一种采用氨燃料的联合发电装置系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种采用氨燃料的联合发电装置系统及方法，所述联合发电装置系统包括依次连接的液氨储存装置、第一换热装置、氨气轮发电装置、氨气储存装置和氨气发电装置；所述氨气发电装置与第一换热装置通过烟气输送管道相连；所述联合发电方法利用第一换热装置回收液氨的冷能及烟气的热量，通过氨气轮发电装置和氨气发电装置产生清洁电力，整个发电过程中无碳排放，环境友好，适合大规模推广应用。适合大规模推广应用。适合大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种采用氨燃料的联合发电装置系统及方法


[0001]本专利技术绿色低碳发电涉及
，尤其涉及一种采用氨燃料的联合发电装置系统及方法。

技术介绍

[0002]氨是世界上最基本的化工原料之一，在制冷行业取得广泛应用，具备成熟的工业制备技术及运输体系。氨也是一种零碳清洁能源，被认为是氢能的优良载体，性质稳定安全，价格低廉易于存储运输，以氨为中心的能源系统具有广阔前景。
[0003]CN114655411A公开一种船舶氨燃料混合动力系统及其控制方法、装置及存储介质。控制装置用于根据船舶的工作模式分别控制电力驱动子系统和氨燃料发动子系统的工作状态以及分别控制第一离合器和第二离合器闭合或者断开，控制装置能够使电力驱动子系统和氨燃料发动子系统在不同的船舶工作模式需求下混合驱动船舶驱动装置，以降低船舶动力系统的能耗。控制装置还能使能源清洁子系统的工作状态与氨燃料发动子系统的工作状态保持同步，从而使能源清洁子系统能够及时处理氨燃料发动子系统排出的废气，减少氨燃料发动子系统排出向大气环境排出废气。
[0004]CN113048469A公开了一种基于熔盐储能的磁环增强旋转电弧等离子体实时裂解氨燃料的氨锅炉，包括氨分解箱，氨分解箱包含有等离子体氨裂解器、温度传感器、气压力传感器和氢组分传感器；氨燃料源在与空气源混合燃烧之前，先经过氨分解箱，通过磁环增强旋转电弧等离子体氨裂解器实时对氨燃料源进行裂解，制备氨/氢混合气；等离子体点火器和等离子体助燃器安装在氨锅炉的燃烧室内。通过调节磁环增强旋转电弧等离子体氨裂解器的放电功率可以精确调节氨气/氢气的比例以使得氨/氢混合燃料能够在锅炉燃烧室内稳定地燃烧，在线氨锅炉尾气处理系统利用燃烧系统已有的氨燃料对尾气进行净化处理，以达到排放标准。
[0005]CN110994611A公开了火电厂氨内燃发电机辅助服务系统、方法及碳减排方法，包括：辅助服务控制平台(1)通过控制信号控制氨燃料内燃发电机(4)的功率和发电量满足电网对火电厂辅助服务的要求，氨原料储存供给系统(5)将产生的氨作为原料供给氨燃料内燃发电机(4)进行发电，并将产生的电能通过送变电模块(2)输送至电网；氨燃料内燃发电机(4)发电产生的烟气通过烟气排放连接管路进入火电厂(3)的煤粉锅炉(303)中利用烟气处理设备进行无害化处理。该系统可以有效提高火电厂的调峰、调频、黑启动的辅助服务调节能力，增加火电厂的经济效益的同时实现火电厂的碳减排。
[0006]但上述系统均没有回收液氨的冷能，在一定程度造成了能量的浪费。
[0007]因此，开发一种回收液氨冷能并在系统内回收排放尾气热能，最大程度得到清洁电力的采用氨燃料的联合发电装置系统及方法具有重要意义。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种采用氨燃料的联合发电装置系统及
方法，利用第一换热装置回收液氨的冷能及烟气的热量，通过氨气轮发电装置和氨气发电装置产生清洁电力，整个发电过程中无碳排放，环境友好。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种采用氨燃料的联合发电装置系统，所述联合发电装置系统包括依次连接的液氨储存装置、第一换热装置、氨气轮发电装置、氨气储存装置和氨气发电装置；所述氨气发电装置与第一换热装置通过烟气输送管道相连。
[0011]本专利技术所述的采用氨燃料的联合发电装置系统通过第一换热装置回收利用了氨气发电装置排放的烟气的热量，该热量将液氨加热为气态；气态的氨气进入氨气轮发电装置进行发电；发电后的氨气存储于氨气储存装置，保持氨燃料容量，稳定压力，之后作为氨气发电装置的燃料进行再次发电。本专利技术所述的联合发电装置系统中氨燃料的综合利用效率高，液氨的冷量以及烟气的热量均得到回收利用，通过氨气轮发电装置和氨气发电装置产生清洁电力；而且所述联合发电装置系统用无碳燃料液氨取代了传统的碳基燃料，整个发电过程中无碳排放，环境友好。
[0012]优选地，所述液氨储存装置与第一换热装置之间设置有输送装置。
[0013]优选地，所述氨气发电装置包括氨燃气轮发电装置、氨内燃发电装置或氨燃料电池中的任意一种。
[0014]优选地，当所述氨气发电装置为氨燃气轮发电装置时，氨燃气轮发电装置的一侧设置有第一气体管道。
[0015]优选地，当所述氨燃气轮发电装置中的压缩机的压缩方式为多级中间冷却压缩时，氨燃气轮发电装置经第二气体管道与第二换热装置循环连接。
[0016]优选地，所述第二换热装置分别与液氨储存装置和氨气储存装置相连。
[0017]优选地，所述第一换热装置的一侧设置有烟气排放管道。
[0018]本专利技术所述的联合发电装置系统采用的是无碳燃料液氨，因此排放的烟气中也没有二氧化碳等大气污染物产生，环境友好。
[0019]第二方面，本专利技术还提供一种采用氨燃料的联合发电方法，所述联合发电方法采用第一方面所述的采用氨燃料的联合发电装置系统进行。
[0020]优选地，所述联合发电方法包括如下步骤：
[0021](1)液氨储存装置中的氨水进入第一换热装置，与从氨气发电装置中排出的烟气进行换热，产生第一氨气；
[0022](2)所述第一氨气驱动氨气轮发电装置进行发电，氨气轮发电装置排出第二氨气，所述第二氨气进入氨气储存装置存储；
[0023](3)所述氨气储存装置中的第二氨气与第一气体管道中输送的气体混合，共同进入氨气发电装置，驱动氨气发电装置进行发电，并产生烟气。
[0024]本专利技术所述的采用氨燃料的联合发电方法利用液氨与从氨气发电装置中排出的烟气进行换热，既回收了液氨的冷能，又回收了烟气的热量；通过氨气轮发电装置和氨气发电装置产生清洁电力，氨燃料的综合利用效率高且无碳排放，具有很好的实际应用价值。
[0025]优选地，步骤(1)所述烟气的温度为100℃～600℃，例如可以是100℃、150℃、200℃、300℃、400℃或600℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，所述第一氨气的压力为0.5MPa～12MPa，例如可以是0.5MPa、1MPa、2MPa、5MPa、8MPa或12MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，步骤(3)所述第一气体管道中输送的气体的压力为10kPa～3MPa，例如可以是10kPa、50kPa、80kPa、1MPa、2MPa或3MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，所述气体中氧气的体积百分含量为21％～99.9％，例如可以是21％、30％、40％、50％、80％、90％或99.9％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0029]作为本专利技术优选的技术方案，所述联合发电方法包括如下步骤：
[0030](1)液氨储存装置中的氨水进入第一换热装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用氨燃料的联合发电装置系统，其特征在于，所述联合发电装置系统包括依次连接的液氨储存装置、第一换热装置、氨气轮发电装置、氨气储存装置和氨气发电装置；所述氨气发电装置与第一换热装置通过烟气输送管道相连。2.根据权利要求1所述的联合发电装置系统，其特征在于，所述液氨储存装置与第一换热装置之间设置有输送装置。3.根据权利要求1或2所述的联合发电装置系统，其特征在于，所述氨气发电装置包括氨燃气轮发电装置、氨内燃发电装置或氨燃料电池中的任意一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的联合发电装置系统，其特征在于，当所述氨气发电装置为氨燃气轮发电装置时，氨燃气轮发电装置的一侧设置有第一气体管道；优选地，当所述氨燃气轮发电装置中的压缩机的压缩方式为多级中间冷却压缩时，氨燃气轮发电装置经第二气体管道与第二换热装置循环连接；优选地，所述第二换热装置分别与液氨储存装置和氨气储存装置相连。5.根据权利要求1～4任一项所述的联合发电装置系统，其特征在于，所述第一换热装置的一侧设置有烟气排放管道。6.一种采用氨燃料的联合发电方法，其特征在于，所述联合发电方法采用权利要求1～5任一项所述的采用氨燃料的联合发电装置系统进行。7.根据权利要求6所述的联合发电方法，其特征在于，所述联合发电方法包括如下步骤：(1)液氨储存装置中的氨水进入第一换热装置，与从氨气发电装置中排出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝世超，蒋信，奚有山，白鹏，黄治，王朝龙，龚正，李政，祁文，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：