本发明专利技术提供了一种生物质气化耦合燃煤发电系统，包括生物质原料模块、飞灰循环模块、废热回收模块和燃煤机组模块，所述生物质原料模块、飞灰循环模块、废热回收模块和燃煤机组模块通过管道依次连接，所述飞灰循环模块采用流化床气化炉、一级飞灰循环装置和二级飞灰循环装置，本发明专利技术的有益效果是：设置两级旋风分离器，将分离下来未反应完全的颗粒全部送回气化炉内继续气化，在降低燃气含尘量的同时有效提高气化效率，实现生物质清洁、高效的利用；废热回收装置采用高压水闭路循环回路，在回收热量的同时避免生物质燃气中焦油冷凝造成换热器沾污堵塞。沾污堵塞。沾污堵塞。
【技术实现步骤摘要】
一种生物质气化耦合燃煤发电系统
[0001]本专利技术涉及生物质发电
，尤其涉及一种生物质气化耦合燃煤发电系统。
技术介绍
[0002]生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。世界生物质发电起源于20世纪70年代，当时，世界性的石油危机爆发后，丹麦开始积极开发清洁的可再生能源，大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来，生物质发电在欧美许多国家开始大力发展。
[0003]生物质作为可再生资源，具有资源产量丰富、地域分布广阔和能量储量稳定的特点。国内外对生物质的利用主要采用直接燃烧、热解等方式，但是由于生物质能量密度相对较低，高水分、高挥发分和高碱金属含量等特点，直接燃烧容易结渣、结焦。而生物质热解过程挥发分的释放主要以焦油形态出来，可以进行焦油深加工制油品，但是生物质热解残渣仍具有较高的热值，能量利用不充分。
[0004]采用生物质和煤掺烧发电，但是由于生物质结渣结焦特性，导致锅炉局部结焦工况出现，影响燃煤机组的出力和正常运行，生物质气化所产生的焦油在温度低于300℃时便从气态变成液态，液态的焦油粘性高，附着在受热面上导致换热面迅速沾污、结焦，影响燃气冷却器的正常运行。由于导热油使用温度的限制，较难控制受热面的温度始终高于300℃，因此已建成的生物质气化耦合燃煤机组均存在高温燃气冷却器焦油冷凝导致换热器严重沾污、结焦等问题。此外，由于生物质流化床气化温度较低，导致燃气中夹带的飞灰含碳量较高，造成系统气化效率较低。
技术实现思路
[0005]为克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种生物质气化耦合燃煤发电系统。
[0006]本专利技术公开一种生物质气化耦合燃煤发电系统，包括生物质原料模块、飞灰循环模块、废热回收模块和燃煤机组模块，所述生物质原料模块、飞灰循环模块、废热回收模块和燃煤机组模块通过管道依次连接，所述飞灰循环模块采用流化床气化炉、一级飞灰循环装置和二级飞灰循环装置，所述流化床气化炉上开设第一回料口和第二回料口，所述一级飞灰循环装置采用一级旋风分离器和回料器，所述二级飞灰循环装置采用二级旋风分离器、冷灰机和飞灰循环装置，设置两级旋风分离器，将分离下来未反应完全的颗粒全部送回气化炉内继续气化，在降低燃气含尘量的同时有效提高气化效率，实现生物质清洁、高效的利用，所述废热回收模块采用高温燃气冷却器、循环装置和稳压罐，通过循环装置及稳压罐，保证低压给水进入循环装置后温度一直维持在270～320℃，可有效防止生物质燃气中的焦油在高温燃气冷却器换热面上析出导致的沾污、结焦问题，确保高温燃气冷却器稳定、可靠运行。
[0007]在此基础上，所述生物质原料模块采用生物质原料仓，用于存储生物质原料，所述生物质原料仓下方的出口连接给料机上方的进口，给料机下方的出口连接所述流化床气化炉的进料口，将生物质原料送入流化床气化炉进行气化。
[0008]在此基础上，所述流化床气化炉的顶部出口连接所述一级旋风分离器，所述一级旋风分离器连接回料器，所述回料器连接所述第一回料口，一级旋风分离器分离下来的颗粒物通过回料器在回料风的作用下以高温热态方式返回流化床气化炉再气化，由于一级旋风分离器的燃气仍含有大量飞灰，这些飞灰含有大量未完全气化的碳，所述一级旋风分离器的顶部出口连接二级旋风分离器，所述二级旋风分离器底部出口连接冷灰机，所述冷灰机通过飞灰循环装置连接所述第二回料口，二级旋风分离器分离下来的颗粒被冷灰机冷却至120～160℃后通过飞灰循环装置以气力输送的方式返回流化气化炉再气化，设置二级旋风分离器将这些飞灰分离下来返回流化床气化炉内继续气化，一方面可以提升整体的碳转化率，另一方面可以降低燃气的含尘量，减缓后续燃气冷却器积灰的风险，产生的灰渣从回流化床汽化炉底部的出口进入冷渣机，通过水将冷渣机中的灰渣冷却。
[0009]在此基础上，所述二级旋风分离器顶部出口连接所述高温燃气冷却器的燃气进口，将燃气进行冷却，所述高温燃气冷却器下方燃气出口连接燃煤机组，将冷却后的燃气输送到燃煤机组进行燃烧。
[0010]在此基础上，所述循环装置包括循环泵和移热换热器，所述高温燃气冷却器、循环泵和移热换热器形成闭路循环，通过闭路循环，使得温度维持，可有效防止生物质燃气中的焦油在高温燃气冷却器换热面上析出导致的沾污、结焦问题，确保高温燃气冷却器稳定、可靠运行。
[0011]在此基础上，所述稳压罐连接在所述高温燃气冷却器和移热换热器之间的管道上，通过稳压罐调节闭路循环的压力。
[0012]在此基础上，所述稳压罐上设置稳压罐进口，高压气体从稳压罐进口进入调节稳压罐的压力，补水支管调节液位，所述补水支管一端通过补水泵连接稳压罐，另一端连接补水总管，为了维持闭路循环回路内的高压水循环量，通过补水泵往稳压罐内补水。
[0013]在此基础上，所述流化床气化炉下方出口连接冷渣机，冷渣机进水口采用低压锅炉给水，冷渣机出水口连接冷灰机进水口，冷灰机出水口连接所述补水总管，采用低压锅炉给水作为燃气降温冷源，燃气降温的同时回收其显热间接用于发电。
[0014]在此基础上，所述移热换热器采用蒸发器或水/水换热器中的一种。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016](1)本专利技术的生物质气化耦合燃煤发电系统，设置两级旋风分离器，将分离下来未反应完全的颗粒全部送回气化炉内继续气化，在降低燃气含尘量的同时有效提高气化效率，实现生物质清洁、高效的利用。
[0017](2)本专利技术的生物质气化耦合燃煤发电系统，采用低压锅炉给水作为燃气降温冷源，燃气降温的同时回收其显热间接用于发电；通过闭路循环及稳压系统，低压给水进入闭路循环系统后温度一直维持在高于300℃，可有效防止生物质燃气中的焦油在高温燃气冷却器换热面上析出导致的沾污、结焦问题，确保高温燃气冷却器稳定、可靠运行；相比于采用导热油作为冷却介质，本专利技术采用的冷却介质更加经济、安全，且不存在导热油降解、腐蚀设备等问题。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例一结构示意图；
[0019]图2是本专利技术实施例二结构示意图。
[0020]图中：1、生物质原料，2、生物质储仓，3、给料机，4、流化床气化炉，5、一级旋风分离器，6、二级旋风分离器，7、冷灰机，8、飞灰循环装置，9、冷渣机，10、渣斗，11、冷渣机进水口，12、冷渣机出水口，13、冷灰机进水口，14、冷灰机出水口，16、流化风机，17、回料器，19、燃气冷却器冷侧进水口，20、燃气冷却器冷侧出水口，21、移热换热器，22、稳压罐，23、燃气燃烧器，24、水冷壁，25、燃气流量计，26、高温燃气冷却器，27、燃煤机组，28、烟气，29、燃煤锅炉底渣，31、稳压罐进口，32、循环泵，33、补水泵，34、移热换热器冷侧进水口，35、补水总管，36、移热换热器冷却出口，37、补水支管，38、燃气增压风机，39、第一回料口，40、第二回料口。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物质气化耦合燃煤发电系统，包括生物质原料模块、飞灰循环模块、废热回收模块和燃煤机组模块，其特征在于：所述生物质原料模块、飞灰循环模块、废热回收模块和燃煤机组模块通过管道依次连接，所述飞灰循环模块采用流化床气化炉(4)、一级飞灰循环装置和二级飞灰循环装置，所述流化床气化炉(4)上开设第一回料口(39)和第二回料口(40)，所述一级飞灰循环装置采用一级旋风分离器(5)和回料器(17)，所述二级飞灰循环装置采用二级旋风分离器(6)、冷灰机(7)和飞灰循环装置(8)，所述废热回收模块采用高温燃气冷却器(26)、循环装置和稳压罐(22)。2.根据权利要求1所述的生物质气化耦合燃煤发电系统，其特征在于：所述流化床气化炉(4)的顶部出口连接所述一级旋风分离器(5)，所述一级旋风分离器(5)连接回料器(17)，所述回料器(17)连接所述第一回料口(39)，所述一级旋风分离器(5)的顶部出口连接二级旋风分离器(6)，所述二级旋风分离器(6)底部出口连接冷灰机(7)，所述冷灰机(7)通过飞灰循环装置(8)连接所述第二回料口(40)。3.根据权利要求1所述的生物质气化耦合燃煤发电系统，其特征在于：所述生物质原料模块采用生物质原料仓(2)，用于存储生物质原料(1)，所述生物质原料仓(2)下方的出口连接给料机(3)上方的进口，给料机(3)下方的出口连接所述流化床气化炉(4)的进...
【专利技术属性】
技术研发人员：池国镇，倪建军，李平，曹佳鸣，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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