生物质气化耦合燃煤机组发电装置论文和设计-于强

全文摘要

本实用新型提供了一种生物质气化耦合燃煤机组发电装置。主要解决了超低负荷工况下SCR入口烟温低，低于催化剂有效工作温度，脱硝无法投用的问题。所述循环流化床气化炉、旋风除尘器、燃气换热器通过管道顺次连接，燃气换热器出口一路由A路燃气管道经过燃气燃烧器A连接并接入燃煤锅炉炉膛，另一路由B路燃气管道经过燃气燃烧器B连接并接入SCR脱硝装置前水平烟道，SCR脱硝装置通过该水平烟道与燃煤锅炉省煤器出口连通，燃气燃烧器B的燃气燃烧室与燃煤锅炉的尾部热二次风道连通，燃煤锅炉的尾部热二次风道与SCR脱硝装置出口烟道分别与回转式空气预热器连通。实现了燃煤机组超低负荷运行工况下，生物质燃气与燃煤机组的耦合发电。

主设计要求

1.一种生物质气化耦合燃煤机组发电装置，包括循环流化床气化炉（1）、旋风除尘器（2）、燃气换热器（3）、阀门（4）、燃气燃烧器A（5）、燃煤锅炉（6）、SCR脱硝装置（7）、挡板（8）、燃气燃烧室（9）、燃气燃烧器B（10），其特征在于，所述的循环流化床气化炉（1）、旋风除尘器（2）、燃气换热器（3）通过管道顺次连接，所述的燃气换热器（3）出口一路由A路燃气管道经过燃气燃烧器A（5）连接并接入燃煤锅炉（6）炉膛，另一路由B路燃气管道经过布置在SCR脱硝装置（7）前水平烟道上的燃气燃烧器B（10）连接并接入SCR脱硝装置（7）前水平烟道，SCR脱硝装置（7）通过该水平烟道与燃煤锅炉（6）省煤器出口连通，所述燃气燃烧器B（10）的燃气燃烧室（9）与燃煤锅炉（6）的尾部热二次风道连通，所述的燃煤锅炉（6）的尾部热二次风道与所述的SCR脱硝装置（7）出口烟道分别与回转式空气预热器连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的生物质气化耦合燃煤机组发电装置，其特征在于，各部件之间连通的燃气管道，包括燃气换热器（3）出口烟道上设置的排空燃烧管道分别设置有阀门（4），且A、B两路燃气管道内均设置有燃气挡板（8）。

设计说明书

技术领域

本发明涉及发电燃煤锅炉系统领域，具体是一种生物质气化耦合燃煤机组发电装置。

背景技术

随着生物质发电技术的不断发展，“生物质气化耦合燃煤机组发电技术”以其高生物质能转换率及便于计量的显著优势成为目前生物质发电的主流技术路线。生物质经气化炉气化后转化为生物质燃气，然后将生物质燃气输送至燃煤锅炉进行燃烧发电。

一方面，由于生物质气化系统较为复杂，当燃煤锅炉需要变负荷运行时，生物质燃气无法实现类似于磨煤机的灵活启停或燃料量调整，且当机组负荷低至一定程度时，燃烧区掺烧生物质燃气可能对燃煤锅炉的燃烧及性能参数造成较大影响，需停运生物质气化系统，解除耦合。

另一方面，随着国家对火电机组灵活性的需求不断增加，当前燃煤电厂对发电机组低负荷运行的需求越来越大，而随着锅炉负荷的降低，SCR入口烟气温度亦随之降低。脱硝催化剂要求的最低使用温度限值为300℃，一般当燃煤机组负荷低于45% BMCR时，就会出现SCR催化剂使用温度低于限值无法投用的问题，尤其在锅炉超低负荷运行时，现有的增加锅炉尾部烟气旁路、省煤器热水旁路等方案的使用受限，无法实现有效的氮氧化物脱除，环境污染较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种生物质气化耦合燃煤机组发电装置，解决了超低负荷工况下SCR入口烟温低，低于催化剂有效工作温度，脱硝无法投用的问题；同时更好的实现了燃煤机组超低负荷运行工况下生物质燃气与燃煤机组的耦合发电，避免了超低负荷下燃烧区掺烧生物质燃气对燃煤锅炉的燃烧及性能参数造成的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种生物质气化耦合燃煤机组发电装置，包括循环流化床气化炉、旋风除尘器、燃气换热器、阀门、燃气燃烧器A、燃煤锅炉、SCR脱硝装置、挡板、燃气燃烧室、燃气燃烧器B，其特征在于，所述的循环流化床气化炉、旋风除尘器、燃气换热器通过管道顺次连接，所述的燃气换热器出口一路由A路燃气管道经过燃气燃烧器A连接并接入燃煤锅炉炉膛，另一路由B路燃气管道经过布置在SCR脱硝装置前水平烟道上的燃气燃烧器B连接并接入SCR脱硝装置前水平烟道，SCR脱硝装置通过该水平烟道与燃煤锅炉省煤器出口连通，所述燃气燃烧器B的燃气燃烧室与燃煤锅炉的尾部热二次风道连通，所述的燃煤锅炉的尾部热二次风道与所述的SCR脱硝装置出口烟道分别与回转式空气预热器连通。

各部件之间连通的燃气管道，包括燃气换热器出口烟道上设置的排空燃烧管道分别设置有阀门，且A、B两路燃气管道内均设置有燃气挡板。

本发明的有益效果是：通过采用本发明的技术方案，

1、将生物质能通过大型燃煤机组设备高效转化为电能，实现了生物质能的高效利用；

2、解决了超低负荷运行时SCR入口烟温低，低于催化剂有效工作温度，脱硝无法投用的问题，并将生物质气化耦合发电技术与超低负荷运行合理的结合起来；

3、实现了燃煤机组超低负荷运行工况下，生物质燃气与燃煤机组的耦合发电，极大地提高了生物质气化耦合燃煤机组发电时长，提高了电厂生物质能发电收益；

4、一定程度的提高了超低负荷空气预热器入口烟温，进而提高热一、二次风温，增大磨煤机的干燥出力，二次风温提高可以促进炉膛内的稳燃能力；

5、利用大型燃煤机组尾部的高效烟气净化系统，实现生物质燃烧利用的烟气超净排放，且方案技术可实现、设备较简便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中的附图标记，1—循环流化床气化炉，2—旋风除尘器，3—燃气换热器，4—阀门，5—燃气燃烧器A，6— 燃煤锅炉，7—SCR脱硝装置，8—挡板，9—燃气燃烧室，10-燃气燃烧器B。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1所示，本实施例所涉及的一种生物质气化耦合燃煤机组发电装置，包括循环流化床气化炉1、旋风除尘器2、燃气换热器3、阀门4、燃气燃烧器A5、燃煤锅炉6、SCR脱硝装置7、挡板8、燃气燃烧室9、燃气燃烧器B10，其特征在于，所述的循环流化床气化炉1、旋风除尘器2、燃气换热器3通过管道顺次连接，所述的燃气换热器3出口一路由A路燃气管道经过燃气燃烧器A5连接并接入燃煤锅炉6炉膛，另一路由B路燃气管道经过布置在SCR脱硝装置7前水平烟道上的燃气燃烧器B10连接并接入SCR脱硝装置7前水平烟道，SCR脱硝装置7通过该水平烟道与燃煤锅炉6省煤器出口连通，所述燃气燃烧器B10的燃气燃烧室9与燃煤锅炉6的尾部热二次风道连通，所述的燃煤锅炉6的尾部热二次风道与所述的SCR脱硝装置7出口烟道分别与回转式空气预热器连通。

各部件之间连通的燃气管道，包括燃气换热器3出口烟道上设置的排空燃烧管道分别设置有阀门4，且A、B两路燃气管道内均设置有燃气挡板8。

具体的，布置方式图1，生物质原料与气化剂分别由给料系统和送风机输送进入循环流化床气化炉1，生物质原料在循环流化床气化炉1内完成气化过程，产生800℃左右的高温生物质燃气，携带焦油气及飞灰颗粒的高温生物质燃气依次经过旋风除尘器2及燃气换热器3，脱除飞灰颗粒，并降低高温生物质燃气温度；由于高温生物质燃气中所含的部分长链生物质气化焦油的析出温度低于350℃，为了防止生物质焦油在受热面的凝析与堵塞，最终要控制降温后的生物质燃气温度大于400℃。

通过燃气换热器3后的低温生物质燃气经由燃气管道分成A、B两路，分别在燃煤锅炉6高、低负荷运行时投入。在燃煤锅炉6高负荷运行时，生物质燃气经A路燃气管道直接通过燃气燃烧器A5喷入燃煤锅炉6炉膛进行燃烧放热，引用热二次风做助燃剂，同常规的燃煤锅炉6掺烧生物质燃气方案；当燃煤锅炉6在超低负荷下运行时，生物质燃气经由B路燃气管道引至锅炉尾部SCR脱硝装置7前水平烟道处，由热二次风风道引用热二次风做助燃剂，通过布置在水平烟道顶部的燃气燃烧器B10燃烧，燃气燃烧室9提供了燃气燃烧的空间，燃气燃烧后的烟气均匀混入燃煤锅炉6的尾部烟气中，可有效提高SCR脱硝装置7入口前烟气温度，解决超低负荷工况下SCR脱硝装置7入口烟温低的问题。根据燃煤锅炉6水平烟道SCR脱硝装置7入口前烟温，适当调整通入的生物质燃气量，使生物质燃气燃烧后混合烟温在SCR脱硝装置7要求烟温范围内。

各路燃气管道，包括燃气排空燃烧管道均设置阀门4，当循环流化床气化炉1停运后，可实现生物质气化系统与燃煤机组的隔离；A、B两路燃气管道均设置有燃气挡板8，可实现输入燃煤机组燃气量的调整，为生物质气化系统产气量的调整留出足够的缓冲时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

设计图

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