[发明专利]一种两段式生物质气化发电系统及其工况切换方法

说明书

本发明公开了一种两段式生物质气化发电系统及其工况切换方法，本发明的两段式生物质气化发电系统包括依次连接的给料装置、夹套式热解筒、生物质气化炉、除尘装置、燃气净化系统、第一引风机、燃机系统、热解气内循环风机、热解气再热器，通过热解气再热器将热解筒中的部分热解气加热后回送热解筒，实现了间壁式换热和直接换热的结合，提高了热解筒段的换热效率，生物质燃料在热解筒尾段充分热解，提高气化炉内生物质炭气化效率。

技术领域

本发明属于可再生能源技术领域，特别涉及一种两段式生物质气化发电系统及其工况切换方法。

背景技术

生物质气化发电机组由燃气发生系统和燃气内燃机发电系统组成其中生物质原料在燃气发生系统部分经热化学反应产生合成气进入燃气内燃机充分燃烧做功，最终将生物质原料中的化学能转为电能。因此，生物质原料在热化学反应阶段的气化效率是影响机组发电经济性的重要因素，此外热解段的热解效率及整个系统的热效率也对系统经济性有着重要影响。

现有技术中，专利(CN104946279B)公开了一种回转式分段加热生物质连续热解设备，采用间壁式换热方式，利用密封系统将回转炉分为干燥、预热解和保温热解三个段，并通过调节对应的三组电磁调节阀分别提供干燥、预热解和保温热解所需温度；专利(CN105542858B)公开了一种低焦油生物质气化发电系统，利用小型生物质流化床产生高温飞灰接触混合，提高原料在热解阶段换热效率，并采用有机朗肯循环系统实现内燃机排烟及机组工艺余热回收，提高系统发电效率；专利(CN105273762B)公开了一种生物质气化回热循环发电系统，利用换热器和相关管路布置，使内燃气高温排烟和气化炉出口高温燃气预热气化炉送风，有效提高气化炉内温度，改善气化效率。

上述现有技术中，存在以下问题：

1.生物质热解阶段采用无氧热解的形式，所需热量由外部热源通过间壁换热方式提供，换热系数较低。同时为保证热解筒耐用性和结构稳定性，需保证壁面一定厚度，导致热解段换热系数进一步降低。

2.在换热系数较低的条件下，为保障燃料充分热解，需延长燃料在热解筒内的停留时间，而受结构特点限制，热解筒长度不能太长，故其单位时间内处理燃料量有限。

3.生物质颗粒在热解筒内堆积，只有与热解筒内壁接触的那部分颗粒受热充分，即使热解筒绞龙在转动时有翻抄燃料的作用，但因转速较慢，仍旧有大部分生物质颗粒未能良好受热。并且由于燃料堆积，颗粒外层热解气来不及扩散，影响内部热解继续进行。

4.未见基于生物质分段气化发电系统工况切换控制策略方面讨论。由于生物质分段气化采用了全新的工艺流程，如何根据工况要求协调控制原料/空气当量比和强化热解段换热是一个技术难题。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中生物质分段气化发电系统整体效率不高的技术问题，

本发明的一个方面提供了一种两段式生物质气化发电系统，包括依次连接的给料装置、夹套式热解筒、生物质气化炉、除尘装置、燃气净化系统、第一引风机、燃机系统，

燃机系统排烟出口经烟气去热解筒尾段流量调节阀与夹套式热解筒的夹套尾段的烟气进口管路连接；

还包括热解气内循环风机、热解气再热器，

夹套式热解筒的内筒中段依次经内循环热解气流量调节阀和热解气内循环风机与热解气再热器的热解气入口管路连接，热解气再热器的热解气出口与夹套式热解筒的内筒尾段下部管路连接；

除尘装置经加热热解气合成气流量调节阀还与热解气再热器的合成气入口连接，热解气再热器的合成气出口与燃气净化系统连接。