[发明专利]一种基于氨储能的火电厂灵活性提升系统

说明书

本发明公开了一种基于氨储能的火电厂灵活性提升系统，包括火电机组、电化学制氨反应装置、氨储罐和尾气吸收装置，火电机组包括锅炉、汽轮机和发电机，火电机组产生的电能一方面通过变压器连接电网，另一方面连接电化学制氨反应装置用剩余电能为电化学制氨反应装置提供电能，电化学制氨装置连接氨储罐的进口，氨储罐的出口通过阀门分别连接锅炉、氨溶液稀释装置和液氨运输车辆。火电厂在用电负荷的低谷期将富余电量通过电化学反应制备氨气并储存起来，在用电负荷的高峰期通过掺煤燃烧等方式辅助火电运行，富余氨可用于电厂污染物脱除，既能保障火电厂的稳定运行，又解决火电厂“削峰填谷”的技术难题，大幅提升火电厂运行的灵活性。

技术领域

本发明属于火电厂灵活性提升技术领域，尤其涉及一种基于氨储能的火电厂灵活性提升系统。

背景技术

全球变暖已成为目前国际社会最为关注的热点问题，温室气体如二氧化碳的大量排放导致全球的气候问题越来越突出。然而新能源的大规模并网会给电网带来波动性和随机性，影响电网系统的稳定运行。

火电作为电网的基石存在，火电机组的灵活性运行将影响电网的整体稳定性。现有技术中，有的采用储能技术辅助火电厂的灵活性运行。储能技术包含多种不同的储能类型，其按照储能形式大致可分为物理储能、化学储能、电磁储能、热储能等。不同的储能方式存在着不同的运行方式、适用范围和工程特性。

以绿色燃料作为载体的化学储能是目前人们较为认可的新型储能技术，其中氢储能技术是目前国际上最为先进的储能理念之一，新能源发电后通过电化学方式电解水将电能转化为氢能并储存。然而氢能仍然存在着一系列的技术性难题，比如氢气的储存与运输成本较高，其安全性也得不到有效地保障，因此，氢能的发展目前仍然会受到一定程度的限制。

由于新能源的大量接入，能源结构体制改革的不断推进，燃煤电厂发电量占比将呈现逐年减少的态势，火电机组的任务从能源供给主体转换成电网供给的“压舱石”。因此，火电企业应该提升火电厂的灵活性能力，使火电企业在削峰填谷、深度调峰方面具有更显著的作用。

公开号为CN112939023A的中国发明专利公开了一种火电厂制氨储能及脱硝的系统及其方法，采用氢气、氮气的电化学反应制备氨气并应用于脱硝和储能的环节，在保证机组运行稳定的前提下，提高了机组运行的经济性，但是该发明并没有公开氨气在脱硫脱碳方面的应用。

公开号为CN212406828U的中国实用新型专利公开了一种提升火电机组灵活性的液态压缩空气储能系统，其利用液态压缩空气的储能方式提升火电机组的灵活性，该发明达到了机组深度调峰和能量储存的双重能效，对提升电网稳定性具有重要意义，但是该专利采用的是压缩空气储能，不是氨储能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于氨储能的火电厂灵活性提升系统，提升火电厂在“削峰填谷”、深度调峰等过程中的灵活性调节能力，保证机组在高负荷下平稳运行，避免火电机组的频繁启停和改变负荷过程中损失能量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于氨储能的火电厂灵活性提升系统，提升系统包括火电机组、电化学制氨反应装置、氨储罐和尾气吸收装置，火电机组包括锅炉、汽轮机和发电机，火电机组产生的电能一方面通过变压器连接电网，另一方面连接电化学制氨反应装置用剩余电能为电化学制氨反应装置提供电能，电化学制氨装置连接氨储罐的进口，氨储罐的出口通过阀门分别连接锅炉、氨溶液稀释装置和液氨运输车辆，锅炉与尾气吸收装置连接，尾气吸收装置用于净化锅炉燃烧产生的烟气。

进一步的，尾气吸收装置包括SCR反应器、脱硫塔、碳捕集器，氨溶液稀释装置包括三个独立的稀释槽，氨溶液稀释装置的稀释槽分别通过阀门与SCR反应器、脱硫塔、碳捕集器连接。