一种可再生能源辅助燃煤的加热器系统技术方案

一种可再生能源辅助燃煤的加热器系统，用于降低发电耗煤量，减少环境污染。其技术方案是：它包括加热器和串联辅助系统，所述串联辅助系统由生物质气化装置与抛物面槽式太阳能集热器场串联组成，其工质出口经串联辅助系统蒸汽出口阀接加热器的蒸汽入口，其工质入口经串联辅助系统疏水入口阀接加热器的疏水出口。本实用新型专利技术将太阳能和生物质能同时引入到传统燃煤电厂加热器系统中，充分利用了多种可再生能源形式，不仅利用了生物质能源丰富的优势，而且调整了能源利用结构，提高了能源利用效率，降低了二氧化碳的排放量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能有效利用生物质能和太阳能提高燃煤发电效率，实现低碳 排放的新型辅助加热器系统，属可再生能源利用

技术介绍
目前，电力行业仍以火力发电为主，火力发电所用燃料主要是煤炭，这种发电方式 煤耗高、能量利用率低、二氧化碳等有害气体排放量大，环境污染严重。随着世界能源政策的调整，发展低碳经济和强化环境保护已成大势所趋。中国政 府决定到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40-45%，并作为约束 性指标纳入“十二五”及其后的国民经济和社会发展中长期规划。而据初步统计，中国火力 发电厂二氧化碳的排放量达到总排放量的近60%之多，因此，开展节能减排已成为火力发 电厂必须面临的一个重大课题和紧迫任务。我国可利用的生物质能源十分丰富，据统计每年可使用的生物质能与总量相当于 5亿吨标准煤，而实际年利用率不足洲，因此开发潜力巨大。另外，太阳能资源也非常丰富， 太阳能发电具有安全可靠、使用寿命长、运行费用少、维护简单、无噪声、无需燃料、无污染 等优点，太阳能利用技术日趋成熟。在各类太阳能集热器中，抛物面槽式太阳能集热器属于 一种中温集热器，它可以将工质加热到400°C，利用这种集热器收集太阳能热量进行发电是 目前唯一实现商业化运营的太阳能热发电方式。有鉴于此，通过整合生物质能和太阳能的低碳排放优势和传统火力发电的技术优 势，将生物质能和太阳能的利用联合引入传统燃煤电厂系统中，势必能有效改善并提高系 统发电的环保性和经济性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可再生能源辅助燃煤的加热器系统，以降低传统 燃煤发电系统的煤耗、减少环境高污染。本技术所述问题是以下述技术方案实现的一种可再生能源辅助燃煤的加热器系统，构成中包括加热器和串联辅助系统，所 述串联辅助系统由生物质气化装置与抛物面槽式太阳能集热器场串联组成，其工质出口经 串联辅助系统蒸汽出口阀接加热器的蒸汽入口，其工质入口经串联辅助系统疏水入口阀接 加热器的疏水出口。上述可再生能源辅助燃煤的加热器系统，构成中还包括塔式太阳能空气预热系 统，所述塔式太阳能空气预热系统由压气机和塔式太阳能集热器组成，所述压气机输出的 压缩空气经塔式太阳能集热器预热后，供生物质气化装置使用。上述可再生能源辅助燃煤的加热器系统，所述生物质气化装置由流化床生物质气 化炉和燃烧换热器构成，其入口设置有生物质气化装置入口阀，出口设置有生物质气化装 置出口阀，生物质气化装置入口阀、生物质气化装置出口阀两端并联有生物质气化装置旁路阀；所述抛物面槽式太阳能集热器场由多个抛物面槽式太阳能集热器串、并联连接而成， 其入口设置有抛物面槽式太阳能集热器场入口阀，出口设置有抛物面槽式太阳能集热器场 出口阀，抛物面槽式太阳能集热器场入口阀、抛物面槽式太阳能集热器场出口阀两端并联 有抛物面槽式太阳能集热器场旁路阀。上述可再生能源辅助燃煤的加热器系统，所述压气机的入口设置有塔式太阳能空 气预热系统空气进口阀；所述塔式太阳能集热器的入口设置有塔式太阳能集热器入口阀， 出口设置有塔式太阳能集热器出口阀；塔式太阳能集热器入口阀、塔式太阳能集热器出口 阀两端并联塔式太阳能集热器旁路阀。本技术在传统燃煤电厂加热器系统的基础上增加了由生物质气化装置与抛 物面槽式太阳能集热器场串联构成的辅助系统，串联辅助系统联合利用生物质能和太阳能 将加热器的部分疏水加热至具有本级加热器汽轮机侧抽汽参数的蒸汽后送回加热器，这些 具有特定参数的蒸汽代替全部或部分汽轮机侧抽汽在加热器中放出热量，加热来自上一级 加热器的给水，从而减少了本级加热器汽轮机侧抽汽量，在维持机组发电量不变的情况下， 使煤耗量明显减少，有效降低了二氧化碳的排放量。塔式太阳能集热器用于加热进入生物质气化装置的冷空气，提高气化炉气化效 率，降低生物质原料的使用量。生物质气化装置、抛物面槽式太阳能集热器场和塔式太阳能 集热器进出口都设有阀门，在设备出现故障时可以起到解裂该装置的作用，以防影响系统 的正常运行。本技术将太阳能和生物质能同时引入到传统燃煤电厂加热器系统中，充分利 用了多种可再生能源形式，不仅利用了生物质能源丰富的优势，而且调整了能源利用结构， 提高了能源利用效率。以下结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术的系统连接图；图2是抛物面槽式太阳能集热器场的结构示意图；图3是抛物面槽式太阳能集热器的结构示意图；图4是塔式太阳能集热装置的工作原理图；图5是塔式太阳能集热装置的结构示意图；图6是流化床生物质气化炉的结构示意图。图中各标号为1、加热器；2、上一级加热器；3、下一级加热器；4、加热器抽汽蒸汽 阀；5、塔式太阳能空气预热系统空气进口阀；6、加热器疏水阀；7、塔式太阳能集热器旁路 阀；8、串联辅助系统疏水入口阀；9、串联辅助系统蒸汽出口阀；10、生物质气化装置；11、抛 物面槽式太阳能集热器场；12、压气机；13、生物质气化装置入口阀；14、生物质气化装置出 口阀；15、抛物面槽式太阳能集热器场入口阀；16、抛物面槽式太阳能集热器场出口阀；17、 塔式太阳能集热器；18、塔式太阳能集热器入口阀；19、塔式太阳能集热器出口阀；20、流化 床床料；21、燃气；22、抛物面槽式太阳能集热器；23、塔式集热器；24、塔式太阳能空气预热 系统聚光器；25、换热管；26、抛物面槽式聚光器；27、料箱；28、风机；29、生物质气化装置旁 路阀；30、抛物面槽式太阳能集热器场旁路阀。具体实施方式参看图1，本技术提供了一种生物质与太阳能辅助燃煤电厂的加热器系统。该 系统由加热器1、串联辅助系统、塔式太阳能空气预热系统以及各种相关管道和阀门组成， 其中串联辅助系统由生物质气化装置10与抛物面槽式太阳能集热器场11串联而成；塔式 太阳能空气预热系统由压气机12和塔式太阳能集热器17串联组成。参看图2、3，抛物面槽式太阳能集热器场11由抛物面槽式太阳能集热器22经 过串、并联连接方式组合而成，抛物面槽式太阳能集热器22由抛物面槽式聚光器沈和换热 管25组成，换热管25中有工质流动，抛物面槽式聚光器沈将太阳能辐射热量反射汇集到 换热管25上，加热其中流动的工质，其最高集热温度可达400°C。本技术所采用的抛物 面槽式太阳能集热器可选用美国Solargenix公司的SGX-I或DS_l，Luz公司的LS_1、LS_2 或 LS-3。生物质气化装置10由生物质气化炉和燃烧换热器构成，生物质气化炉采用流化 床生物质气化炉，其结构如图6所示。生物质气化过程中首先将流化床加热到运行温度，床 料吸收并储存热量，这部分热量可以由部分生物质燃料燃烧获得，鼓入空气将床料流化，将 生物质原料处理后加入到流化床中，与高温床料迅速混合，完成干燥、热解、燃烧及气化过 程，将产生的燃气通入燃烧换热器中进行燃烧放出大量热量，被加热的工质在燃烧换热器 中吸收这部分热量以提高其参数。流化床生物质气化炉可以采用faster Wheeler公司生 产的增压流化床气化炉，操作温度为950-1000°C，或者TPS常压流化床气化炉，操作温度为 850-9000C。所述生物质原料来源于农业废物、林业废物、废纸张等。参看图4、5，塔式太阳能集热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可再生能源辅助燃煤的加热器系统，其特征是，加热器系统构成中包括加热器（１）和串联辅助系统，所述串联辅助系统由生物质气化装置（１０）与抛物面槽式太阳能集热器场（１１）串联组成，其工质出口经串联辅助系统蒸汽出口阀（９）接加热器（１）的蒸汽入口（ａ），其工质入口经串联辅助系统疏水入口阀（８）接加热器的疏水出口（ｂ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春曦，祁成，叶学民，王欢，马少栋，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：实用新型
国别省市：13