[发明专利]一种CaO高温储热消纳风电耦合生物质燃烧发电的储能方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电消纳技术，尤其涉及一种利用CaO储热的风电消纳技术。

背景技术

风能是一种能量大，无污染的清洁可再生的能源，因此利用风能发电是一项被多国看好的技术，中国对于风电的投入也很大，到2010年中国的风电装机容量全球第一。但是，在看到风电优势的同时，也不能忽略其弊端：由于自然风存在日夜变化性的显著特点，风力发电具有反调峰的特性，在夜间用电负荷处于低谷的时段，往往风能资源却较为丰富，风电并网出力较大。这样会超出电网承受的范围，电网只能限制风电场机组暂停发电，弃风不用。

夜间弃风是对风能资源的严重浪费，给风电投资企业造成较大的经济损失，同时也会影响企业投资风电的积极性。解决好弃风问题对风电产业至关重要。

发明内容

本发明是一种CaO高温储热消纳风电耦合生物质燃烧发电的储能方法及系统，能有效解决夜间弃风造成的资源浪费，并且对CO₂进行收集，实现碳的负排放。

本发明的技术方案如下：

一种CaO高温储热消纳风电耦合生物质燃烧发电的储能方法，本发明特征在于，包括生物质燃烧发电子系统、CaO高温储热子系统以及电力消纳子系统；生物质燃烧发电子系统通过CaO高温储热子系统与电力消纳子系统耦合：用电高峰时段，来自CaO储罐的高温CaO喷入生物质燃烧发电系统的热烟气中，高温CaO吸收烟气中的CO₂并释放热量，生物质烟气热量额外增加，能够产生更多热量，蒸汽量随之增加，通过汽轮机发电量也随之增加；高温CaO吸收CO₂生成CaCO₃，经分离进入CaCO₃储罐(10)；用电低谷或者发生弃风现象时段，使用CaCO₃分解电热炉，将来自CaCO₃储罐(10)的CaCO₃分解为CaO和CO₂，高温CaO进入CaO储罐，CO₂经余热利用降温，得到纯净的CO₂并封存；CaCO₃分解电热炉由电力驱动，用于消纳风电或其它富余电力。

本发明所述的生物质燃烧发电子系统工作方法是：生物质燃料投入生物质燃烧炉内，生物质燃料与经过空气预热器预热后的热空气相接触并在生物质燃烧炉中进行燃烧反应，生物质燃烧炉的四周布置有水冷壁管道，来自汽机的给水经过尾部受热面加热后就通入生物质燃烧炉的水冷壁管道，被燃烧反应放出的热量加热成饱和蒸汽通入碳酸化炉的过热管道中；燃烧反应生成的烟气被通入烟气混合器中，烟气混合器中的烟气包括两部分：一部分是来自生物质燃烧炉的烟气；另一部分是反应系统尾部处经过除尘器除尘后排出的烟气，抽取部分排出烟气作为再循环烟气通入烟气混合器中，循环量根据混合烟气温度设定，烟气混合器中可以布置水冷受热面或过热蒸汽受热面；这两部分烟气混合后形成的混合烟气温度比来自生物质燃烧炉的烟气温度低，使来自生物质燃烧炉的烟气中的K₂O、Na₂O等碱性金属化合物以固态的形式存在；再将烟气混合器中的混合烟气通入旋风除尘器中排灰，脱除K₂O、Na₂O等固态碱性金属化合物颗粒。接着将干净的烟气通入碳酸化炉中，在碳酸化炉内布置有各种受热面(过热器、蒸发器等)，正常情况下，干净的烟气经过旋风除尘器后进入尾部受热面，在尾部受热面布置有各种受热面(过热器、省煤器等)，烟气降温后进入空气预热器；上述所述的各种受热面用于将来自汽轮机的高压给水转变为高压高温蒸汽，再回到汽轮机发电。进入空气预热器的烟气加热空气，将空气加热到较高温度，高温空气进入生物质燃烧炉，烟气降温后称为较低温度的烟气，低温烟气进入除尘器，除尘后的低温烟气，分为两部分，一部分排到大气里，另一部分经过增压风机回到烟气混合器。

本发明所述CaO高温储热子系统、生物质燃烧发电子系统工作方法是：将CaO储罐中的高温CaO喷入碳酸化炉吸收烟气中的CO₂生成CaCO₃，释放出额外的热量加热蒸汽，产生更多的电能；将碳酸化炉炉膛中的烟气通入旋风除尘器中进行气固分离，CaCO₃固体在旋风除尘器中被脱除，储存在CaCO₃储罐中；在用电低谷或者发生弃风现象时段通入CaCO₃分解电热炉中加热煅烧，生成高温CaO和CO₂，高温CaO储存在CaO储罐中，实现CaO和CaCO₃的循环利用。