[发明专利]一种电弧炉双室铁浴煤气化的电网调峰系统及方法

说明书

本发明提供一种电弧炉双室铁浴煤气化的电网调峰系统及方法，所述系统包括供电装置、熔铁电弧炉、煤气化炉，所述供电装置连接所述熔铁电弧炉，所述熔铁电弧炉通过上连接管和下连接管与所述煤气化炉连接，并且所述熔铁电弧炉中上连接管和下连接管的管口距离H₁与所述煤气化炉中上连接管和下连接管的管口距离H₃要满足以下关系式：H₃<0.953H₁；所述供电装置与电网连接。所述方法是采用上述系统，先加热熔铁电弧炉和煤气化炉内铁水，使其温度达到1500~1600℃；再采用预热气化剂携带的煤粉和碳酸钙混合粉末喷入至煤气化炉中进行煤气化反应，吸收煤气化炉和熔铁电弧炉内铁水的热量；最后将高温煤气用于制备城市煤气或者化工产品。

技术领域

本发明涉及电网电能的综合利用，具体涉及一种电弧炉双室铁浴煤气化的电网调峰系统及方法。

背景技术

目前，火力发电是我国的主要发电方式。近年来，随着我国人民生活水平的提高和产业结构的调整，全社会用电结构发生了很大的变化，导致各大电网峰谷差日趋增大。电力企业在供电安全性、可靠性及电能质量等方面的要求也越来越高。电网负荷随时间分配不平衡，电网日负荷随时间呈现规律性变化，电网发电机组要同时满足峰谷两个期间的用电需求。电网低谷负荷只有电网高峰负荷的60%，电网低谷电能不能有效利用。这导致在电网负荷高峰时需要拉闸限电，而低谷时则需要停掉很多机组。发电机组频繁启停不仅会增加能耗，使电力设备发电效率下降，经济效益降低，而且会影响发电机组的使用寿命。2014年我国30万千瓦以上火电设备年平均利用率仅为45%，对于能源短缺的今天，这会造成极大的能源浪费和资源损失。目前，我国电网调峰能力难以满足日益增长的客观调峰需求，电网调峰技术的发展对于日趋严重的调峰问题意义重大。

按照调峰方式的不同，目前的调峰技术主要分为机组操作调峰和蓄能调峰两类。机组操作调峰主要包括少汽无功运行、低负荷运行及两班制运行。少汽无功运行在用电低谷时将机组的负荷减少至零，使机组处于额定转速旋转的无功状态；低负荷运行通过改变机组的负荷来满足电网的调峰需求；两班制运行根据电网的日负荷曲线的分配规律，在白天机组正常运行，夜间在电网负荷低谷时则停机6-8h。少汽无功运行及低负荷运行均存在能源浪费严重的问题。两班制运行的调峰方式则对设备操作参数要求严格，安全性较低。

蓄能调峰是我国乃至世界电网调峰的必然趋势。按照蓄能方式的不同，电网蓄能调峰可以分为：(1)机械能蓄能：抽水蓄能，压缩空气蓄能；(2)热能蓄能：热水蓄热锅炉，燃气热电联产，蓄能空调技术； (3)电化学蓄能：蓄电池、燃料电池；(4)化学能蓄能：电解铝，电解水制氢。在目前的蓄能调峰技术中，抽水蓄能调峰技术、热水蓄热锅炉、燃气热电联产以及蓄能空调技术均受到季节和地域的限制；压缩空气蓄能技术调峰速度慢灵活性差；蓄电池，燃料电池蓄能调峰技术能源转换效率高，但存储容量及发电功率是其技术发展的限制环节。与其他蓄能技术相比，化学能蓄能具有一定的优势，该技术可适应电网峰谷特性，利用谷期电制备化学产品，在最大程度上提高电网设备的利用率，减少峰谷差，保证高效的能源转化效率。在目前化学能蓄能技术的研发中，电解水制氢技术具有环保，无污染的优点，利用该技术可得到高附加值的氢气，但其投资成本高，经济性差；电解铝技术存在污染严重的问题，而且在铝产能过剩的今天，通过电解铝技术进行电网调峰不占优势。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种电弧炉双室铁浴煤气化的电网调峰系统及方法，所述系统及方法基于铁浴煤气化技术，即利用谷期电制备高温煤气，进而制备城市煤气/化工合成气，属于一种新型化学能蓄能技术。本发明采用的技术方案为：