一种耦合压缩空气储能的煤气发电系统技术方案

本技术公开了一种耦合压缩空气储能的煤气发电系统，包括煤气锅炉和变电站，所述的煤气锅炉通过蒸汽管线分别连接有第一汽轮机和压缩机，所述的第一汽轮机上连接有第一发电机，所述的汽拖压缩机组上依次连接有储换热机构、膨胀机和第二发电机；所述的第一发电机和第二发电机均连接在变电站上；所述的储换热机构上还连接有储气结构。本技术通过设置汽轮发电机组和压缩空气储能系统并联运行，为钢铁厂供电，降低钢铁厂外购电成本，实现了轧钢检修时的放散煤气回收利用和煤气发电机组调峰作用，解决了现有技术中煤气发电机组无法实现消纳掉所有富裕煤气以及无法进行深度调峰的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于发电领域，涉及一种煤气发电系统，具体是一种耦合压缩空气储能的煤气发电系统。

技术介绍

1、目前，钢铁厂70％的煤气用于热风炉、烧结、轧钢加热炉等工序，剩余30％配置高参数煤气发电机组进行消纳。随着越来越多的钢厂配置了光伏、风力发电等绿电，以降低钢铁生产碳排放强度。为全部消纳绿电，钢铁厂已配置的煤气发电机组需兼具调峰功能。目前，现行的煤气发电机组最低稳定负荷为30％，无法参与深度调峰。且目前煤气发电技术经常会出现在轧钢等工序停产的时候煤气仍有大量放散，其原因在于煤气发电机组因汽轮机等设备问题也存在作业时间，无法实现煤气进行全部消纳，造成能源浪费。

2、目前，钢铁厂煤气发电基于日历平衡煤气量进行装机规模选型，装机规模在25mw～150mw之间，参数为中温中压～高效超临界，未配置任何储能系统。

3、1、煤气锅炉的最大蒸发量与汽轮机的vwo参数匹配，无额外裕量；

4、2、煤气发电负荷调节能力范围为30％～110％；

5、目前存在的缺陷：1、在轧钢等工序停用的时候，煤气发电机组不具备超发能力，无法消纳掉所有富裕煤气，造成二次能源浪费；2、钢铁厂引入大量光伏等新能源电力后，为充分消纳新能源，煤气发电需参与深度调峰，目前负荷调节能力为30％～110％，且调峰速度慢，无法满足调峰要求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于，提供一种耦合压缩空气储能的煤气发电系统，解决现有技术中煤气发电机组无法实现消纳掉所有富裕煤气以及无法进行深度调峰的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：

3、一种耦合压缩空气储能的煤气发电系统，包括煤气锅炉和变电站，所述的煤气锅炉通过蒸汽管线分别连接有第一汽轮机和压缩机，所述的第一汽轮机上连接有第一发电机，所述的汽拖压缩机组上依次连接有储换热机构、膨胀机和第二发电机；所述的第一发电机和第二发电机均连接在变电站上；

4、所述的储换热机构上还连接有储气结构。

5、本技术还包括以下技术特征：

6、所述的储换热机构包括相连的高温储热罐和低温储热罐，所述的高温储热罐和低温储热罐之间设置有关断阀。

7、所述的煤气锅炉的最大蒸发量为对应第一汽轮机的最大进汽量的130％。

8、所述的储气结构采用管线钢。

9、所述的膨胀机为空气透平膨胀机。

10、所述的汽拖压缩机组包括第二汽轮机和压缩机，所述的第二汽轮机和压缩机采用联轴器相连。

11、所述的第一汽轮机和第一发电机的轴采用联轴器相连。

12、所述的膨胀机和第二发电机的轴采用联轴器相连。

13、本技术与现有技术相比，有益的技术效果是：

14、本技术通过设置汽轮发电机组和压缩空气储能系统并联运行，当轧钢线检修时，因煤气用户减少，煤气发电机组用放散煤气量增加30％。此时将增加的富氧煤气通过煤气管网接至煤气锅炉，将所产77％的蒸汽接入汽轮发电机组进行带动第一汽轮机满负荷运行；将所产23％的蒸汽接入汽拖压缩机组拖动压缩机进行做功，将煤气化学能最终转换为空气的势能进行储存。当至钢厂用电高峰时，将存储的压缩空气势能通过膨胀机转化为电能，为钢铁厂供电，降低钢铁厂外购电成本；当钢铁厂白天在绿电大量接入时，需煤气发电机组参与深度调峰，此时将煤气锅炉燃烧产生的蒸汽进行分配，一部分接入汽轮发电机组满足其低负荷运行，一部分接入压缩空气储能系统进行能量存储，以便钢厂消纳更多的绿电，优化钢铁企业用电结构。在绿电低负荷时段，煤气锅炉燃烧产生的蒸汽全部接入汽轮发电机组，满足其满负荷运行，同时将存储的压缩空气势能通过膨胀机转化为电能，为钢铁厂供电，降低钢铁厂外购电成本。实现了轧钢检修时的放散煤气回收利用和煤气发电机组调峰作用，解决了现有技术中煤气发电机组无法实现消纳掉所有富裕煤气以及无法进行深度调峰的技术问题。

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【技术保护点】

1.一种耦合压缩空气储能的煤气发电系统，包括煤气锅炉(1)和变电站(2)，其特征在于，所述的煤气锅炉(1)通过蒸汽管线分别连接有第一汽轮机(3)和汽拖压缩机组(4)，所述的第一汽轮机(3)上连接有第一发电机(5)，所述的汽拖压缩机组(4)上依次连接有储换热机构(6)、膨胀机(7)和第二发电机(8)；所述的第一发电机(5)和第二发电机(8)均连接在变电站(2)上；

2.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述煤气锅炉(1)的最大蒸发量为所述的第一汽轮机(3)的最大进汽量的130％。

3.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述的储换热机构(6)包括相连的高温储热罐和低温储热罐，所述的高温储热罐和低温储热罐之间设置有关断阀。

4.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述的储气结构(9)采用管线钢。

5.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述的膨胀机(7)为空气透平膨胀机。

6.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述的汽拖压缩机组(4)包括第二汽轮机和压缩机，所述的第二汽轮机和压缩机采用联轴器相连。

7.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述的第一汽轮机(3)和第一发电机(5)的轴采用联轴器相连。

8.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述的膨胀机(7)和第二发电机(8)的轴采用联轴器相连。

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【技术特征摘要】

1.一种耦合压缩空气储能的煤气发电系统，包括煤气锅炉(1)和变电站(2)，其特征在于，所述的煤气锅炉(1)通过蒸汽管线分别连接有第一汽轮机(3)和汽拖压缩机组(4)，所述的第一汽轮机(3)上连接有第一发电机(5)，所述的汽拖压缩机组(4)上依次连接有储换热机构(6)、膨胀机(7)和第二发电机(8)；所述的第一发电机(5)和第二发电机(8)均连接在变电站(2)上；

2.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述煤气锅炉(1)的最大蒸发量为所述的第一汽轮机(3)的最大进汽量的130％。

3.如权利要求1所述的耦合压缩空气储能的煤气发电系统，其特征在于，所述的储换热机构(6)包括相连的高温储热罐和低温储热罐，所述的高温储热罐和低温储热罐之...

【专利技术属性】
技术研发人员：常刘军，谢永康，王庆伟，李玉红，王咏梅，程德辉，邓继祖，
申请(专利权)人：陕西鼓风机集团有限公司，
类型：新型
国别省市：