固体储能耦合煤气发电机组系统的制作方法

本发明涉及煤气发电，具体涉及一种固体储能耦合煤气发电机组系统。

背景技术：

1、高炉煤气发电是利用高炉产生的煤气进行发电的一种发电方式。发电系统主要包括煤气净化、煤气锅炉、煤气发电机组和辅助系统等组成。这其中煤气锅炉主要是利用净化去除掉高炉煤气中的杂质后直接燃烧产生热量加热给水产生合格品质的蒸汽；煤气发电机组则利用高温高压的蒸汽推动汽轮机组做功发电。

2、由于我国发电实行分时电价政策，为提高煤气发电机组的收益就需要在电价高峰时段多发点，并在电价低谷时段少发电甚至不发电。在电价高峰时段多发电，在电价低谷时段少发电能够大幅提高煤气发电机组的发电收益。但钢铁煤气发电机组的煤气来源于炼铁过程，是通过在高炉中加热铁矿石和还原剂，将铁矿石中的铁氧化物还原为纯铁，在这个过程中会产生大量煤气作为副产物，因此煤气的来源受制于炼铁工艺，稳定性较差且并不可控，需要及时对产生的煤气进行处理，但是在电价低谷时发电需求低，所以存在燃料供应和发电需要间的天然矛盾。因此，如何解决发电机组的发电需求和煤气处理需求之间的矛盾成了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的发电机组的发电需求和煤气处理需求之间的矛盾，从而提供一种固体储能耦合煤气发电机组系统。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种固体储能耦合煤气发电机组系统，包括：第一热电系统，所述第一热电系统包括锅炉和汽轮机，所述锅炉和所述汽轮机通过第一循环管路连接，所述汽轮机的输出轴与第一发电机连接；煤气换热系统，包括连接在所述锅炉的燃料进口前端的燃料支管，以及按照燃料输送方向依次安装在所述燃料支管上的燃烧炉和余热炉；储热系统，包括多个固体储热模块和第二循环管路，多个所述固体储热模块、所述燃烧炉和余热炉通过所述第二循环管路连接；供热系统，包括与多个所述固体储热模块连通的第三循环管路，以及按照换热介质流动方向依次连接在所述第三循环管路上的过热器、蒸发器和预热器；还包括供热管路，所述供热管路依次连通所述预热器、所述蒸发器和所述过热器，所述供热管路的两端分别连接在所述第一循环管路上，并适于由一端将所述第一循环管路中的液体导出，由另一端将蒸汽输送至所述第一循环管路。

3、可选地，所述多个固体储热模块具有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，所述第二循环管路的一端连接在所述第一进口上，另一端连接在所述第一出口上，所述第三循环管路的一端连接在所述第二进口上，另一端连接在所述第二出口上。

4、可选地，所述第二循环管路包括第一介质管路、第二介质管路和第三介质管路，所述第一介质管路连接在所述第一出口和所述余热炉的换热介质进口之间，所述第二介质管路连接在所述余热炉的换热介质出口和所述燃烧炉的换热介质进口之间，所述第三介质管路连接在所述燃烧炉的换热介质出口和所述第一进口之间，换热介质沿第一介质管路、第二介质管路和第三介质管路依次流动。

5、可选地，所述汽轮机包括高压缸和中/低压缸；所述锅炉包括第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，所述第一循环管路包括第一进管、第一出管、第二进管、第二出管，所述第一进管连接在所述第一出口和所述高压缸的进口之间，所述第一出管连接在所述高压缸的出口与所述第一进口之间，所述第二进管连接在所述第二出口和所述中/低压缸的进口之间，所述第二出管连接在所述中/低压缸的出口与所述第二进口之间。

6、可选地，所述供热管路的一端连接在所述第二出管上，另一端连接在所述第一出管上。

7、可选地，还包括第二热电系统，所述第二热电系统包括第四介质管路，按照换热介质流动方向依次设置在所述第四介质管路上的蒸汽透平、冷凝装置、加热器，以及与所述蒸汽透平输出轴连接的第二发电机，所述第四介质管路的一端连接在所述蒸发器和所述过热器之间的供热管路上，另一端连接在所述预热器与所述第一循环管路之间的供热管路上。

8、可选地，所述第四介质管路上设置有调节阀门。

9、可选地，所述多个固体储热模块按照串联或并联的方式排列。

10、可选地，所述固体储热模块由多个固体储热单元串联组成，所述固体储热单元由浇筑成长方体的固体储热介质和嵌入其中的若干并联的钢管道组成，所述钢管道在所述固体储热介质中呈蛇形布置，所述固体储热单元的进口和出口均设置有与若干所述钢管道连接的集管。

11、可选地，所述固体储热介质的制备材料包括水泥、砂、石、粉煤灰和水。

12、有益效果：

13、利用本发明提供的固体储能耦合煤气发电机组系统，炼铁过程中产生的煤气可以通入到锅炉中燃烧，第一循环管路中的蒸汽带动汽轮机工作，进而带动第一发电机发电。在需要进行调峰时，可以通过燃料支管将锅炉的燃料进口前端的部分煤气导出，煤气沿燃料支管进入燃烧炉燃烧，产生的高温烟气可以继续运动至余热炉中换热，第二循环管路中的换热介质可以与余热炉和燃烧炉换热，并且将热量传递至固体储热模块储存，由此降低锅炉燃烧的煤气量，降低第一热电系统的发电总量，达到调峰的目的，且热量储存在固体储热模块中有利于后续再次利用。在发电量需求提高时，供热系统通过第三循环管路将固体储热模块中的热量依次传递至过热器、蒸发器和预热器，那么供热管路将第一循环管路中的水导出，水沿着供热管路依次通过预热器、蒸发器和过热器成为蒸汽，蒸汽进入到第一循环管路中可以为汽轮机工作提供动力，实现了热能转化为动能，进而转化为电能。

14、本发明提供的固体储能耦合煤气发电机组系统可以在需要调峰时，将部分煤气导入煤气换热系统处理，并通过储热系统储存，降低第一电热系统的发电量，解决了煤气处理需要和发电量需求之间的矛盾，而且在发电量需求提高时，可以将储热系统中的热量导出至第一电热系统提高发电量，提高了资源的利用率。

技术特征：

1.一种固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述多个固体储热模块(31)具有第一储热进口(321)、第一储热出口(322)、第二储热进口(323)和第二储热出口(324)，所述第二循环管路的一端连接在所述第一储热进口(321)上，另一端连接在所述第一储热出口(322)上，所述第三循环管路的一端连接在所述第二储热进口(323)上，另一端连接在所述第二储热出口(324)上。

3.根据权利要求2所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述第二循环管路包括第一介质管路(331)、第二介质管路(332)和第三介质管路(333)，所述第一介质管路(331)连接在所述第一储热出口(322)和所述余热炉(22)的换热介质进口之间，所述第二介质管路(332)连接在所述余热炉(22)的换热介质出口和所述燃烧炉(21)的换热介质进口之间，所述第三介质管路(333)连接在所述燃烧炉(21)的换热介质出口和所述第一储热进口(321)之间，换热介质沿第一介质管路(331)、第二介质管路(332)和第三介质管路(333)依次流动。

4.根据权利要求1所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述汽轮机包括高压缸(13)和中/低压缸(14)；所述锅炉(11)包括第一进口(112)、第二进口(114)、第一出口(111)和第二出口(113)，所述第一循环管路包括第一进管(151)、第一出管(152)、第二进管(153)、第二出管(154)，所述第一进管(151)连接在所述第一出口(111)和所述高压缸(13)的进口之间，所述第一出管(152)连接在所述高压缸(13)的出口与所述第一进口(112)之间，所述第二进管(153)连接在所述第二出口(113)和所述中/低压缸(14)的进口之间，所述第二出管(154)连接在所述中/低压缸(14)的出口与所述第二进口(114)之间。

5.根据权利要求4所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述供热管路(45)的一端连接在所述第二出管(154)上，另一端连接在所述第一出管(152)上。

6.根据权利要求1所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，还包括第二热电系统(5)，所述第二热电系统(5)包括第四介质管路(46)，按照换热介质流动方向依次设置在所述第四介质管路(46)上的蒸汽透平(51)、冷凝装置(52)、加热器(53)，以及与所述蒸汽透平(51)输出轴连接的第二发电机(54)，所述第四介质管路(46)的一端连接在所述蒸发器(42)和所述过热器(43)之间的供热管路(45)上，另一端连接在所述预热器(41)与所述第一循环管路之间的供热管路(45)上。

7.根据权利要求6所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述第四介质管路(46)上设置有调节阀门。

8.根据权利要求1所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述多个固体储热模块(31)按照串联或并联的方式排列。

9.根据权利要求8所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述固体储热模块(31)由多个固体储热单元串联组成，所述固体储热单元由浇筑成长方体的固体储热介质和嵌入其中的若干并联的钢管道组成，所述钢管道在所述固体储热介质中呈蛇形布置，所述固体储热单元的进口和出口均设置有与若干所述钢管道连接的集管。

10.根据权利要求9所述的固体储能耦合煤气发电机组系统，其特征在于，所述固体储热介质的制备材料包括水泥、砂、石、粉煤灰和水中的一种或多种。

技术总结本发明提供了一种固体储能耦合煤气发电机组系统，包括：第一热电系统，第一热电系统包括锅炉和汽轮机，锅炉和汽轮机通过第一循环管路连接，汽轮机的输出轴与第一发电机连接；煤气换热系统包括连接在锅炉的燃料进口前端的燃料支管，以及按照燃料输送方向依次安装在燃料支管上的燃烧炉和余热炉；储热系统包括多个固体储热模块和第二循环管路，多个固体储热模块、燃烧炉和余热炉通过第二循环管路连接；供热系统包括与多个固体储热模块连通的第三循环管路；还包括供热管路，供热管路依次连通预热器、蒸发器和过热器，供热管路的两端分别连接在第一循环管路上，并适于由一端将第一循环管路中的液体导出，由另一端将蒸汽输送至第一循环管路。技术研发人员：张智博受保护的技术使用者：思安新能源股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23