储能发电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电力系统技术领域，公开了一种储能发电系统，燃料电池具有两种工作模式，分别为发电模式和电解模式，发电模式下通过对可燃废气进行催化重整反应产生的氢气，利用空气中氧气和氢气在燃料电池内发生电化学反应进行发电，并通过储氢装置对残余氢气进行回收，实现对可燃废气进行回收利用；电解模式下在燃料电池内对高温水蒸气进行电解反应产生氢气，通过储氢装置对电解反应产生的氢气及催化重整反应产生的氢气进行存储。催化重整反应产生的氢气进行存储。催化重整反应产生的氢气进行存储。

【技术实现步骤摘要】
储能发电系统


[0001]本技术涉及电力系统
，尤其涉及一种储能发电系统。

技术介绍

[0002]油田矿场大多处于荒凉地带，电力则多依赖于电网，一旦电网断电会直接影响油田矿场的设备正常运转，若是直接采用现有的发电机，则会增大油田矿场的运行成本。
[0003]此外，油田开采和煤矿开采过程中会产生大量的废水，废水处理也会增大油田矿场的运行成本。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提出一种储能发电系统，不仅能够对油田矿场产生的可燃废气进行利用，制备并存储氢气；还能够降低油田矿场用电对电网的依赖性。
[0005]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]储能发电系统，包括燃料电池、废气存储装置、重整换热器、第一换热器、分离冷凝器、储氢装置和水箱，所述燃料电池电连接有双向逆变器，所述燃料电池具有燃料进口和燃料出口；
[0007]所述废气存储装置用于可燃废气，所述废气存储装置通过所述重整换热器的重整低温通道连接于所述燃料进口，所述重整低温通道内设有重整催化剂，所述重整催化剂被配置为能够使所述可燃废气在重整低温通道内发生催化重整反应；
[0008]所述燃料出口通过所述第一换热器的高温通道连接所述分离冷凝器的进口，所述分离冷凝器的气体出口连接有氢气分离过滤器，所述氢气分离过滤器的第一出口连接于所述储氢装置；
[0009]所述水箱通过水泵、所述第一换热器的低温通道连接于所述重整换热器的重整低温通道。
[0010]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，所述分离冷凝器的出水口连接于所述水箱。
[0011]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括第一混合器和第一控制阀，所述第一控制阀为流量调节阀；所述第一换热器的低温通道出口连接于所述第一混合器的进口，所述废气存储装置通过所述第一控制阀连接于所述第一混合器的进口，所述第一混合器的出口连接于所述重整低温通道的进口。
[0012]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括第一风机，所述第一风机通过第二换热器的低温通道连接于所述燃料电池的空气进口，所述燃料电池的空气出口连接于所述第二换热器的高温通道。
[0013]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括第二风机和第二混合器，所述第二风机的转速可调，所述第二风机连接于所述第二混合器的进口，所述第二换热器的低温通道出口连接于所述第二混合器的进口，所述第二混合器的出口连接于所述燃料电池
的空气进口。
[0014]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括燃烧器，所述第二风机通过第二控制阀分别与所述燃烧器的空气入口、所述第二混合器的进口相连，所述第一控制阀的出口通过废气控制阀分别与所述重整低温通道的进口、所述燃烧器的燃料入口相连，所述燃烧器的尾气出口与所述重整换热器的重整高温通道的进口相连；
[0015]所述第二控制阀和所述废气控制阀为流量调节阀。
[0016]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，所述第二换热器的高温通道出口与所述燃烧器的空气入口相连。
[0017]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括第三混合器和第三控制阀，所述第三控制阀为流量调节阀；所述第二风机能够通过所述第三控制阀分别与所述第二控制阀的进口、所述第三混合器的进口相连，所述燃烧器的尾气出口连接于所述第三混合器的进口，所述第三混合器的出口连接于所述重整高温通道的进口。
[0018]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括第三换热器，所述第三换热器的低温通道的两端分别连接于所述第二换热器的低温通道出口和所述第二混合器的进口；
[0019]所述第三换热器的高温通道进口连接于所述燃烧器的尾气出口。
[0020]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括第四混合器、第四换热器、余热回收水箱和高温储水箱；
[0021]所述第三换热器的高温通道出口连接于所述第四混合器的进口，所述重整换热器的高温通道出口连接于所述第四混合器的进口；
[0022]所述第四混合器的出口连接于所述第四换热器的高温通进口，所述余热回收水箱通过所述第四换热器的低温通道连接于所述高温储水箱，所述余热回收水箱和所述高温储水箱之间的连接管路设置有余热回收水泵。
[0023]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，还包括第五混合器，所述第五混合器的出口连接于所述燃烧器的燃料入口，所述第五混合器的一个进口连接于所述废气控制阀的一个出口，所述第五混合器的另一进口连接于所述氢气分离过滤器的第二出口。
[0024]作为上述储能发电系统的一种可选技术方案，所述可燃废气包括油田气、煤田气、焦炉气和煤层气中的至少一种，所述水箱用于存储油田矿场的废水。
[0025]本技术有益效果：本技术提供的储能发电系统，燃料电池具有两种工作模式，分别为发电模式和电解模式，无论发电模式还是电解模式，均由水泵泵送水箱内的水，利用燃料极侧排出的高温气体对水泵泵送的水进行预热形成高温水蒸气，并将高温水蒸气送至重整换热器内后与送至重整换热器内的可燃废气进行催化重整反应，实现对燃料极侧排出的高温气体中的热能进行回收利用，通过催化重整反应实现对可燃废气进行回收利用。
[0026]在发电模式下，通过对可燃废气进行催化重整反应产生的氢气，利用空气中氧气和氢气在燃料电池发生电化学反应进行发电，并通过储氢装置对残余氢气进行回收；在电解模式下，在燃料电池内对高温水蒸气进行电解反应产生氢气，通过储氢装置对电解反应产生的氢气及催化重整反应产生的氢气进行存储。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，还可以根据本技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本技术实施例提供的储能发电系统的原理图。
[0029]图中：
[0030]1、燃料电池；2、废气存储装置；3、第一混合器；4、重整换热器；5、第一换热器；6、分离冷凝器；7、储氢装置；8、水箱；9、氢气分离过滤器；10、水泵；11、第一控制阀；12、第一风机；13、第二换热器；14、第二风机；15、第二混合器；16、第二控制阀；17、燃烧器；18、第三混合器；19、第三控制阀；20、第三换热器；21、第四混合器；22、第四换热器；23、余热回收水箱；24、高温储水箱；25、第五混合器；26、废气控制阀；27、压缩机；28、DC
‑
DC转换器；29、双向逆变器；30、电网；31、余热回收水泵；32、废气过滤器；33、充放电开关。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.储能发电系统，其特征在于，包括燃料电池(1)、废气存储装置(2)、重整换热器(4)、第一换热器(5)、分离冷凝器(6)、储氢装置(7)和水箱(8)，所述燃料电池(1)电连接有双向逆变器(29)，所述燃料电池(1)具有燃料进口和燃料出口；所述废气存储装置(2)用于存储可燃废气，所述废气存储装置(2)通过所述重整换热器(4)的重整低温通道连接于所述燃料进口，所述重整低温通道内设有重整催化剂，所述重整催化剂被配置为能够使所述可燃废气在重整低温通道内发生催化重整反应；所述燃料出口通过所述第一换热器(5)的高温通道连接所述分离冷凝器(6)的进口，所述分离冷凝器(6)的气体出口连接有氢气分离过滤器(9)，所述氢气分离过滤器(9)的第一出口连接于所述储氢装置(7)；所述水箱(8)通过水泵(10)、所述第一换热器(5)的低温通道连接于所述重整换热器(4)的重整低温通道。2.根据权利要求1所述的储能发电系统，其特征在于，所述分离冷凝器(6)的出水口连接于所述水箱(8)。3.根据权利要求1所述的储能发电系统，其特征在于，还包括第一混合器(3)和第一控制阀(11)，所述第一控制阀(11)为流量调节阀；所述第一换热器(5)的低温通道出口连接于所述第一混合器(3)的进口，所述废气存储装置(2)通过所述第一控制阀(11)连接于所述第一混合器(3)的进口，所述第一混合器(3)的出口连接于所述重整低温通道的进口。4.根据权利要求3所述的储能发电系统，其特征在于，还包括第一风机(12)，所述第一风机(12)通过第二换热器(13)的低温通道连接于所述燃料电池(1)的空气进口，所述燃料电池(1)的空气出口连接于所述第二换热器(13)的高温通道。5.根据权利要求4所述的储能发电系统，其特征在于，还包括第二风机(14)和第二混合器(15)，所述第二风机(14)的转速可调，所述第二风机(14)连接于所述第二混合器(15)的进口，所述第二换热器(13)的低温通道出口连接于所述第二混合器(15)的进口，所述第二混合器(15)的出口连接于所述燃料电池(1)的空气进口。6.根据权利要求5所述的储能发电系统，其特征在于，还包括燃烧器(17)，所述第二风机(14)通过第二控制阀(16)分别与所述燃烧器(17)的空气入口、所述第二混合器(15)的进口相连，所述第一控制阀(11)的出口通过废气控制阀(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，沈雪松，朱江，
申请(专利权)人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司，
类型：新型
国别省市：