一种分布式海上风电制氨系统技术方案

一种分布式海上风电制氨系统，氨气液化存储平台和多个三立柱式平台通过高压电缆连接。三立柱式平台其中一个立柱上固定有风力发电机，其中一个立柱上设置有制氢装置，其中一个立柱上设置有制氨装置，制氢装置将氢气输送给制氨装置，制氨装置将生成的氨气输送至氨气液化模块。氨气液化存储平台甲板设置有液氨储罐，氨气液化模块与液氨储罐连接，氨气液化存储平台左右两舷设置有液氨外输软管，液氨外输软管与运输船连接。本发明专利技术将深远海风力发电与氨气制取生产相结合，利用深远海风电场发出的电能就地制取生产氨气，完全取消海上风电场至陆地电网远距离输电环节，使用船舶运输液氨至陆地用户，可以彻底解决深远海风电场输电成本过高和损耗大的问题。过高和损耗大的问题。过高和损耗大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式海上风电制氨系统


[0001]本专利技术属于船舶设计及建设领域，具体涉及一种分布式海上风电制氨系统。

技术介绍

[0002]风力发电作为一种零碳排放的发电方式，已经在全球范围内广泛采用，是实现“碳达峰、碳中和”目标的一种重要技术路线。海上风电更是摆脱了陆地的各种制约，是未来的主要风力发电行业样态。然而随着十几年的开发，中国近海风电场选址越来越困难，未来的海上风电场必将向深远海开拓发展。虽然深远海风电场的海域资源更广阔、风力资源更丰富，但是也存在着输电成本过高、损耗大的制约，这也是限制深远海风力发电产业发展的重要因素之一，是目前海上风电行业亟待解决的难题。氨气作为重要的化工原料和清洁燃料，拥有广泛的市场需求，并且氨气具有液化温度低和液化压力小的特点，利于海上大容量存储和运输，从而有效降低单位存储和运输成本。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供一种分布式海上风电制氨系统，其所采用的技术方案是：
[0004]一种分布式海上风电制氨系统，有氨气液化存储平台和三立柱式平台，三立柱式平台由三个立柱组成，在其中一个立柱上固定有风力发电机，风力发电机与固定在立柱内部的升压变压器连接，其中一个立柱上设置有制氢装置，其中一个立柱上设置有制氨装置，制氢装置与制氨装置之间连通有氢气管路，制氨装置伸出的氨气管路与氨气液化存储平台上的氨气液化模块相连接。
[0005]氨气液化存储平台通过单点系泊装置固定在海面上，氨气液化存储平台的甲板上设置有电气模块、氨气液化模块、居住区及控制室，氨气液化存储平台甲板下方的货舱内部设置有液氨储罐，在氨气液化存储平台的左右两舷设置有液氨外输软管，通过液氨外输软管与运输船连接。
[0006]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，风力发电机与升压变压器连接，升压变压器伸出有高压电缆与氨气液化存储平台连接。
[0007]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，三个立柱呈三角形分布，每两个立柱之间上下各由一根撑管连接，因此三个立柱与六根撑管组成浮式风电制氨平台的基础承载结构。
[0008]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，制氢装置连接有海水管路，海水管路自由端伸入大海。
[0009]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，高压电缆和氨气管路经过单点系泊装置转接，分别接入电气模块和氨气液化模块。
[0010]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，电气模块和氨气液化模块由模块支墩支撑，位于主甲板上。
[0011]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，氨气液化存储平台两舷外设有护舷碰垫。
[0012]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，多个三立柱式平台与氨气液化存储平台相连接。
[0013]上述一种分布式海上风电制氨系统，更进一步地，居住区及控制室位于机械舱室上方。
[0014]本专利技术具有以下优点：
[0015]1.本专利技术的三立柱式平台上都设置一台风力发电机和与之容量匹配的制氢装置、制氨装置，制氢和制氨可以实现对风力发电机发出电能的就地消纳，风电场不需要设置升压站对每个风力发电机发出电能进行集电和升压输电。
[0016]2.本专利技术的制氢装置和制氨装置采用分布式设置结构，由于氢气和氨气都是易燃易爆的危险气体，制取生产过程存在一定的危险性，制氢装置和制氨装置分布式布置可以有效分散安全风险，如果某个浮式风电制氢平台发生火灾或爆炸事故，可以将不利影响限制在单个平台，不会影响其它浮式风电制氨平台的生产。
[0017]3.本专利技术的分布式海上风电制氨系统可以实现大容量液氨存储和外输，能够有效降低液氨生产和运输成本。
[0018]4.本专利技术的分布式海上风电制氨系统(总功率低，不需额外设置升压站进行集电和升压输电)，实现氨气生产全流程零排放。
[0019]本专利技术的分布式海上风电制氨系统可以实现标准化设计，根据风电场规模灵活并网，避免了制氨系统根据不同风电场规模定制化设计的繁琐。将深远海风力发电与氨气制取生产相结合，利用深远海风电场发出的电能就地制取生产氨气，完全取消海上风电场至陆地电网远距离输电环节，然后使用船舶大容量运输液氨至陆地用户，可以彻底解决深远海风电场输电成本过高和损耗大的问题。
附图说明
[0020]图1为三立柱式平台示意图；
[0021]图2为氨气液化存储平台示意图；
[0022]图3为多个三立柱式平台与氨气液化存储平台联合生产示意图；
[0023]图4为液氨外输作业示意图。
[0024]其中：1
‑
风力发电机、3
‑
立柱、4
‑
撑管、6
‑
升压变压器、7
‑
高压电缆、8
‑
制氢装置、9
‑
海水管路、11
‑
制氨装置、12
‑
氨气管路、20
‑
居住区及控制室、21
‑
机械舱室、23
‑
主甲板、24
‑
单点系泊装置、25
‑
液氨储罐、26
‑
电气模块、27
‑
氨气液化模块、28
‑
液氨外输软管、29
‑
模块支墩、31
‑
护舷碰垫、32
‑
液氨运输船。
具体实施方式
[0025]结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0026]一种分布式海上风电制氨系统，有氨气液化存储平台和三立柱式平台，如图1所示，三立柱式平台由三个立柱组成，三个立柱通过撑管固定连接，形成整体呈三角形的三立柱式平台。在其中一个立柱上固定有风力发电机，风力发电机与固定在立柱内部的升压变
压器通过低压电缆连接，经过升压变压器升压后的高压电能通过高压电缆与电气模块连接，高压电缆经过单点系泊装置转接，与电气模块连接，电气模块变电和配电后将电能输送至船用机电设备和氨气液化模块。
[0027]三个立柱中的一个立柱上设置有制氢装置，三个立柱中的一个立柱上设置有制氨装置，制氢装置与制氨装置之间连通有氢气管路，制氨装置伸出的氨气管路与氨气液化存储平台上的氨气液化模块相连接，氨气管路经过单点系泊装置转接，接入氨气液化模块。
[0028]制氢装置通过海水管路从大海中抽取海水，将海水淡化后再电解水制取氢气，制氢装置将氢气通过氢气管路输送至制氨装置，制氨装置分离空气中的氮气，然后将氢气与氮气合成氨气，氨气通过氨气管路输送至氨气液化模块，通过氨气液化模块将氨气汇集后集中液化后输送至液氨储罐进行存储，液氨储罐位于货舱内部，液氨储罐通过液氨管路与液氨外输软管连接，通过液氨外输软管将液氨输送至液氨运输船，液氨外输软管位于主甲板两舷的中部位置。
[0029]如图2所示，氨气液化存储平台通过单点系泊装置固定在海面上，氨气液化存储平台的甲板上设置有电气模块、氨气液化模块、居住区及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式海上风电制氨系统，其特征在于：有氨气液化存储平台和三立柱式平台，三立柱式平台由三个立柱组成，在其中一个立柱上固定有风力发电机(1)，风力发电机与固定在立柱内部的升压变压器连接，其中一个立柱上设置有制氢装置(8)，其中一个立柱上设置有制氨装置(11)，制氢装置与制氨装置之间连通有氢气管路，制氨装置伸出的氨气管路与氨气液化存储平台上的氨气液化模块相连接；氨气液化存储平台通过单点系泊装置固定在海面上，氨气液化存储平台的甲板上设置有电气模块(26)、氨气液化模块(27)、居住区及控制室(20)，氨气液化存储平台甲板下方的货舱内部设置有液氨储罐(25)，在氨气液化存储平台的左右两舷设置有液氨外输软管(28)，通过液氨外输软管与运输船连接。2.根据权利要求1所述的一种分布式海上风电制氨系统，其特征在于：风力发电机(1)与升压变压器(6)连接，升压变压器(6)伸出有高压电缆(7)与氨气液化存储平台连接。3.根据权利要求1所述的一种分布式海上风电制氨系统，其特征在于：三个立柱(3)呈三角形分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹成业，王飞，冷阿伟，刘刚，杨卓祺，姜军，王忠，
申请(专利权)人：大连船舶重工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：