【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及以氢作为新能源驱动发的新方法，具体涉及一种六兆瓦结构单元全氢新能源驱动发电的方法，属于绿色环保能源与发电交叉学科领域。
技术介绍
1、氢能发电，指利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内燃发动机结构配以发电机，它不需要复杂的蒸汽锅炉系统，因此简单，维修方便，启动迅速，要开即开，欲停即停。在电网低负荷时，还可吸收多余的电来进行电解水，生产氢和氧，以备高峰时发电用。
2、氢是通过电解水的方法或利用其它能源制取的一种不依赖化石燃料的储量丰富的可再生能源，氢和氧还可直接改变常规火力发电机组的运行状况，提高电站的发电能力。例如氢氧燃烧组成磁流体发电，利用液氢冷却发电装置，进而提高机组功率等。它的主要优点有:燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍；燃烧的产物除水和少量氮化氢外不会有其它有害物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境。
3、构建以新能源为主体的新型电力系统，不是一味的追求新增的新能源装机量，而是以电力消纳为衡量，对新能源电力消纳提出更高的要求。在技术、成本、政策等推动下，氢能作为电力介质和纽带成为可能，在高渗透率可再生能源电力系统中扮演着越来越重要的角色。
4、氢元素处于元素周期表的第一位，其原子质量是最小的，早期就有采用氢气制作成热气球，作为运输的工具。此外，开发氢能应用具有的特性有：(1)氢气具有良好的导热性能。在所有气体中，氢气的导热性最好，1个大气压下(0℃)时，氢气的导热系数为0.1289w/(m·k)，比大
5、电解水制氢单位能耗在4-5kwh/nm3，据测算，2030年和2050年季节性储能高峰电量潜力约为0.99万亿kwh和2.14万亿kwh，由此产生的制氢规模将分别达到1800万吨和4000万吨。电解水制氢的成本主要有三部分组成：第一是制氢厂建设、设备费用，第二是日常运营维护工作费用，第三是电费。在这三大成本当中，电价是导致电解水制氢成本高最主要的原因，约占总成本的78％。若利用电网消纳不了的电能进行电解水制氢是一种降低成本的优良途径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种六兆瓦结构单元全氢新能源驱动发电的方法。该方法是用廉价的风电，在碱性催化剂作用下水解制氢，制备得到的氢和氧经干燥、重整提纯得到高纯度的氢和氧分别存储，用于内燃机燃烧发电；水解制氢能耗为1kg氢40-45kw/h、发电耗氢为70g氢kw/h，6mw全年工作需要用氢量为3066吨；燃烧发电后的产物为水，循环全过程实现籃氢，绿色环保。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用入下技术方案：
3、一种六兆瓦结构单元全氢新能源驱动发电的方法，包括如下步骤：
4、步骤一、电解水催化制氢使用设备为500～3000n·m3/h电解制氢槽；向电解制氢槽中注入一定量的经过滤无杂质的清洁水，在注入水的前端加入0.1～0.5％的催化剂，接通电解制氢槽中的电极，调整电压1.23v～360v，电流为0.4a～2×107a不等，阴极得到氢气，阳极得到氧气(如图)；每小时产氢气515m3/h才能满足6兆内燃机工作需求；
5、步骤二、氢、氧的重整提纯，电解得到的氢气和氧气经过一装有干燥剂的二级干燥器，除去气体中混有的水蒸汽，使用的干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能和气体发生反应；干燥气流向：从长管进、小管出，干燥后的气体由大口进、小口出，电解气体进行干燥重整，得到气体纯度达99.5％以上，分别进入氢气和氧气存储装置备用；重整提纯后每小时产高纯度氢气505m3/h才能满足6兆内燃机发电工作需求；
6、步骤三、发电机组以内燃机为基本发电机单元，本专利技术选用1015型260kw～3000kw内燃机为发电机组基本结构单元，采用串联发电输出；本专利技术对内燃机需要进行改装才能满足氢气燃烧的条件，在原有内燃机基础上增加氢气扩散器和燃烧导流装置即可与燃柴油一样工作，使用氢气驱动内燃机比用柴油驱动内燃机功率高，且环保无废气排放。发电时，氢气和氧气分别来自于电解提纯的氢和氧(如图所示)，发电功率达到6兆瓦时，损耗氢气量为45公斤/h(504m3/h)；氢气和氧气混合燃烧后产生的水除了蒸发挥发部分外，其余全部回收再次使用，全过程下来水的损耗量为总用水量的5～15％；
7、步骤四、整流变压本专利技术由内燃机发出的电为直流电，而现使用的通常为交流电，通过大功率整流器整流后，变压成380～5500v交流电后，输送至国家电网。
8、步骤三所述将扩散后的氢气喷至点火器，氢气喷发时，氢气的扩散速率公式为
9、
10、其中，v表示气体扩散速率，单位为ml/min；a表示扩散面积，单位为cm2；d表示气体扩散系数，单位为ml/cm·s·mpa；p1-p2表示气体的压差，单位为mpa；t表示时间，单位为ms；s表示燃烧速率，单位为g/ms。
11、所述电解水催化制氢中催化剂为，过度金属催化剂，包括过度金属及其合金(如ni、co、w、fe构成的合金)，过度金属氧化物(如nio/ni、coo2/co、fe2o3/fe等)，过度金属硫化物(nis、cos、fe2s3)，过度金属磷化物(ni2p、co2p、fe3p)，过度金属氮化物(ni3n2、con、fe6n2)；催化剂用量为0.01～0.5％；
12、所述电解水催化制氢中电解电压(v)、电流(i)与产生氢的关系：1.23v为电解水反应发生理论所需的最小电压，1.48v为电解水制氢反应的热中性电压。那么到底这两个数据的差别在哪呢，1.23v为电解水反应发生理论所需的最小电压，其与液态水的标准生成吉布斯自由能相关。在标准状况下，液态水的的标准生成吉布斯自由能是-237.1kj/mol，反过来电解液态水消耗的能量就是237.1kj/mol。那么电解水的理论电压为：
13、ecell(理论)＝△g/nf＝1.23v
14、热中性电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种六兆瓦结构单元全氢新能源驱动发电的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述方法，其特征在于：步骤三所述将扩散后的氢气喷至点火器，氢气喷发时，氢气的扩散速率公式为
【技术特征摘要】
1.一种六兆瓦结构单元全氢新能源驱动发电的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利...
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