[实用新型]一种水煤气化燃料电池发电系统

权利要求书

1.一种水煤气化燃料电池发电系统，包括煤气合成单元，其特征在于，还包括燃料电池单元和蒸汽发电单元；

所述煤气合成单元包括煤处理单元、气化炉、合成气低温净化装置和气源；

所述燃料电池单元包括合成气预热器、氧气预热器和燃料电池；

所述蒸汽发电单元包括尾气燃烧炉、蒸汽涡轮、蒸汽冷凝器、高速发电机和给水泵；

所述煤处理单元的干煤粉出口、气源的氧气出口以及给水泵的水出口均连接所述气化炉的合成气反应入口，所述气化炉的合成气出口连接所述合成气低温净化装置的合成气入口，所述合成气低温净化装置的合成气出口连接所述合成气预热器的合成气入口，所述合成气预热器的合成气出口连接所述燃料电池的阳极入口；

所述气源的氧气出口还连接所述氧气预热器的氧气入口，所述氧气预热器的氧气出口连接所述燃料电池的阴极入口；

所述燃料电池的阳极出口连接尾气燃烧炉的燃料气入口，阴极出口连接尾气燃烧炉的氧气入口；所述尾气燃烧炉的烟气出口连接所述氧气预热器和合成气预热器的烟气入口；

所述蒸汽涡轮连接所述高速发电机；所述给水泵的水出口分别连接所述气化炉和合成气低温净化装置的冷凝水入口，所述气化炉和合成气低温净化装置的蒸汽出口连接所述蒸汽涡轮的蒸汽入口，所述蒸汽涡轮的蒸汽出口连接所述蒸汽冷凝器的蒸汽入口，所述蒸汽冷凝器的冷凝水出口连接所述给水泵的水入口，所述给水泵的水出口连接所述尾气燃烧炉的水入口，所述尾气燃烧炉的水出口连接所述蒸汽涡轮的蒸汽入口。

2.根据权利要求1所述的水煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，所述合成气低温净化装置包括合成气冷却器、合成气除尘器和合成气脱硫器，

所述气化炉的合成气出口连接所述合成气冷却器的合成气入口，所述合成气冷却器的合成气出口连接所述合成气除尘器的合成气入口，所述合成气除尘器的合成气出口连接所述合成气脱硫器的合成气入口，所述合成气脱硫器的合成气出口连接所述合成气预热器的合成气入口。

3.根据权利要求2所述的水煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，所述蒸汽发电单元还包括除氧器，所述给水泵的水出口连接除氧器的水入口，所述除氧器的水出口连接所述尾气燃烧炉的水入口。

4.根据权利要求3所述的水煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，所述合成气冷却器包括高温冷却段和低温冷却段，所述高温冷却段的出口连接所述蒸汽涡轮的蒸汽入口，所述低温冷却段的出口连接所述除氧器的水入口。

5.根据权利要求4所述的水煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮包括涡轮高压段和涡轮低压段，所述合成气冷却器的高温冷却段和气化炉的蒸汽出口均连接所述涡轮低压段，所述尾气燃烧炉的蒸汽出口连接所述涡轮高压段。

6.根据权利要求5所述的水煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，所述气源包括依次连接的空气压缩机、空气干燥机、储气罐和空分机；所述空分机的氧气出口分别连接所述氧气预热器的氧气入口和气化炉的合成气反应入口；

所述燃料电池单元还包括氮气预热器，所述空分机的氮气出口通过氮气控制阀连接所述氮气预热器的氮气入口，所述氮气预热器的氮气出口连接所述燃料电池的阳极入口，所述燃料电池的阳极出口还通过氮气排空阀连接排空管；

所述燃料电池单元处于启动升温阶段时，所述氮气控制阀和氮气排空阀打开；所述燃料电池处于运行阶段时，所述氮气控制阀和氮气排空阀关闭。

7.根据权利要求6所述的水煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，所述空分机的氧气出口还通过氧气比例阀直接连接所述尾气燃烧炉的氧气入口；所述合成气预热器的合成气出口还直接连接所述尾气燃烧炉的燃料气入口。

8.根据权利要求6所述的水煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，所述空分机的氮气出口还连接所述煤处理单元的氮气入口。