[发明专利]一种结合氢能应用的火电厂综合能源服务系统

说明书

本发明公开了一种结合氢能应用的火电厂综合能源服务系统，火电厂燃料系统的出口依次经制粉系统与锅炉上的燃烧器相连通，锅炉的蒸汽出口与蒸汽轮机的入口相连通，蒸汽轮机的乏汽出口与工业用汽设备、吸收式制冷设备及换热器的放热侧相连通；蒸汽轮机的输出端与发电机的驱动轴相连接，发电机的输出端与公用电网及厂用电网相连接，厂用电网与电解制氢设备、空分设备、公用气体制备设备、压缩式制冷设备及压缩式热泵相连接，分布式光伏的输出端与电解制氢设备的电源接口相连接，电解制氢设备的氢气出口及空分设备的氮气出口与氨反应器的入口相连通，氨反应器的出口与锅炉上的氨燃烧器相连通，该系统能够实现综合能源服务与氢能的结合。

技术领域

本发明涉及一种火电厂综合能源服务系统，具体涉及一种结合氢能应用的火电厂综合能源服务系统。

背景技术

目前综合能源服务出发点主要在网侧、用户侧，其主要技术路线为通过风光储、光储充以及各种热泵、蓄冷装置等构成的供能系统。国内发电企业已开展业务多为基于天然气分布式能源站的综合能源服务，但对于基于火电厂源侧的综合能源服务的研究尚未报道。

综合能源服务是降低碳排放，实现绿色低碳转型的途径之一。氢能的利用可以实现大规模、高效可再生能源的消纳；在不同行业和地区间进行能量再分配；充当能源缓冲载体提高能源系统韧性；降低交通运输过程中的碳排放；降低工业用能领域的碳排放；代替焦炭用于冶金工业降低碳排放，降低建筑采暖的碳排放。我国氢能源发展目前主要集中在氢燃料电池汽车及配套加氢站建设方向。然而，作为一种二次能源，氢能的潜力却远不止于氢燃料电池汽车，利用氢能在电力、工业、热力等领域构建未来低碳综合能源体系已被证明拥有巨大潜力。

将氢气作为一种原料广泛地应用于工业原料、直燃供能、家用燃料电池和燃料电池汽车等领域是氢能的主要使用与发展方向，相关技术近年来已取得了长足进步。然而，新兴能源发展的核心就是实现低廉、高效的原料来源和储运，氢能发展也面临同样的问题。因此，制氢与储氢技术是氢气得到高效利用的关键，是限制氢能大规模产业化发展的重要瓶颈，也成为目前氢能产业化发展的重点和难点之一。氨气(NH₃)是氢能的一种良好载体，相比于氢气(H₂)，氨的主要优势是高含氢量和高体积能量密度，液氨的单位体积含氢量和体积能量密度甚至高于液氢。同时由于其生产工艺成熟，极易液化便于存储和运输，以及安全性高等优势，被认为是更具潜力的清洁燃料，可有效充当氢和能量的载体。

根据欧盟的氢能利用方案，在制氢方面，主要通过PtG技术来最大限度地解决欧洲可再生能源利用和运输问题。PtG技术即利用富余的可再生能源电解水，将电能转化为氢气，以化学能的形式实现可再生能源的利用与长期储存。电解得到的氢气可直接多样化应用于交通运输、工业利用或燃气发电等领域，也可将氢气混入天然气管网后进行储运，此外，还可将氢和二氧化碳相结合，转化为甲烷后再输入天然气管网。

与欧洲、日本等技术领先国家的氢能发展路线相比，我国氢能的着眼点仍多局限于氢燃料电池汽车，PtG等其他氢能领域，因此，氢能发展目光应该更长远，提前布局更广阔的相关领域。

基于目前我国火电机组容量占比高，火电机组更多的参与到调峰、现货市场交易，未来火电机组的年利用小时数将大幅下滑，依靠单纯的供电服务将难以适应我国能源转型和节能减排的现实需求。应考虑如何有效的利用好存量火电资产，综合能源服务和氢能利用都是国家鼓励的可降低碳排放的绿炭技术。若能利用已有火电机组，将综合能源服务和氢能结合利用起来，既能解决火电厂的生存问题，又可以加快实现我国能源转型和碳减排目标。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种结合氢能应用的火电厂综合能源服务系统，该系统能够实现综合能源服务与氢能的结合。