CN210317492U - 一种生物质直燃发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型技术方案提供一种生物质直燃发电系统，包括低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、回热器、燃烧室、除尘器、透平、发电机、冷却器及水分离器。本实用新型技术方案的生物质直燃发电系统中的二氧化碳可直接通过循环系统收集，不需要额外的捕碳装置，实现了二氧化碳负排放，且结构简单、结构紧凑、运行灵活，发电效率高，可实现电厂的小型化和模块化。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电技术领域，特别是涉及一种生物质直燃发电系统。
背景技术
生物质是重要的可再生能源之一，具有资源丰富、可再生、分布地域广、大气污染物排放少等优点，国内外均在大力发展生物质能源发电技术。生物质发电技术主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电、热解气化发电和沼气发电四类。但是，生物质发电是否是真正二氧化碳零排放发电方式，行业内仍有争议，因为实际上生物质电厂仍然有排放烟气的烟囱。
近年来，以超临界二氧化碳为工质的动力循环技术发展很快，特别是，采用纯氧直燃加热的半闭式超临界二氧化碳循环，兼具高效发电与廉价捕碳的优点，并且系统简单、结构紧凑、灵活性好。生物质固体经处理后可直接作为半闭式超临界二氧化碳循环的燃料，而后者可方便地从循环回路中分离出水和多余的二氧化碳，二氧化碳可直接收集用于其它用途或封存。因此，采用半闭式超临界二氧化碳循环的生物质直燃发电系统可实现二氧化碳零排放，或者说是负排放，具有很高的社会效益。因此，亟待构建一种生物质固体直燃的半闭式超临界二氧化碳循环系统。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种生物质直燃发电系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种生物质直燃发电系统，包括低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、回热器、燃烧室、除尘器、透平、发电机、冷却器及水分离器，所述低压压缩机的出口连接所述中间冷却器的进口，所述中间冷却器的出口连接所述高压压缩机的进口，所述高压压缩机出口连接所述回热器的低温侧进口，所述回热器的低温侧出口连接所述燃烧室的工质进口，所述燃烧室的出口连接所述除尘器的进口，所述除尘器的出口连接所述透平的进口，所述透平的出口连接所述回热器的高温侧进口，所述回热器的高温侧出口连接冷却器的进口，所述冷却器的出口连接所述水分离器的进口，分离出的水排出所述水分离器的水出口，水分离器的工质出口连接所述低压压缩机的进口，所述发电机连接所述透平。
可选的，所述燃烧室上还设有生物质燃料进口和氧气进口。
可选的，所述的生物质直燃发电系统还包括水收集装置，所述水收集装置连接所述水分离器的水出口。
可选的，所述的生物质直燃发电系统还包括二氧化碳收集装置，所述二氧化碳收集装置连接所述中间冷却器。
可选的，所述燃烧室与所述除尘器之间的距离为不超过5米。
可选的，所述除尘器与所述透平之间的距离为不超过5米。
与现有技术相比，本实用新型技术方案的生物质直燃发电系统具有如下有益效果：
1、生物质燃烧产物中的二氧化碳可直接通过循环系统收集，不需要额外的捕碳装置，实现了二氧化碳负排放。
2、本实用新型技术方案的发电系统简单、结构紧凑、运行灵活，可实现电厂的小型化和模块化，有利于降低建造成本。
3、本实用新型技术方案的发电系统的发电效率高，可达55％以上。
附图说明
图1为本实用新型实施例的生物质直燃发电系统的结构示意图；
其中：1-低压压缩机，2-中间冷却器，3-高压压缩机，4-回热器，5-燃烧室，6-除尘器，7-透平，8-发电机，9-冷却器，10-水分离器，11-水收集装置，12-二氧化碳收集装置，51-生物质燃料进口，52-氧气进口。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型技术方案进行详细说明。
如图1所示，本实用新型实施例的生物质直燃发电系统，包括低压压缩机1、中间冷却器2、高压压缩机3、回热器4、燃烧室5、除尘器6、透平7、发电机8、冷却器9及水分离器10。各部件的连接关系如下：低压压缩机1的出口连接中间冷却器2的进口，中间冷却器2的出口连接高压压缩机3的进口，高压压缩机3出口连接回热器4的低温侧进口，回热器4的低温侧出口连接燃烧室5的工质进口，燃烧室5的出口连接除尘器6的进口，除尘器6的出口连接透平7的进口，透平7的出口连接回热器4的高温侧进口，回热器4的高温侧出口连接冷却器9的进口，冷却器9的出口连接水分离器10的进口，分离出的水排出水分离器10的水出口，水分离器10的工质出口连接低压压缩机1的进口，发电机8连接透平7。
在本实施例中，生物质直燃发电系统还包括水收集装置11和二氧化碳收集装置12，所述水收集装置11连接所述水分离器10的水出口，二氧化碳收集装置12连接所述中间冷却器2。燃烧室5上还设有生物质燃料进口51和氧气进口52。
燃烧室5与除尘器6之间、除尘器6与透平7之间的距离尽可能的短，具体的距离大小根据实际情况设置。
需要说明的是,本实用新型技术方案所涉及的设备均属于现有设备，在本实施例中，具体采用如下设备：低压压缩机(轴流式二氧化碳压缩机)，中间冷却器(管式冷却器)，高压压缩机(轴流式二氧化碳压缩机)，回热器(印刷电路板换热器)，燃烧室(高压燃烧室)，除尘器(旋风除尘器)，透平(轴流式二氧化碳透平)，发电机(三相交流同步发电机)，冷却器(管式冷却器)，水分离器(喷淋式分离器)。
本实用新型实施例提供的生物质直燃发电系统的各个设备之间通过管道连接，根据系统控制需要，管道上还可布置阀门、仪表等设备。系统中还可包括辅助设施、电气系统、控制系统等。
本实用新型技术方案的生物质直燃发电系统的工作方法如下：
经预处理后的生物质燃料经生物质燃料进口51被送入燃烧室5，同时，氧气经氧气进口52被输入燃烧室5，生物质燃料燃烧产生的热量对燃烧室5的超临界二氧化碳工质进行加热，使超临界二氧化碳工质达到850℃；
然后，超临界二氧化碳工质与燃烧产物形成的混合工质进入除尘器6除尘，除尘后的混合工质再进入透平7膨胀做功，推动发电机8发电，透平7的排气压力为6MPa，且透平7排出的气体经回热器4释放余热，经冷却器9冷却，再通过水分离器10除湿，之后水进入水收集装置11，二氧化碳再经低压压缩机1增压至9MPa，再经中间冷却器2冷却，一部分二氧化碳进入高压压缩机3增压至35MPa，再进入回热器4加热，最后输入燃烧室5，其余二氧化碳储存于二氧化碳收集装置12。
采用本实用新型技术方案的生物质直燃发电系统发电效率可达55％以上，且无须设置排放烟气的烟囱，二氧化碳不向大气排放，全部收集，可实现负碳排。
以上详细描述了本实用新型的具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种生物质直燃发电系统，其特征在于，包括低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、回热器、燃烧室、除尘器、透平、发电机、冷却器及水分离器，所述低压压缩机的出口连接所述中间冷却器的进口，所述中间冷却器的出口连接所述高压压缩机的进口，所述高压压缩机出口连接所述回热器的低温侧进口，所述回热器的低温侧出口连接所述燃烧室的工质进口，所述燃烧室的出口连接所述除尘器的进口，所述除尘器的出口连接所述透平的进口，所述透平的出口连接所述回热器的高温侧进口，所述回热器的高温侧出口连接冷却器的进口，所述冷却器的出口连接所述水分离器的进口，分离出的水排出所述水分离器的水出口，水分离器的工质出口连接所述低压压缩机的进口，所述发电机连接所述透平。
2.如权利要求1所述的生物质直燃发电系统，其特征在于，所述燃烧室上还设有生物质燃料进口和氧气进口。
3.如权利要求1所述的生物质直燃发电系统，其特征在于，还包括水收集装置，所述水收集装置连接所述水分离器的水出口。
4.如权利要求1所述的生物质直燃发电系统，其特征在于，还包括二氧化碳收集装置，所述二氧化碳收集装置连接所述中间冷却器。
5.如权利要求1所述的生物质直燃发电系统，其特征在于，所述燃烧室与所述除尘器之间的距离为不超过5米。
6.如权利要求1所述的生物质直燃发电系统，其特征在于，所述除尘器与所述透平之间的距离为不超过5米。
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|---|---|---|---|---|
| CN110307089A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-10-08 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种生物质直燃发电系统及方法 |
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