一种燃煤电厂零碳能源系统的制作方法

本实用新型涉及一种燃煤电厂零碳能源系统，属于燃煤电厂低碳发电系统技术领域。

背景技术：

众所周知，温室效应将导致地球上的气温升高、海平面上升，严重时会破坏生态系统平衡，甚至危及人类的健康和生存。而二氧化碳是造成温室效应的最主要因素，据统计，全球每年因化石原料燃烧向大气中排放的二氧化碳高达200亿吨，而化石燃料电厂所排放的二氧化碳占到了二氧化碳排放总量的30％。燃煤电厂供应链的减排应以提高煤层气利用率和降低火电厂发电煤耗率为主。

生物质作为可再生燃料，在生长时需要的二氧化碳量相当于它燃烧时排放的二氧化碳，因而对大气的二氧化碳排放量近似于零；而且生物质中硫的含量极低，基本上无硫化物排放；所以，利用生物质作为替代能源，对减少矿物燃料资源的开采，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染都有极大的好处。但单独采用生物质作为燃料用于发电时，其综合能效低下且燃料消耗高，不利于长期使用发电。因此，为了解决以上问题，亟待设计一种将生物质和燃煤结合发电的，能够有效实现燃煤电厂碳减排的，安全可靠的燃煤电厂零碳能源系统。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出了一种燃煤电厂零碳能源系统，能够有效降低碳排放量，实现安全可靠的低碳发电。

本实用新型的燃煤电厂零碳能源系统，包括燃煤锅炉，及与燃煤锅炉其进料端连接的燃料供应单元，及与燃煤锅炉连接的汽轮发电机组，及与燃煤锅炉其废气端连接的烟气净化单元；所述燃料供应单元由用于提供生物质燃气的生物质气化机构及用于提供燃煤粉的煤粉气力输送机构；所述生物质气化机构通过气气换热器与燃煤锅炉连接；所述燃煤锅炉其排烟管路上安装有三通阀；所述烟气净化单元通过净化管路与三通阀其出口连接；所述三通阀其另一出口通过输送管路与生物质气化机构连接；

所述生物质气化机构包括生物质燃料储存输送组件，及与生物质燃料储存输送组件连接的循环流化床气化炉组件；所述循环流化床气化炉组件经气气换热器与燃煤锅炉连接；所述生物质燃料储存输送组件包括用于储存生物质颗粒超细粉的储料仓，及与储料仓通过螺旋输送机连接的供料斗；所述循环流化床气化炉组件包括与供料斗通过提升料管连接的气化炉，及与气化炉其顶部出口连接的旋风分离器，及与旋风分离器其下部出料口连接的返料器；所述旋风分离器通过返料器与气化炉的回料口连接；所述旋风分离器其顶部出口通过安装有粉尘过滤器的出气管路与气气换热器其热气进口连接；所述气气换热器其热气出口通过安装有鼓风机的燃气管路与燃煤锅炉其生物质燃气进料口连接；所述气气换热器其换热冷气进口通过进风管路与引风机组连接；所述气气换热器其换热气出口通过循环管路与气化炉其底部进风口连接。

作为优选的实施方案，所述引风机组由多个带有变频器的罗茨风机依次并联而成。

进一步地，所述气气换热器其热气出口通过燃气管路与鼓风机其进风口连接；所述鼓风机其出风口通过燃气管路与燃煤锅炉其生物质燃气进料口连接。

进一步地，所述输送管路其背离三通阀一端通过烟气干燥器与供料斗联通。

再进一步地，所述供料斗通过提升料管与气化炉其进料口连接；所述供料斗底部安装有调节球阀。

进一步地，所述循环管路上安装有风速测量装置；所述风速测量装置通过plc操控箱与引风机组通讯连接。

本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的燃煤电厂零碳能源系统，将生物质燃料与燃煤联合运用于燃煤电厂发电，能够有效降低碳排放量；将生物质燃料制成超细粉，有效提高生物质燃料的气化效率，且将燃煤电厂燃烧后的部分低温烟气用于输送生物质燃料至气化炉，能对生物质燃料进行预热；由于低温烟气中含氧量少，能够保护生物质燃料超细粉在输送过程中不会出现自然甚至爆炸等问题，提高生物质燃料超细粉在运输过程中的安全性；在循环流化床气化炉组件的高温燃气输出端连接气气换热器，利用气气换热器对高温燃气进行换热降温，并将换热后的冷空气通过循环管路与循环流化床气化炉组件其气化炉的底部进风口连接，对气化炉的气化剂（空气）进行预热，提高气化效率；在与气化炉其底部进风口连接的循环管路上安装风速测量装置，并将风速测量装置通过plc操控箱与引风机组通讯连接，可利用风速测量装置检测循环管路中的风速风量，并将检测结果传输至plc操控箱进行分析处理，与设定值进行比较，若超出设定值，则由plc操控箱控制并调节引风机组的罗茨风机工作数量或各个罗茨风机其变频器的频率，即当风速风量小于设定值，则开启多个罗茨风机同时工作或将各个罗茨风机的变频器其频率调大；当风速风量大于设定值，则减少同时工作的罗茨风机数量或将各个罗茨风机的变频器其频率调小；从而控制气化风量，使得气化炉炉膛区域内呈高温少氧环境，生物质燃料在此通过化学反应产生含有一氧化碳、氢气及甲烷等气体成分的生物质燃气，用于代替部分燃煤粉在燃煤锅炉中燃烧发电，实现了燃煤电厂的碳减排。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

附图中的各部件标注为：1-燃煤锅炉，2-汽轮发电机组，3-烟气净化单元，4-气气换热器，5-排烟管路，6-三通阀，7-净化管路，8-输送管路，9-生物质燃料储存输送组件，91-储料仓，92-螺旋输送机，93-供料斗，94-提升料管，10-循环流化床气化炉组件，101-气化炉，102-旋风分离器，103-返料器，11-粉尘过滤器，12-出气管路，13-鼓风机，14-燃气管路，15-进风管路，16-引风机组，17-循环管路，18-烟气干燥器，19-调节球阀，20-风速测量装置。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的燃煤电厂零碳能源系统，包括燃煤锅炉1，及与燃煤锅炉1其进料端连接的燃料供应单元，及与燃煤锅炉1连接的汽轮发电机组2，及与燃煤锅炉1其废气端连接的烟气净化单元3；所述燃料供应单元由用于提供生物质燃气的生物质气化机构及用于提供燃煤粉的煤粉气力输送机构；所述生物质气化机构通过气气换热器4与燃煤锅炉1连接；所述燃煤锅炉1其排烟管路5上安装有三通阀6；所述烟气净化单元3通过净化管路7与三通阀6其出口连接；所述三通阀6其另一出口通过输送管路8与生物质气化机构连接；

所述生物质气化机构包括生物质燃料储存输送组件9，及与生物质燃料储存输送组件9连接的循环流化床气化炉组件10；所述循环流化床气化炉组件10经气气换热器4与燃煤锅炉1连接；所述生物质燃料储存输送组件9包括用于储存生物质颗粒超细粉的储料仓91，及与储料仓91通过螺旋输送机92连接的供料斗93；所述循环流化床气化炉组件10包括与供料斗93通过提升料管94连接的气化炉101，及与气化炉101其顶部出口连接的旋风分离器102，及与旋风分离器102其下部出料口连接的返料器103；所述旋风分离器102通过返料器103与气化炉101的回料口连接；所述旋风分离器102其顶部出口通过安装有粉尘过滤器11的出气管路12与气气换热器4其热气进口连接；所述气气换热器4其热气出口通过安装有鼓风机13的燃气管路14与燃煤锅炉1其生物质燃气进料口连接；所述气气换热器4其换热冷气进口通过进风管路15与引风机组16连接；所述气气换热器4其换热气出口通过循环管路17与气化炉101其底部进风口连接。

所述引风机组16由多个带有变频器的罗茨风机依次并联而成。

所述气气换热器4其热气出口通过燃气管路14与鼓风机13其进风口连接；所述鼓风机13其出风口通过燃气管路14与燃煤锅炉1其生物质燃气进料口连接。

所述输送管路8其背离三通阀6一端通过烟气干燥器18与供料斗93联通。

所述供料斗93通过提升料管94与气化炉101其进料口连接；所述供料斗93底部安装有调节球阀19。

所述循环管路17上安装有风速测量装置20；所述风速测量装置20通过plc操控箱与引风机组16通讯连接。

本实用新型的燃煤电厂零碳能源系统，将生物质燃料与燃煤联合运用于燃煤电厂发电，能够有效降低碳排放量；将生物质燃料制成超细粉，有效提高生物质燃料的气化效率，且将燃煤电厂燃烧后的部分低温烟气用于输送生物质燃料至气化炉，能对生物质燃料进行预热；由于低温烟气中含氧量少，能够保护生物质燃料超细粉在输送过程中不会出现自然甚至爆炸等问题，提高生物质燃料超细粉在运输过程中的安全性；在循环流化床气化炉组件的高温燃气输出端连接气气换热器，利用气气换热器对高温燃气进行换热降温，并将换热后的冷空气通过循环管路与循环流化床气化炉组件其气化炉的底部进风口连接，对气化炉的气化剂（空气）进行预热，提高气化效率；在与气化炉其底部进风口连接的循环管路上安装风速测量装置，并将风速测量装置通过plc操控箱与引风机组通讯连接，可利用风速测量装置检测循环管路中的风速风量，并将检测结果传输至plc操控箱进行分析处理，与设定值进行比较，若超出设定值，则由plc操控箱控制并调节引风机组的罗茨风机工作数量或各个罗茨风机其变频器的频率，即当风速风量小于设定值，则开启多个罗茨风机同时工作或将各个罗茨风机的变频器其频率调大；当风速风量大于设定值，则减少同时工作的罗茨风机数量或将各个罗茨风机的变频器其频率调小；从而控制气化风量，使得气化炉炉膛区域内呈高温少氧环境，生物质燃料在此通过化学反应产生含有一氧化碳、氢气及甲烷等气体成分的生物质燃气，用于代替部分燃煤粉在燃煤锅炉中燃烧发电，实现了燃煤电厂的碳减排。

上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。