[实用新型]一种甲烷化反应系统、发电厂调峰系统及发电厂

说明书

本实用新型公开了一种甲烷化反应系统，包含该甲烷化反应系统的发电厂调峰系统及发电厂。该甲烷化反应系统，包括：电解制氢装置，其连接到发电厂供电装置，用于接收发电厂供电装置输出的调峰结余电量以制备氢；二氧化碳提供源，用于提供二氧化碳；甲烷化反应设备，其连接到所述电解制氢装置和所述二氧化碳提供源，用于以氢和二氧化碳为原料制备甲烷。本实用新型提供的甲烷化反应系统可直接消耗发电厂的调峰结余电量，间接利用了弃风弃光弃水弃核电力，缓解了电网平衡和峰谷差问题。由于将调峰结余电量进行制氢操作，并最终制成甲烷气体，实现了电能的变相储存。

技术领域

本实用新型涉及电力能源技术领域，更具体地说，涉及一种甲烷化反应系统，此外还包括一种包括上述甲烷化反应系统的发电厂调峰系统及发电厂。

背景技术

近年来，在中国三北地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足，因此，弃风、弃光、弃水和弃核现象严重。

现有技术中，热电联产机组“以热定电”方式运行，调峰能力仅为10％左右。调峰困难已经成为电网运行中最为突出的问题。目前国内火电灵活性调峰改造均针对冬季供热机组，而如何调整夏季调峰是摆在众多火电厂面前的一个难题，为了满足电网调峰需求，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，深度调峰势在必行。

综上所述，如何避免发电厂调峰能源的浪费，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种甲烷化反应系统，该系统能够利用发电厂的调峰结余电量，显著提升环保节能效应。

此外，本实用新型的另一目的是提供一种包括上述甲烷化反应系统的发电厂调峰系统和发电厂，由于设置了上述甲烷化反应系统，能够合理消耗电能或排放的二氧化碳，实现能源的整合。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种甲烷化反应系统，包括：

电解制氢装置，其连接到发电厂供电装置，用于接收发电厂供电装置输出的调峰结余电量以制备氢；

二氧化碳提供源，用于提供二氧化碳；

甲烷化反应设备，其连接到所述电解制氢装置和所述二氧化碳提供源，用于以氢和二氧化碳为原料制备甲烷。

优选地，所述电解制氢装置通过氢收集净化装置连接到所述甲烷化反应设备；和/或，所述电解制氢装置的氢输出管路连接到氢贮存装置。

优选地，所述电解制氢装置的氢输出管路与氢贮存装置的连接管路上设有收集控制阀，用于连通和关闭该连接管路。

优选地，所述电解制氢装置的氧排出口连接到发电厂的锅炉，以向所述锅炉提供纯氧。

优选地，所述二氧化碳提供源包括：

发电厂的二氧化碳捕捉系统，所述二氧化碳捕捉系统用于连接发电厂的锅炉的烟气排出管路，以收集所述锅炉排出烟气中的二氧化碳；

和/或液体二氧化碳源、和/或固体二氧化碳源。

优选地，所述电解制氢装置包括碱性水溶液电解制氢装置和/或固体聚合物电解制氢装置。

优选地，所述电解制氢装置的水源管路连接水处理车间的纯净水制备装置；和/或，所述电解制氢装置的冷却水供应管路连接所述锅炉的汽轮机凝结水管路；和/或，所述电解制氢装置的冷却水排出管路连接电厂除氧器。

优选地，所述电解制氢装置包括高温固体氧化物电解水制氢装置。

优选地，所述高温固体氧化物电解水制氢装置的水蒸汽进入口通过电过热器连接所述锅炉的主蒸汽排出口。