[发明专利]一种生物质直燃热电联产系统及方法

说明书

本发明提供了一种生物质直燃热电联产系统，分为热电联产模式和纯发电模式，包括主压缩机、分压缩机、透平、发电机、高温余热回收器、低温余热回收器、冷却器、空气预热器、炉渣冷却器、给料机、低温空气预热器、省煤器、锅炉等设备。本发明还提供了一种生物质直燃热电联产方法，在供暖期，系统运行于热电联产模式下；在非供暖期，系统运行于纯发电模式下。将超临界二氧化碳循环用于生物质直燃热电联产分布式发电系统，以适合于我国北方冬季清洁供暖需求，并获得较高的全年运营效益。本发明的系统具有效率高、设备少、运维简便等优点。

技术领域

本发明涉及一种生物质直燃热电联产系统，属于分布式发电技术领域。

背景技术

热电联产分布式发电是能源高效利用的理想途径，可实现高品质的电能与低品质热量需求的有机统一。热电联产也是生物质能源大规模利用的主要形式之一，其能量利用率高、经济和社会效益好。

基于生物质能的热电联产分布式发电系统可配置多种类型的原动机，包括：汽轮机、燃气轮机、内燃机、有机工质透平等，同时提供余热用于生产和生活供热。相应地，生物质能转化分为直燃和气化两种方式，其中前者技术成熟、应用广泛。作为一种分布式能源，生物质热电联产系统的综合性能与采用的能量转换技术密切相关。生物质直燃与动力循环技术相结合的装置使用最为广泛，其中基于汽轮机组的生物质直燃发电技术已非常成熟且运行业绩良好。

然而，为了进一步优化生物质直燃热电联产技术，仍有必要开发新型的热电联产技术。近年来，超临界二氧化碳循环倍受发电行业关注，具有广阔的应用前景。生物质直燃锅炉的热容量和燃烧温度十分适合于超临界二氧化碳循环，两者可组成新型的热电联产分布式发电系统。

如何将超临界二氧化碳循环用于生物质直燃热电联产分布式发电系统，以适合于我国北方冬季清洁供暖需求，并获得较高的全年运营效益，是本领域技术人员致力于解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何构建基于超临界二氧化碳循环的生物质直燃热电联产分布式发电系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种生物质直燃热电联产系统，其特征在于：分为热电联产模式和纯发电模式；

热电联产模式时，系统包括主压缩机，主压缩机和分压缩机的出口汇合后连接省煤器工质进口，省煤器工质出口连接锅炉工质进口，锅炉工质出口连接透平进口，透平连接发电机，透平出口连接高温余热回收器工质进口，高温余热回收器工质出口连接低温余热回收器工质进口，低温余热回收器工质出口分两路分别连接主压缩机和分压缩机进口；热用户回水出口连接低温余热回收器回水进口，低温余热回收器出水口连接热用户进水口；空气预热器空气出口连接炉渣冷却器空气进口，炉渣冷却器空气出口连接高温余热回收器空气进口，高温余热回收器空气出口连接锅炉一、二次风进口，锅炉烟气出口连接省煤器烟气进口，省煤器烟气出口连接空气预热器烟气进口，给料机出口连接锅炉进料口；

纯发电模式时，系统包括主压缩机，主压缩机出口连接低温余热回收器高压工质进口，低温余热回收器高压工质出口与分压缩机出口汇合后连接省煤器工质进口，省煤器工质出口连接锅炉工质进口，锅炉工质出口连接透平进口，透平连接发电机，透平出口连接高温余热回收器工质进口，高温余热回收器工质出口连接低温余热回收器低压工质进口，低温余热回收器低压工质出口分两路，一路连接分压缩机进口，另一路连接低温空气预热器工质进口，低温空气预热器工质出口连接冷却器进口，冷却器出口连接主压缩机进口；低温空气预热器空气出口连接空气预热器空气进口，空气预热器空气出口连接炉渣冷却器空气进口，炉渣冷却器空气出口连接高温余热回收器空气进口，高温余热回收器空气出口连接锅炉一、二次风进口，锅炉烟气出口连接省煤器烟气进口，省煤器烟气出口连接空气预热器烟气进口，给料机出口连接锅炉进料口。

优选地，所述主压缩机、分压缩机、透平与发电机同轴连接。

优选地，所述锅炉为炉排锅炉或流化床锅炉。