)饨档胶线m的溫度(400~450°C)，這部分燃?xì)怙@熱以給水吸熱利用，減少了鍋爐用煤量。由于采用高溫輸送入爐方式(即將400~450°C生物質(zhì)氣化燃?xì)馑腿肴济喊l(fā)電鍋爐4內(nèi))，使生物質(zhì)氣化不可避免的焦油副產(chǎn)品完全以氣態(tài)方式進(jìn)入發(fā)電鍋爐內(nèi)可使焦油氣短時(shí)間完全燃燒的高溫區(qū)，提高了生物質(zhì)焦油所攜熱量的利用和燃?xì)獾娘@熱利用，減少了焦油處理設(shè)備，使氣化裝置系統(tǒng)更簡(jiǎn)潔，投資、運(yùn)行、維護(hù)成本降，規(guī)避了因焦油處理帶來的一系列污水、污油、難聞氣體的排放，保證了環(huán)境潔凈，符合環(huán)保要求；另外，除塵后的燃?xì)庵腥杂形⒘窟^細(xì)的飛灰，這些飛灰進(jìn)入高溫區(qū)后能迅速地完全燃燒掉其偏低的可燃碳。
[0016] 本發(fā)明通過特殊的送入位置使燃?xì)庾詭э@熱、自身燃?xì)獬煞莸娜紵l(fā)熱外，還將燃煤發(fā)電鍋爐4內(nèi)的部分煤粉進(jìn)行了助燃，使煤粉機(jī)械不完全燃燒損失下降，也將煤燃燒產(chǎn)生的還原性氣體進(jìn)行了氧化發(fā)熱處理，使煤粉化學(xué)不完全燃燒損失下降，不僅燃?xì)怙@熱及可燃成份供熱減少了煤耗，還提升了煤粉爐的發(fā)電效率，并因符合NOX降低措施，也降低了發(fā)電鍋爐爐膛出口的含NOX量。
[0017]本發(fā)明利用燃煤發(fā)電鍋爐4尾部的空氣預(yù)熱器5加熱空氣作為氣化介質(zhì)，減少了生物質(zhì)氧化量，使產(chǎn)氣可燃成份升高和熱值提高，并因此控制了發(fā)電鍋爐的排煙溫度，提高了發(fā)電鍋爐的效率；另外，當(dāng)前超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組鍋爐，以前后墻對(duì)沖旋流燃燒器布置方式居多，本發(fā)明從發(fā)電鍋爐的非供風(fēng)區(qū)確定適當(dāng)?shù)母叨扰c寬度位置，將高溫(400~450°C)生物質(zhì)氣化燃?xì)馑腿霠t內(nèi)，并配置空氣預(yù)熱器5提供的適量熱風(fēng)，不僅保證了輸入燃?xì)獾脑偃?，并將原鍋爐的煤粉懸浮燃燒加強(qiáng)，使其燃燼度及燃燒產(chǎn)生的CO等還原性氣體得到進(jìn)一步氧化利用，即保證燃?xì)馊霠t不對(duì)煤粉燃燒產(chǎn)生沖擊，相反燃?xì)馊霠t后不僅保證了混合助燃，還發(fā)揮了強(qiáng)化煤粉燃燼的作用。經(jīng)專業(yè)的熱能試驗(yàn)研究院進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)分析確定，這種燃?xì)獾耐ㄈ爰芭滹L(fēng)方式使發(fā)電鍋爐實(shí)際產(chǎn)生的生物質(zhì)替代石化標(biāo)煤量高于理論上限的2:1，本發(fā)明在完成生物質(zhì)本身熱值替代的同時(shí)，通過對(duì)爐內(nèi)煤粉助燃，實(shí)際替代量接近了 1:1的程度。 [0018]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法，其特征在于:生物質(zhì)經(jīng)給料機(jī)械送入氣化爐(1)，同時(shí)從燃煤發(fā)電鍋爐(4)未端的空氣預(yù)熱器(5)來的熱風(fēng)也送入氣化爐(1)，生物質(zhì)在氣化爐(1)內(nèi)進(jìn)行高溫下的空氣氣化后產(chǎn)生高溫燃?xì)?；氣化爐(1)產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)換熱設(shè)備(2)換熱，將高溫燃?xì)獾臒崃總鹘o凝結(jié)水帶回燃煤發(fā)電鍋爐(4)內(nèi)的除氧器；高溫燃?xì)饨?jīng)過換熱設(shè)備(2)被降溫到400~450°C后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(3)升壓后送入燃煤發(fā)電鍋爐(4)最上層煤粉火咀至燃燼風(fēng)層區(qū)間的1500-1600°C的高溫區(qū)進(jìn)行燃燒。
2.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化與燃煤發(fā)電鍋爐的高效組合發(fā)電方法，其特征在于:利用燃煤發(fā)電鍋爐(4)未端的空氣預(yù)熱器(5)加熱氣化用空氣，到達(dá)氣化爐(1)時(shí)為300-320℃
【文檔編號(hào)】F23K5/00GK103881754SQ201410109758
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】何培紅, 沈冶, 閻維平, 黎澤元, 常平, 胡志波, 伍煥婷 申請(qǐng)人:國電長源湖北生物質(zhì)氣化科技有限公司