一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统，包括：循环流化床锅炉炉膛、旋风分离器、高温料斗、外置换热器、低温料斗、电加热装置和回料装置；所述循环流化床锅炉炉膛内的部分固体物料在炉膛中流态化燃烧后随烟气进入所述旋风分离器，经分离后烟气中夹带的高温固体颗粒落入所述高温料斗中，经后续在所述外置换热器和所述电加热装置中的换热后，再经过所述回料装置最终返回所述循环流化床锅炉炉膛，实现锅炉固体物料的往复循环燃烧和反应。本发明专利技术为热电机组提供了灵活性，提高了电出力调节能力。

An Electric Heating and Storage System for CFB Boiler Used in Cogeneration Unit

The invention provides an electric heating and heat storage system of a circulating fluidized bed boiler for a cogeneration unit, which comprises a furnace of a circulating fluidized bed boiler, a cyclone separator, a high temperature hopper, an external heat exchanger, a low temperature hopper, an electric heating device and a charging device; a part of solid material in the furnace of the circulating fluidized bed boiler enters the cyclone with flue gas after fluidized combustion in the furnace. The separator, after separation, the high temperature solid particles entrained in the flue gas fall into the high temperature hopper. After subsequent heat transfer in the external heat exchanger and the electric heating device, the high temperature solid particles are eventually returned to the furnace of the circulating fluidized bed boiler through the recycling device to realize reciprocating combustion and reaction of the solid materials of the boiler. The invention provides flexibility for thermoelectric generating units and improves the regulation ability of electric output.

【技术实现步骤摘要】
一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统
本专利技术涉及热电联产机组
，具体涉及一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统。
技术介绍
在化石燃料资源紧张，新能源蓬勃发展的背景下，在热电联产机组侧增加电加热储热装置是增大新能源消纳空间，同时满足用户的热负荷需求，并提高热电机组的电出力调节能力，在电力辅助服务市场运行机制下为电厂带来更大经济效益的一个重要可行的途径。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供了一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统。具体地，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统，包括：循环流化床锅炉炉膛、旋风分离器、高温料斗、外置换热器、低温料斗、电加热装置和回料装置；所述循环流化床锅炉炉膛内的部分固体物料在炉膛中流态化燃烧后随烟气进入所述旋风分离器，经分离后烟气中夹带的高温固体颗粒落入所述高温料斗中，经后续在所述外置换热器和所述电加热装置中的换热后，再经过所述回料装置最终返回所述循环流化床锅炉炉膛，实现锅炉固体物料的往复循环燃烧和反应；所述高温料斗与所述旋风分离器连接，用于储存所述旋风分离器分离出的高温固体颗粒；所述低温料斗与所述外置换热器连接，用于储存冷却后的固体颗粒；所述高温料斗和所述低温料斗处的回料装置将部分固体物料按预设需求输送至所述循环流化床锅炉炉膛，用于调节炉温，剩余物料输送至后续换热装置；所述电加热装置与所述低温料斗连接，并通过所述回料装置与所述高温料斗连接，在电负荷低谷时段，热电联产机组所发的电传输到所述电加热装置中，加热低温固体物料，被加热后的高温物料在高温料斗中储存，再通过回料装置返回到循环流化床锅炉炉膛后用于减少锅炉的耗煤量。进一步地，所述外置换热器是由多个舱室构成的非燃烧、细粒子鼓泡流化床，内部布置有蒸发、过热或再热受热面，用于冷却高温颗粒。进一步地，所述回料装置为自动调整型回料阀，能随锅炉负荷变化自动改变回料量。进一步地，所述电加热装置布置在所述循环流化床锅炉炉膛外部。进一步地，所述电加热装置为内装加热管型流动床电加热结构，包括电加热管群，电加热管群插入在流动床内，加热床料所需的热量由插入流动床内的电加热管群供给；所述电加热装置在床料流化状态下通过电加热装置中的空气来使床料升温；所述电加热装置设置于与所述低温料斗和与所述高温料斗相连的回料装置之间，被加热后的流化状态的高温床料输送至所述高温料斗储存。进一步地，所述内装加热管型流动床电加热结构中的电加热管群的传热面积为流动床底部面积的10～15倍。进一步地，所述电加热装置布置在所述循环流化床锅炉炉膛内部。进一步地，所述电加热装置为设置在所述循环流化床锅炉炉膛边壁下部的直立式电加热管群组，加热流态化的床料，在炉膛的不同高度上，固体颗粒沿炉膛边壁下落，形成物料的内循环，其中，固体颗粒在下落的过程中受到设置在所述循环流化床锅炉炉膛边壁上的电加热管群的加热作用。进一步地，所述外置换热器能够将高温物料冷却到500℃左右。进一步地，在电负荷低谷时段，热电联产机组所发的电传输到所述电加热装置中，所述电加热装置加热固体物料，被加热后的固体物料温度为850～950℃，加热后的固体物料返回循环流化床锅炉炉膛时直接参与炉膛燃烧反应。由上述技术方案可知，本专利技术提供的用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统，相比于传统中小型循环流化床锅炉，本专利技术增加了高温料斗、外置换热器、低温料斗、电加热装置以及在高温料斗、低温料斗和电加热装置处的回料装置；锅炉内的部分固体物料在炉膛中流态化燃烧后随烟气进入高温绝热旋风分离器，经分离后烟气中夹带的高温固体颗粒落入高温料斗中，经后续在外置换热器和电加热装置中的换热后，再经过回料装置最终返回炉膛，实现锅炉固体物料的往复循环燃烧和反应。高温料斗与旋风分离器连接，用于储存分离器分离出的高温固体颗粒；低温料斗与外置换热连接，用于储存冷却后的固体颗粒；高温料斗和低温料斗处的回料装置将部分固体物料按需求输送至炉膛，用于调节炉温，剩余物料输送至后续换热装置。所述电加热装置与所述低温料斗连接，并通过所述回料装置与所述高温料斗连接，在电负荷低谷时段，热电联产机组所发的电传输到所述电加热装置中，加热低温固体物料，被加热后的高温物料在高温料斗中储存，再通过回料装置返回到循环流化床锅炉炉膛后用于减少锅炉的耗煤量。本专利技术能够提高热电机组的电出力调节能力，对于背压式供热机组，可以维持热力学第一定律效率为100％，适当降低热力学第二定律效率来有效提升机组的灵活性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统的结构示意图；图2是本专利技术一实施例提供的内装加热管型流动床电加热装置的系统示意图；图3是本专利技术一实施例提供的加热管群设置在锅炉炉膛中的电加热装置的系统示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在可再生能源发展迅速，清洁供暖需求迫切的背景下，在热电联产机组侧安装电加热储热系统能够在满足用户的热需求的前提下，提高热电机组的灵活性，为可再生能源提供消纳空间。本专利技术提供的用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统热力学第一定律效率为100％，虽然一定程度降低了热电联产机组的热功转换效率，但是为热电机组提供了灵活性，提高了电出力调节能力。因此，在北方地区的电力辅助服务市场运行机制下，是有效提升热电联产机组经济效益的一个重要的可行途径。下面将通过具体实施例对本专利技术提供的系统进行详细说明。图1示出了本专利技术一实施例提供的用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术一实施例提供的用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统，包括：循环流化床锅炉炉膛、旋风分离器、高温料斗、外置换热器、低温料斗、电加热装置和回料装置；可见，本实施例提供的用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统，相比于传统中小型循环流化床锅炉，增加了高温料斗、外置换热器、低温料斗、电加热装置以及高温料斗、低温料斗和电加热装置处的回料装置。所述循环流化床锅炉内的固体物料循环，部分固体物料在炉膛中流态化燃烧后随烟气进入高温绝热旋风分离器，经分离后烟气中夹带的高温固体颗粒落入高温料斗中，经后续在外置换热器和电加热装置中的换热后，再经过回料装置最终返回炉膛，实现锅炉固体物料的往复循环燃烧和反应。所述高温料斗，其进口与所述旋风分离器相连，储存分离器分离出的固体颗粒，颗粒温度约为900℃；料斗外壁布置保温材料；料斗出口与回料装置相连，回料装置按照锅炉炉膛温度调节需求，将一部分高温物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统，其特征在于，包括：循环流化床锅炉炉膛、旋风分离器、高温料斗、外置换热器、低温料斗、电加热装置和回料装置；所述循环流化床锅炉炉膛内的部分固体物料在炉膛中流态化燃烧后随烟气进入所述旋风分离器，经分离后烟气中夹带的高温固体颗粒落入所述高温料斗中，经后续在所述外置换热器和所述电加热装置中的换热后，再经过所述回料装置最终返回所述循环流化床锅炉炉膛，实现锅炉固体物料的往复循环燃烧和反应；所述高温料斗与所述旋风分离器连接，用于储存所述旋风分离器分离出的高温固体颗粒；所述低温料斗与所述外置换热器连接，用于储存冷却后的固体颗粒；所述高温料斗和所述低温料斗处的回料装置将部分固体物料按预设需求输送至所述循环流化床锅炉炉膛，用于调节炉温，剩余物料输送至后续换热装置；所述电加热装置与所述低温料斗连接，并通过所述回料装置与高温料斗连接，在电负荷低谷时段，热电联产机组所发的电传输到所述电加热装置中，加热低温固体物料，被加热后的高温物料储存在高温料斗中，通过回料装置返回到循环流化床锅炉炉膛后用于减少锅炉的耗煤量。

【技术特征摘要】
1.一种用于热电联产机组的循环流化床锅炉电加热储热系统，其特征在于，包括：循环流化床锅炉炉膛、旋风分离器、高温料斗、外置换热器、低温料斗、电加热装置和回料装置；所述循环流化床锅炉炉膛内的部分固体物料在炉膛中流态化燃烧后随烟气进入所述旋风分离器，经分离后烟气中夹带的高温固体颗粒落入所述高温料斗中，经后续在所述外置换热器和所述电加热装置中的换热后，再经过所述回料装置最终返回所述循环流化床锅炉炉膛，实现锅炉固体物料的往复循环燃烧和反应；所述高温料斗与所述旋风分离器连接，用于储存所述旋风分离器分离出的高温固体颗粒；所述低温料斗与所述外置换热器连接，用于储存冷却后的固体颗粒；所述高温料斗和所述低温料斗处的回料装置将部分固体物料按预设需求输送至所述循环流化床锅炉炉膛，用于调节炉温，剩余物料输送至后续换热装置；所述电加热装置与所述低温料斗连接，并通过所述回料装置与高温料斗连接，在电负荷低谷时段，热电联产机组所发的电传输到所述电加热装置中，加热低温固体物料，被加热后的高温物料储存在高温料斗中，通过回料装置返回到循环流化床锅炉炉膛后用于减少锅炉的耗煤量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外置换热器是由多个舱室构成的非燃烧、细粒子鼓泡流化床，内部布置有蒸发、过热或再热受热面，用于冷却高温颗粒。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述回料装置为自动调整型回料阀，能随锅炉负荷变化自动改变回料量。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈群，辛永琳，刘一涛，高源，翟铁军，
申请(专利权)人：清华大学，国网辽宁省电力有限公司铁岭供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11