一种发电系统的制作方法

1.本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种发电系统。


背景技术：

2.电力作为重要的能源已经与人们的生活密不可分，目前的电力来源有火电、水电和核电等等。其中，火电是电力来源的主要部分，而在现有技术中，火电主要通过燃煤方式进行发电。目前的燃煤发电技术仍有大量的余热未完全利用，存在着电能转换效率不高、能源浪费的问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种发电系统，以提高现有技术中的燃煤发电能量利用率。
4.为达到上述目的，本发明实施例提供一种发电系统，其特征在于，包括：燃煤锅炉、热交换器、储氢装置、氢燃料电池发电装置和脱硫塔，其中：
5.所述燃煤锅炉的出口端连接所述热交换器的第一入口端，所述热交换器的第一出口端连接所述脱硫塔的第一入口端；
6.所述热交换器的第二入口端通过第一阀门连接所述储氢装置的第一出口端，所述热交换器的第二出口端通过第二阀门连接所述储氢装置的第一入口端；
7.所述储氢装置的第二出口端通过第三阀门连接所述氢燃料电池发电装置。
8.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
9.本发明实施例中，通过热交换器利用燃煤烟气的余热加热储氢装置来释放氢气，再利用氢燃料电池发电，这样实现将燃煤烟气的余热的二次利用，提高了燃煤发电的能量利用率。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本发明实施例提供的一种发电系统的示意图；
12.图2是本发明实施例提供的另一种发电系统的示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.如图1所示，本发明提供一种发电系统，其特征在于，包括：燃煤锅炉10、热交换器11、储氢装置12、氢燃料电池发电装置13和脱硫塔14，其中：
15.燃煤锅炉10的出口端连接热交换器11的第一入口端，热交换器11的第一出口端连接脱硫塔14的第一入口端；
16.热交换器11的第二入口端通过第一阀门100连接储氢装置12的第一出口端，热交换器11的第二出口端通过第二阀门101连接储氢装置12的第一入口端；
17.储氢装置12的第二出口端通过第三阀门102连接氢燃料电池发电装置13。
18.上述实施方式中，通过将燃煤锅炉10产生的燃煤烟气的热量转换为氢气，再利用氢燃料电池发电的方式来提高发电系统的能量利用率。
19.具体的，燃煤锅炉10在发电过程中燃烧产生燃煤烟气，燃煤烟气此时带有大量的余热。将此时的燃煤烟气接入热交换器11中，燃煤烟气的热量转移到热交换器11中的介质内，燃煤烟气带有的热量大大降低。再将燃煤烟气进行脱硫处理排出，此时燃煤烟气带有的热量很少，减少了燃煤烟气热量的浪费。
20.同时，热交换器11在转移了燃煤烟气的热量后运送到储氢装置12，储氢装置12吸收热量释放氢气，再利用氢燃料电池将产生的氢气发电，补充燃煤发电。通过内能转化为化学能再转化为电能的方式，提高发电系统的能量利用率。
21.其中，氢燃料电池发电装置13可以是固体氧化物形式的高温燃料电池，也可以是熔融碳酸盐形式的高温燃料电池，还可以是质子交换膜形式的燃料电池。
22.另外，氢燃料电池发电装置13产生的电量根据其功率的大小可以选择在厂内使用或者上网。
23.另外，储氢装置12可以为固态储氢装置或液态储氢装置。
24.作为一种可选的实施方式，如图2所示，发电系统还包括暖风器15、风机16和氢气源17，其中：
25.储氢装置12的第二入口端通过第四阀门103连接氢气源17；
26.储氢装置12的第三入口端通过第五阀门104连接暖风器15的第一出口端，储氢装置12的第三出口端通过第六阀门105连接暖风器15的第一入口端；
27.暖风器15的第二入口端连接风机16，暖风器15的第二出口端连接燃煤锅炉10的第一入口端。
28.上述实施方式中，将储氢装置12在储存氢气过程中产生的热量输送到燃煤锅炉10中，作为加热燃煤锅炉10的热量来源，能够减少燃煤锅炉10在加热过程中的热量需求，提高了发电系统整体的能量利用效率。
29.具体的，第一阀门100、第二阀门101和第三阀门102关闭，第四阀门103打开，氢气源17将氢气输送到储氢装置12，储氢装置12吸收氢气并释放出热量。热量通过介质传导到暖风器15，暖风器15再利用热量加热空气，使空气升温。空气升温之后再通过风机16将空气传入燃煤锅炉10，听过燃煤锅炉10暖风进行燃烧。
30.其中，通过将化学能转化为内能的方式，将储氢装置12在储氢过程中产生的热量输送到燃煤锅炉10内，减少了在燃煤锅炉10加热过程中对于暖风的需求，提高了发电系统的能量利用率。
31.作为一种可选的实施方式，暖风器15包括第一暖风器151和第二暖风器152，风机
包括第一风机161和第二风机162，其中：
32.第一暖风器151的第一出口端通过第七阀门106和第五阀门104与储氢装置12的第三入口端连接，第一暖风器151的第一入口端通过第八阀门107和第六阀门105与储氢装置12的第三出口端连接；
33.第二暖风器152的第一出口端通过第九阀门108和第五阀门104与储氢装置12的第三入口端连接，第二暖风器152的第一入口端通过第十阀门109和第六阀门105与储氢装置12的第三出口端连接；
34.第一暖风器151的第二出口端连接燃煤锅炉10的第一入口端，第一暖风器151的第二入口端连接第一风机161；
35.第二暖风器152的第二出口端连接燃煤锅炉10的第二入口端，第二暖风器152的第二入口端连接第二风机162。
36.上述实施方式中，将储氢装置12吸收氢气释放的热量通过第一暖风器151和第一风机161形成一次风、第二暖风器152和第二风机162形成二次风的方式，实现了对一次风和二次风不同温度需求的调控，以满足燃煤锅炉10的充分燃烧。
37.具体的，当需要一次风和二次风均为暖风时，第五阀门104、第六阀门105、第七阀门106、第八阀门107、第九阀门108和第十阀门109全部打开，储氢装置12产生的热量运输到第一暖风器151和第二暖风器152，实现给一次风和二次风加热。
38.另外，若需要一次风为冷风而二次风为暖风时，第五阀门104、第六阀门105、第九阀门108和第十阀门109打开，第七阀门106、第八阀门107关闭，此时储氢装置12的热量运势到第二暖风器152，实现一次风为冷风而二次风为暖风的效果。
39.另外，若第一暖风器151或第一风机161出现异常，可以关闭第七阀门106和第八阀门107后维修人员进行检查维修；若第二暖风器152或第二风机162出现异常，可以关闭第九阀门108和第十阀门109后维修人员进行维修检查。
40.作为一种可选的实施方式，储氢装置12包括高温换热介质和低温换热介质，高温换热介质与储氢装置12的第一入口端和第一出口端连接，低温换热介质与储氢装置12的第三入口端和第三出口端连接。
41.上述实施方式中，储氢装置12在储存氢气和释放氢气的过程中温度不同，根据其温度特性设计不同温度的出口以满足需求。
42.具体的，储氢装置12在释放氢气的过程中，高温换热介质将燃煤烟气的热量传导给储氢装置12，储氢装置12吸收热量释放氢气。由于反应过程的温度较高，所以储氢装置12的第一入口端和第一出口端的材料应与高温换热介质的温度相适配。
43.另外，储氢装置12在吸收氢气的过程中，低温换热介质将储氢装置12的热量传导至第一暖风器151和第二暖风器152，第一暖风器151和第二暖风器152吸收热量。因为吸收氢气的过程反应温度较低，所说义储氢装置12的第三入口端和第三出口端的材料应与低温换热介质的温度相适配。
44.作为一种可选的实施方式，发电系统还包括备用热源18，备用热源18的入口端连接储氢装置12的第一出口端，备用热源18的出口端连接储氢装置12的第一入口端。
45.上述实施方式中，储氢装置12与备用热源18连接，能够防止在燃煤发电出现异常情况停机时影响氢燃料电池发电装置13的正常运行。
46.具体的，在燃煤发电正常运行时，储氢装置12和热交换器11能够进行热量传递，储氢装置12能够正常释放氢气。当燃煤发电系统出现异常，导致停机时，热交换器11无法传导热量给储氢装置12，此时备用热源18运行，储氢装置12利用备用热源提供的热量释放氢气，以满足氢燃料电池发电装置13的氢气需求。
47.作为一种可选的实施方式，发电系统还包括除尘器19和引风机20，除尘器19的入口端连接燃煤锅炉10的出口端，除尘器19的出口端连接引风器20的入口端，引风器20的出口端连接热交换器11的第一入口端。
48.上述实施方式中，燃煤烟气通过除尘器19和引风机20后进入热交换器11，实现燃煤烟气的气流循环。
49.具体的，燃煤烟气产生后经过除尘器19处理，去除大部分固体颗粒杂质。去除杂质后的气体被引风机20牵引至热交换器11内，完成热量传递之后进入脱硫塔14，完成整个气流循环。
50.其中，也可以将热交换器11设置在燃煤锅炉10和除尘器19之间，同样能满足热交换器11工作的需要。
51.作为一种可选的实施方式，热交换器11为空气热交换器或水媒式热交换器。
52.上述实施方式中，使用空气或者水将热交换器11的热量传导至储氢装置12，实现热量的高效传导的同时也能降低成本的控制。
53.作为一种可选的实施方式，燃煤锅炉10为煤粉炉。
54.上述实施方式中，煤粉炉的燃烧温度较高，因此有大量的余热被燃煤烟气带走。再通过使用热交换器11和储氢装置12将燃煤烟气的内能转化为氢气的化学能，提高了发电系统的能量利用率。
55.其中，煤粉炉的发电功率需要再300mw等级及以上。
56.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
57.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。