[发明专利]燃煤电站锅炉炉烟输送生物质直燃耦合发电系统及方法

说明书

本发明公开了一种燃煤电站锅炉炉烟输送生物质直燃耦合发电系统及方法，生物质储料仓的出口与第一皮带输送机的入口相连通，第一皮带输送机的出口与第一破碎机的入口相连通，第一破碎机的出口与第二皮带输送机的入口相连通，第二皮带输送机的出口与第二破碎机的入口相连通，第二破碎机的出口与生物质粉仓的入口相连通，生物质粉仓的出口与给料机的入口相连通；空气预热器的出口及转向室的抽炉烟口与炉烟风机的入口相连，给料机的出口及炉烟风机的出口与混合干燥管道的一端，混合干燥管道的另一端与炉膛上的各生物质燃烧器相连通，该系统及方法能够实现燃煤与生物质的高效耦合发电，同时降低磨损，保证系统安全稳定运行。

技术领域

本发明属于火力发电厂生物质耦合发电领域，涉及一种燃煤电站锅炉炉烟输送生物质直燃耦合发电系统及方法。

背景技术

生物质能是一种储量巨大、分布广泛、优质清洁的可再生能源，妥善利用生物质能将对CO₂减排产生巨大作用。

我国生物质发电起源于2005～2006年，其技术参照和引进了以丹麦为代表的小型炉排炉生物质发电技术以及以芬兰为代表的小型流化床生物质发电技术。这种小型固体废弃物处理模式的实质是新建小型直燃锅炉发电机组，收集和处理电厂周边小直径范围的农林废弃物，对燃料进行低程度的破碎、打包、预处理后直接入炉燃烧发电或供热供汽。其主要优点是对燃料预处理的要求低；其缺点是小型机组效率极低(供电效率一般低于22～26％)、单位建设成本很高、运行维护成本及人工成本高。

与新建小型生物质直燃锅炉发电机组相比，大型火力发电厂的生物质耦合发电具有显著的建设投资成本低、运行维护成本低、生物质原料发电效率高(供电效率一般高于40％)等优点。

生物质耦合发电主要有间接耦合、并联耦合、直燃耦合三种。

其中，间接耦合是指生物质原料首先经过气化炉气化产生可燃气体，然后经过燃气余热回收进行燃气温度控制后，将可燃气体送入燃煤锅炉内共同燃烧。生物质气化技术因气化效率低、焦油含量高、气化炉结焦等问题，关键技术的研究还需进一步提高和完善，且气化炉成本较高。

并联混燃是指专门配置一套完全独立的生物质锅炉，将生物质和煤燃烧后的蒸汽混合后进入汽轮机发电，相当于建立煤粉炉与生物质锅炉的母管制锅炉机组。该方式能利用多种生物质燃料，特别适用于高碱金属和氯化物的生物质，燃烧后的生物质灰和煤灰互相分离，有利于生物质灰的资源化利用，但存在蒸汽参数匹配、代价过于高昂等问题。

直燃耦合是指只改变生物质燃料的物理形态，对生物质进行粉碎后，与燃煤在同一锅炉内混合燃烧发电，是一种系统结构简单、成本低、效率高的生物质直燃耦合发电技术路线，也是生物质耦合发电的主要方式。

目前生物质直燃耦合发电在国内应用较少。有些厂采用磨煤机耦合方案，即将生物质成型燃料与煤送入同一磨煤机制粉，生物质成型燃料在给煤机上游与煤预混，在磨煤机中与煤共同制粉后由原送粉管道送至对应的煤粉燃烧器。该技术对电厂设备的改动极小甚至可以不做任何改动，但生物质耦合比例极低，一般认为长期连续生物质耦合比例在1％左右，不超过3％。此方式还会降低磨煤机的性能，长期进行会对磨煤机设备造成超常的磨损，也因为生物质燃料的高挥发性、低临界温度等而具有较高的安全风险。降低磨出口温度运行时，还会对排烟温度及锅炉效率产生较大影响，严重影响系统安全稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃煤电站锅炉炉烟输送生物质直燃耦合发电系统及方法，该系统及方法能够实现燃煤与生物质的高效耦合发电，同时降低磨损，保证系统安全稳定运行。

为达到上述目的，本发明所述的燃煤电站锅炉炉烟输送生物质直燃耦合发电系统包括生物质储料仓、第一皮带输送机、第一破碎机、第二皮带输送机、第二破碎机、生物质粉仓、给料机、炉烟风机、空气预热器、混合干燥管道及炉膛，炉膛的出口经转向室与空气预热器相连通；