一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统,涉及内燃机发电技术领域,包括水系统，水系统用以供给过热蒸气；熔融盐储热系统，包括连接的热盐罐和冷盐罐，用以进行热能存储；化学回热系统，包括化学回热器，用以通过过热蒸汽、燃料和热能进行化学回热反应；内燃机发电系统，包括连接的内燃机和发电机，用以通过合成气进行发电化学回热系统与水系统和熔融盐储热系统连接，内燃机发电系统与水系统和化学回热系统连接；本发明专利技术适用于内燃机的发电，能够通过储热和联合化学循环来提升内燃机发电的循环效率。内燃机发电的循环效率。内燃机发电的循环效率。

【技术实现步骤摘要】
一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统


[0001]本专利技术涉及内燃机发电
，具体而言，涉及一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统。

技术介绍

[0002]未来，风电和光伏发电将逐渐成为主力电源，风电和光伏发电具有显著的间歇性和波动性特点，电力系统调频需求持续增加，电力系统需要以更大的幅度、更快的速度和更高的精度，响应风电和光伏的功率波动，保证电力系统的功率平衡，实现可再生能源的大规模利用。随着风电和光伏发电占比持续快速增加，现有的调频电源将无法满足系统的调峰调频需求，电力系统亟待补充新的调峰调频电源。
[0003]燃煤机组单机发电单机规模较大，能够满足大规模调频的需求，但由于调频响应速度低、精度差，且调频时易存在经济型问题，故无法单独提供优质的调频服务。燃气内燃机发电是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机，内燃机对燃料的兼容性较强，可以使用天然气、LNG、合成气等作为一次燃料。内燃机发电是一种较为成熟的发电技术，内燃机发电机组具有调节速度快、调节精度高等特点，启停时间小于1分钟，调频速率可达到60％
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100％额定出力每分钟，远快于煤电、燃气轮机等发电机组，与电化学储能调节性能基本可比。但是，内燃机单机发电单机规模较小，单台容量在几百千瓦到几兆瓦间，远小于现有大型电站的规模，无法单独满足大规模调频的需求，同时，内燃机单循环时效率较低约为45％，联合循环效率略有升高但提升不明显，约为48％，同时调频性能下降。
[0004]因此，内燃机发电系统有待进一步完善。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统，其解决了内燃机发电系统循环效率不佳的问题。
[0006]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统，包括：水系统，水系统用以供给过热蒸气；熔融盐储热系统，包括连接的热盐罐和冷盐罐，用以进行热能存储；化学回热系统，包括化学回热器，用以通过过热蒸汽、燃料和热能进行化学回热反应；内燃机发电系统，包括连接的内燃机和发电机，用以通过合成气进行发电；化学回热系统与水系统和熔融盐储热系统连接，内燃机发电系统与水系统和化学回热系统连接。
[0007]进一步的，水系统包括连接的预热器、饱和器、闪蒸器和过热器，预热器通入有补给水。
[0008]进一步的，化学回热器放入有燃料，且燃料的化学反应通式为：
[0009][0010]其中，m为燃料氢碳比，由燃料品质决定，燃料确定则m即确定；R为水碳比，根据需要设定；a、b为CO、CO2的计量系数。
[0011]进一步的，燃料为甲烷，且甲烷的化学反应式为：
[0012]CH4+H2O＝CO+3H2。
[0014]CH4+2H2O＝CO2+4H2[0015]进一步的，燃料为烷烃，且烷烃的化学反应式为：
[0016]C
n
H
2n+2
+nH2O＝nCO+(2n+1)H2[0017]C
n
H
2n+2
+2nH2O＝nCO2+(3n+1)H2。
[0018]进一步的，燃料为烯烃，且烯烃的化学反应式为：
[0019]C
n
H
2n
+nH2O＝nCO+2nH2。
[0021]C
n
H
2n
+2nH2O＝nCO2+3nH2[0022]进一步的，内燃机与化学回热器连接，且与水系统连接，发电机与现货电力市场连接，用以提供电能量。
[0023]本专利技术的技术方案至少具有如下优点和有益效果：首先，通过水系统的设置，能够利用蒸汽转化反应回收预热，避免燃气轮机排气温度高而导致能量浪费；其次，通过熔融盐储热系统的设置，能够利用低谷电或低估热进行高品质热能存储；再此，通过化学回热系统的设置，能够利用水系统的过热蒸汽、燃料和熔融盐储热系统的热能，进行化学回热反应，进而产生合成气；最后，通过内燃机发电系统的设置，能够利用合成气进行发电，以此提供电能量和调峰调频服务，同时发电过程产生的余热注入水系统进行回收利用，进而提升了内燃机发电系统的循环效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例提供的储热联合化学回热循环的合成气反应平衡常数与温度关系图。
[0026]图2本专利技术实施例提供的储热联合化学回热循环的内燃机发电系统的结构示意图。
[0027]图标：1
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水系统，2
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熔融盐储热系统，3
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化学回热系统，4
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内燃机发电系统，11
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预热器，12
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饱和器，13
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闪蒸器，14
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过热器，21
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热盐罐，22
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冷盐罐，31
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化学回热器，41
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内燃机，42
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发电机。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例
中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0029]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例
[0031]本实施例提供了一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统，包括：水系统1，水系统1用以供给过热蒸气；熔融盐储热系统2，包括连接的热盐罐21和冷盐罐22，用以进行热能存储；化学回热系统3，包括化学回热器31，用以通过过热蒸汽、燃料和热能进行化学回热反应；内燃机发电系统4，包括连接的内燃机41和发电机42，用以通过合成气进行发电；化学回热系统3与水系统1和熔融盐储热系统2连接，内燃机发电系统4与水系统1和化学回热系统3连接。
[0032]值得一提的是，首先，通过水系统1的设置，能够利用蒸汽转化反应回收预热，避免燃气轮机排气温度高而导致能量浪费；其次，通过熔融盐储热系统2的设置，能够利用低谷电或低估热进行高品质热能存储；再此，通过化学回热系统3的设置，能够利用水系统1的过热蒸汽、燃料和熔融盐储热系统2的热能，进行化学回热反应，进而产生合成气；最后，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储热联合化学回热循环的内燃机发电系统，其特征在于，包括：水系统(1)，所述水系统(1)用以供给过热蒸气；熔融盐储热系统(2)，包括连接的热盐罐(21)和冷盐罐(22)，用以进行热能存储；化学回热系统(3)，包括化学回热器(31)，用以通过所述过热蒸汽、燃料和所述热能进行化学回热反应；内燃机发电系统(4)，包括连接的内燃机(41)和发电机(42)，用以通过合成气进行发电；所述化学回热系统(3)与所述水系统(1)和所述熔融盐储热系统(2)连接，所述内燃机发电系统(4)与所述水系统(1)和所述化学回热系统(3)连接。2.如权利要求1中所述的储热联合化学回热循环的内燃机发电系统，其特征在于，所述水系统(1)包括连接的预热器(11)、饱和器(12)、闪蒸器(13)和过热器(14)，所述预热器(11)通入有补给水。3.如权利要求2中所述的储热联合化学回热循环的内燃机发电系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：周民，陈钢，陆利烨，王建建，王晓东，
申请(专利权)人：华能太仓发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：