[发明专利]一种燃煤耦合生物质发电工艺及装置

说明书

本发明公开了一种燃煤耦合生物质发电工艺及装置，该工艺使用生物质锅炉替换现有技术中的气化炉，并从燃煤发电除氧器出水中抽取一部分给水加热后送入生物质锅炉中，生物质锅炉产生蒸汽被送到燃煤锅炉的再热器进口，与汽轮机高压缸排出来的蒸汽混合后重新加热，最后被送入汽轮机低压缸发电，而其装置的特点是在生物质锅炉与除氧器之间增加低压给水泵和第二高压加热器的同时，在生物质锅炉出口与燃煤锅炉的第二进口之间增加了蒸汽流量计。本发明的优点是：生物质转化效率高，无有毒有害物质产生，且方便对送入燃煤锅炉的蒸汽流量和热量进行计量。

技术领域：

本发明涉及生物质发电技术领域，具体讲是一种燃煤耦合生物质发电工艺及装置。

背景技术：

传统的生物质发电，是由专门燃烧生物质的锅炉，将水加热成蒸汽，蒸汽冲动汽轮机，将热能转化成机械能，汽轮机带动发电机进行发电。2017年12月4日，国家能源局和环保部联合发布《关于开展燃煤耦合生物质发电技改试点工作的通知》，推动了各单位这项工作的大力开展。目前，已知的燃煤耦合生物质发电工艺及装置，如图1所示，包括生物质供气系统、锅炉给水系统、锅炉风烟系统以及主、再热蒸汽系统。

生物质供气系统的工作原理是，生物质燃料被送入专门的气化炉进行气化燃烧，所谓气化燃烧就是缺氧燃烧，这时生物质会分解成木煤气、木醋酸、木焦油和灰渣碳，产生的木煤气和一部分焦油作为可燃气体被送入燃煤锅炉，通过燃煤锅炉与煤粉一起混合燃烧，产生蒸汽用于发电，从而实现燃煤和生物质的混合发电(又称耦合发电)。

主、再热蒸汽系统的工作流程是，给水经省煤器预热后进入锅炉汽包，经下降管、下联箱至水冷壁进行加热，加热后的汽水混合物进入汽包进行汽水分离。分离出的蒸汽经屏式、对流等过热器加热后成为具有一定压力和温度的过热蒸汽进入汽轮机高压缸。经高压缸各级作功后的高压缸排汽再次进入锅炉，经再热器加热升温后进入汽轮机低压缸作功，最后乏汽至凝汽器冷凝后再次作为给水进入锅炉。

锅炉给水系统的工作流程是：经汽轮机作功后的乏汽至凝汽器，由温度较低的循环水急剧冷却变为水，从而形成真空，冷却后的水经凝结水泵进入各级低压加热器加热后至除氧器，通过除氧器将水中的氧气及其它不凝结气体排出，之后经给水泵进入各级高压加热器加热成为锅炉给水。

锅炉风烟系统的工作流程是，燃料在锅炉中燃烧产生烟气，该烟气经锅炉烟道依次通过各级过、再热器后温度仍然较高。为降低排烟损失就应尽量降低排烟温度，为此在锅炉尾部烟道布置了空气预热器来预热空气。再次冷却的烟气经除尘器除尘后通过烟囱排向大气。

上述已知的燃煤耦合生物质发电工艺及装置目前存在的问题是：

1、气化炉转化效率低，导致整体生物质部分发电效率不高。现有生物质气化炉能源转化效率仅为70％～85％，与大型燃煤发电机组耦合后，整体生物质发电效率也只能达到30％左右。

2、产生大量有毒有害物质难于处理。生物质气化会产生四种物质，即木煤气、木醋酸、木焦油和灰渣碳，只有木煤气和少量木焦油被送入燃煤锅炉用于燃烧发电，灰渣碳综合利用。木醋酸和木焦油含有一百多种复杂有机物，其中几十种都为有毒有害物质，目前难于处理，随意排放的话造成严重环境污染。这也是制约生物质气化技术推广应用的主要难题。

3、生物质燃气送入燃煤锅炉热量难于计量。仅通过燃气流量计测量流量，无法实现在线测量热值，而生物质发电作为可再生能源发电，与光伏、风电一样享受国家可再生能源电价补贴，但气化后燃气热值无法在线监测，导致输入燃煤锅炉热量无法准确测量，也无法准确计算生物质发电部分电量，给享受电价补贴带来困难。另一方面说，也容易造成人为修改数据骗取国家补贴。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种生物质转化效率高，无有毒有害物质产生，且方便对送入燃煤锅炉的蒸汽流量和热量进行计量的燃煤耦合生物质发电工艺及装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种燃煤耦合生物质发电工艺，该工艺包括以下流程：