基于焚烧飞灰再生盐储热的垃圾焚烧电厂电力消纳系统技术方案

本发明专利技术涉及垃圾焚烧及熔盐储热技术，旨在提供一种基于焚烧飞灰再生盐储热的垃圾焚烧电厂电力消纳系统。该系统包括布置在烟道中的烟温稳定器和烟气

【技术实现步骤摘要】
基于焚烧飞灰再生盐储热的垃圾焚烧电厂电力消纳系统


[0001]本专利技术涉及垃圾焚烧及熔盐储热
，特别涉及一种基于焚烧飞灰再生盐储热的垃圾焚烧电厂电力消纳系统。

技术介绍

[0002]双碳背景下，可再生新能源已成为电力新增装机的主体。由于新能源发电量变化波动大，增加了电网的周期性负荷波动。在此背景下，“弃风”、“弃光”的消纳能力成为新能源进一步发展的制约因素，因此各电厂也相应承担着储能调峰和弃电消纳的任务。
[0003]由于垃圾焚烧具有减容性好、无害化程度高以及能量回收等优势，常用于发电，也属于新能源发电技术。但由于垃圾燃烧热值、含水量及垃圾量等特性变化大，焚烧炉存在烟气温度不稳定、难以调控的问题，易导致超发电量浪费及排烟热损失增大。因此，垃圾焚烧发电厂不仅缺乏储能调峰能力，还对电网造成更大的负担。为避免电力浪费，需要提升储能调峰能力减轻电网负担，并贡献新能源发电余量消纳能力。
[0004]在主要储能技术中，抽水蓄能及储热技术对电能的能源转化率高，技术可靠、成本低，适用于电厂的储能调峰。其中，抽水蓄能的寿命长，容量大，储能周期长。但垃圾焚烧电厂通常布置在城市、乡镇周边区域，因此抽水蓄能受自然条件限制，无法在平原地区推广应用且无法适应规模相对较小的垃圾焚烧电厂储能需求。
[0005]以熔盐为代表的储热技术占地规模小，储能密度高，易于与发电系统耦合。但目前常规熔盐材料属硝酸盐体系，高温下易分解，储热品位较低且成本较高。因此主流的熔盐储热系统通常用于光热电站中低温储热场合，并不适应垃圾焚烧炉，且对焚烧炉工作条件无改善效果。
[0006]综上，现有技术存在的各种缺陷，导致不能适应目前垃圾焚烧电厂清洁储能调峰需求，也无法实现焚烧性能优化和再生盐利用。因此，有必要开发一种新的储能系统，该系统基于垃圾焚烧电厂自身特点，能充分利用飞灰再生盐特性实现灵活调峰与电力消纳。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种基于焚烧飞灰再生盐储热的垃圾焚烧电厂电力消纳系统。
[0008]为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：
[0009]提供一种基于焚烧飞灰再生盐储热的垃圾焚烧电厂电力消纳系统，包括设于垃圾焚烧电厂的高温熔盐罐、低温熔盐罐，以及作为换热设备的烟温稳定器、烟气
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熔盐换热器、熔盐
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蒸汽再热器和电加热器；其中，
[0010]烟温稳定器和烟气
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熔盐换热器沿烟气流向依次布置在焚烧炉之后的烟道中，两者均以烟气为外部换热介质、熔盐为内部换热介质；熔盐
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蒸汽再热器的内部换热介质为熔盐，外部换热介质为来自汽轮机抽气口的蒸汽，汽轮机与垃圾焚烧电厂的发电机组相连；所述熔盐为垃圾焚烧飞灰经水洗提盐和蒸发结晶得到的再生盐，其熔点≤550℃，且在1.01
×
105Pa和850℃下的5h质量损失<5％，从而能满足在600～850℃范围内的储热运行要求；
[0011]设于高温熔盐罐顶部的熔盐出口通过管线依次连接熔盐泵、熔盐
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蒸汽再热器和低温熔盐罐顶部的熔盐入口；在低温熔盐罐的底部设有两个熔盐出口，其中一个出口通过管路依次连接熔盐泵、烟气
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熔盐换热器、烟温稳定器和高温熔盐罐底部的熔盐入口，另一个出口通过管路依次连接熔盐泵、电加热器和高温熔盐罐底部的熔盐入口。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述高温熔盐罐和低温熔盐罐的主体是具有密封结构的筒体，在筒体外部包围设置电加热模块。
[0013]作为本专利技术的优选方案，系统中的全部用电设备均通过电缆连接至垃圾焚烧电厂的供电系统，实现自发电供给。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述电加热器还通过电缆连接外部电源，所述外部电源是风力发电设备、光伏发电设备、水力发电设备或公共电网。
[0015]作为本专利技术的优选方案，在烟气
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熔盐换热器中，烟气与熔盐逆流布置；在熔盐
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蒸汽再热器中，熔盐与蒸汽逆流布置；在烟温稳定器中，烟气与熔盐顺流布置；在烟温稳定器的熔盐出入口之间，设有旁通管路。
[0016]本专利技术进一步提供了利用前述系统实现垃圾焚烧电厂再生盐储热和电力消纳的方法，包括：
[0017](1)垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉膛出口烟气依次流经烟温稳定器、烟气
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熔盐换热器，在与两者内部的熔盐换热后进入尾气净化系统；
[0018](2)来自汽轮机抽汽口的蒸汽进入熔盐
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蒸汽再热器，与从高温熔盐罐中抽出的熔盐进行换热，升温后的蒸汽被送回汽轮机放热做功进行发电；降温后的熔盐则被送入低温熔盐罐；
[0019](3)从低温熔盐罐中抽出熔盐，分别送至电加热器和烟气
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熔盐换热器；熔盐在电加热器中被加热，用于消纳电厂或外部供电的电力余量；熔盐在烟气
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熔盐换热器中与烟气逆流换热，用于吸收烟气余热；然后继续被送入烟温稳定器中与烟气顺流换热，用于稳定烟气温度；吸收热量后进一步升温的熔盐被送回高温熔盐罐，用于降低罐内温度分布的不均匀性；
[0020](4)在烟温稳定器中，部分熔盐从出口经旁通管路回流入口，用于调节熔盐流量以稳定烟气温度，使烟气在850℃以上温度区域内的停留时间延长为至少5秒，促进包括二噁英在内的有机物分解。
[0021]作为本专利技术的优选方案，控制高温熔盐罐和低温熔盐罐中的熔盐温度分别为850
±
20℃和600
±
15℃；烟温稳定器的入口处熔盐温度为800
±
10℃，出口处的熔盐温度为850
±
10℃；烟气
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熔盐换热器、熔盐
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蒸汽再热器和电加热器出口处的熔盐温度，分别与对应到达位置的熔盐温度保持一致。
[0022]作为本专利技术的优选方案，烟温稳定器外部换热介质为焚烧炉炉膛出口的烟气，其进口侧温度为950
±
50℃、出口侧温度为850
±
10℃；烟气
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熔盐换热器的外部换热介质为来自烟温稳定器出口的烟气，其进口侧温度为850
±
10℃、出口侧温度为650
±
15℃；电加热器的管壁温度为950
±
50℃；在熔盐
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蒸汽再热器的蒸汽侧，进口处的蒸汽参数为0.6MPa、248℃，出口处的蒸汽参数为3.82MPa、435℃。
[0023]作为本专利技术的优选方案，利用阀门控制进入烟气
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熔盐换热器、熔盐
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蒸汽再热器、
电加热器及烟温稳定器旁通管路的熔盐流量；其中烟气
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熔盐换热器的熔盐流量根据出口侧的熔盐温度调节；熔盐
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蒸汽再热器的熔盐流量根据出口侧的蒸汽温度调节；电加热器的熔盐流量根据出口侧的熔盐温度调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于焚烧飞灰再生盐储热的垃圾焚烧电厂电力消纳系统，其特征在于，包括设于垃圾焚烧电厂的高温熔盐罐、低温熔盐罐，以及作为换热设备的烟温稳定器、烟气
‑
熔盐换热器、熔盐
‑
蒸汽再热器和电加热器；其中，烟温稳定器和烟气
‑
熔盐换热器沿烟气流向依次布置在焚烧炉之后的烟道中，两者均以烟气为外部换热介质、熔盐为内部换热介质；熔盐
‑
蒸汽再热器的内部换热介质为熔盐，外部换热介质为来自汽轮机抽气口的蒸汽，汽轮机与垃圾焚烧电厂的发电机组相连；所述熔盐为垃圾焚烧飞灰经水洗提盐和蒸发结晶得到的再生盐，其熔点≤550℃，且在1.01
×
105Pa和850℃下的5h质量损失<5％，能满足在600～850℃范围内的储热运行要求；设于高温熔盐罐顶部的熔盐出口通过管线依次连接熔盐泵、熔盐
‑
蒸汽再热器和低温熔盐罐顶部的熔盐入口；在低温熔盐罐的底部设有两个熔盐出口，其中一个出口通过管路依次连接熔盐泵、烟气
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熔盐换热器、烟温稳定器和高温熔盐罐底部的熔盐入口，另一个出口通过管路依次连接熔盐泵、电加热器和高温熔盐罐底部的熔盐入口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高温熔盐罐和低温熔盐罐的主体是具有密封结构的筒体，在筒体外部包围设置电加热模块。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，系统中的全部用电设备均通过电缆连接至垃圾焚烧电厂的供电系统，实现自发电供给。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电加热器还通过电缆连接外部电源，所述外部电源是风力发电设备、光伏发电设备、水力发电设备或公共电网。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在烟气
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熔盐换热器中，烟气与熔盐逆流布置；在熔盐
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蒸汽再热器中，熔盐与蒸汽逆流布置；在烟温稳定器中，烟气与熔盐顺流布置；在烟温稳定器的熔盐出入口之间，设有旁通管路。6.利用权利要求1所述系统实现垃圾焚烧电厂电力消纳的方法，其特征在于，包括：(1)垃圾焚烧电厂的焚烧炉炉膛出口烟气依次流经烟温稳定器、烟气
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熔盐换热器，在与两者内部的熔盐换热后进入尾气净化系统；(2)来自汽轮机抽汽口的蒸汽进入熔盐
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蒸汽再热器，与从高温熔盐罐中抽出的熔盐进行换热，升温后的蒸汽被送回汽轮机放热做功进行发电；降温后的熔盐则被送入低温熔盐罐；(3)从低温熔盐罐中抽出熔盐，分别送至电加热器和烟气
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熔盐换热器；熔盐在电加热器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓青，李民杰，陈杰，毛苏宁，余泓，黄群星，李晓东，严建华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：