[发明专利]一种高水分生物质燃料发电系统和运行方法

说明书

本发明公开了一种高水分生物质燃料发电系统及运行方法，该系统包括燃生物质发电系统、干燥系统及余热回收系统；蒸汽干燥机的生物质出口与锅炉的燃料入口连接，锅炉的蒸汽出口与汽轮机蒸汽入口连接，汽轮机的排汽口与汽轮机回热系统连接，汽轮机上连接有发电机，汽轮机回热系统的出口与锅炉的给水入口连接；蒸汽干燥机抽汽选取汽轮机抽汽，抽汽放热的凝结水返回汽轮机回热系统；余热回收系统回收干燥乏气的热量后用于加热空气和凝结水。集成蒸汽干燥机的高水分生物质燃料发电系统利用汽轮机抽汽对燃料进行预干燥，降低生物质中的水分含量，增大了系统的发电效率，减小燃料燃烧产生的烟气量，大幅度降低锅炉造价，提高了能量利用效率。

技术领域

本发明属于热力发电领域，涉及热力系统优化设计，主要涉及高水分生物质燃烧预处理干燥和余热回收利用。

背景技术

生物质能源是一种可再生的能源，在化石能源面临耗尽枯竭的困境下，生物质能源由于易于获取、可再生、清洁的特点，能源构成占比在逐渐增加。生物质总量巨大，目前通过光合作用全球每年能够产生1730亿吨的生物有机质，其所蕴含的能量相当于全能源消耗量的10～20倍。生物质能源取自于自然界的生物体，水分含量通常较大，多者可到达到60％。能源密度低，是生物质燃烧发电的劣势，水分含量高导致燃烧不充分，锅炉排烟热损失大，燃生物质发电热效率普遍偏低。

生物质能源主要为农业废弃物、林木薪柴、加工业废弃物、生活垃圾、动物粪便等几个方面。生活垃圾中混有聚氯乙烯塑料等高氯含量的组分，锅炉尾部面临低温腐蚀问题，采用蒸汽干燥方式可以避免干燥设备受到腐蚀。通过使用预干燥方式降低高水分生物质燃料的含水量，可以优化能量配置，改善锅炉内部的燃烧过程，增大生物质发电厂的发电效率。

发明内容

针对生物质含水量大，多者可以达到50％，本发明提供了一种集成蒸汽干燥机的高水分生物质发电热力系统，能够有效降低入炉生物质的水分含量，提高锅炉燃烧效率，增大系统的发电效率。

为了增大高水分生物质热力系统的热效率，本发明的技术方案为：

一种高水分生物质燃料发电系统，包括生物质燃料发电系统和干燥系统，其中生物质燃料发电系统由锅炉1、汽轮机2、一级空气预热器11、二级空气预热器12、凝汽器21、凝结水泵22、低压加热器23、除氧器24、给水泵25、高压加热器26构成，干燥系统由蒸汽干燥机3、水处理装置31组成；系统连接关系如下：

锅炉1蒸汽出口分两路，一路与汽轮机2蒸汽入口相连，另一路与第二级空气预热器12抽汽入口相连，汽轮机2排汽口与凝汽器21排汽进口相连，凝汽器21凝结水出口与凝结水泵22相连，凝结水泵22出口依次与低压加热器23给水进出口、除氧器24给水进出口、给水泵25、高压加热器给水进出口26、锅炉1给水进口相连，低压加热器23抽汽进口、除氧器24抽汽进口与汽轮机2抽汽口相连，高压加热器26疏水出口与除氧器24疏水进口相连，低压加热器23疏水出口与凝汽器21热井相连；锅炉1空气入口经过二级空气预热器12、一级空气预热器11与环境连通；

第一级空气预热器11抽汽入口与汽轮机2除氧器抽汽口相连，疏水出口与除氧器24疏水进口相连；疏水出口与高压加热器26疏水进口相连；

汽轮机2与发电机通过机械传动设备相连；

蒸汽干燥机3干燥燃料出口与锅炉1燃料入口相连，疏水出口与高压加热器26疏水进口相连，干燥乏气出口与水处理装置31进口相连。

所述蒸汽干燥机3入口蒸汽压力为0.2～1.0Mpa，温度为160℃～330℃，高水分生物质从蒸汽干燥机3物料入口进入，伴随生物质通入质量比例为5％～10％的空气作为载气；所述蒸汽干燥机3出口乏气温度为85～110℃。

生物质燃料为城市垃圾时，锅炉1排烟温度为170℃～210℃。