一种弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111146803A(43)申请公布日2020.05.12(21)申请号201911412301.4C25B1/04(2006.01)(22)申请日2019.12.31(71)申请人国电龙源电力技术工程有限责任公司地址100039北京市海淀区西四环中路16号院1号楼12层1201室(72)发明人吕洲高维(74)专利代理机构北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)11387代理人刘春成荣红颖(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)F23L7/00(2006.01)C25B15/08(2006.01)C25B9/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统(57)摘要本发明提供一种弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，包括：风力发电系统、电解水制氢系统及燃煤发电系统；其中，所述风力发电系统与所述电解水制氢系统连接，给所述电解水制氢系统供电；所述电解水制氢系统用于电解水制备氢气和氧气；所述燃煤发电系统与所述电解水制氢系统的氧气输出端连接，利用电解水制氢系统生产的氧气实现燃煤发电系统的锅炉富氧燃烧。可有效消纳弃风电力，同时降低制氢成本；同时充分利用高价值的副产物氧气，将氧气送入燃煤锅炉实现锅炉的富氧燃烧；不仅能整体上大幅降低电解水制氢系统的成本，同时对于电厂侧来说，还具有节省能源，提高锅炉内部燃烧强度，减少排烟损失，提高锅炉效率的优异效果。CN111146803ACN111146803A权利要求书1/2页1.一种弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，包括：风力发电系统、电解水制氢系统及燃煤发电系统；其中，所述风力发电系统与所述电解水制氢系统连接，给所述电解水制氢系统供电；所述电解水制氢系统用于电解水制备氢气和氧气；所述燃煤发电系统与所述电解水制氢系统的氧气输出端连接，利用电解水制氢系统生产的氧气实现燃煤发电系统的锅炉富氧燃烧。2.如权利要求1所述的弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述风力发电系统包括风力发电机组和风电电能分配系统，其中，所述风力发电机组用于实现风能转化为电能；所述风电电能分配系统用于将电能进行分配，包括电网支路和制氢支路，所述电网支路用于风电对电网友好时将电能输送至电网，所述制氢支路用于风电对电网不友好时将电能输送至电解水制氢系统的电解槽用于制氢；所述制氢支路上依次设置有AC/DC变流器和DC/DC变压器；所述电网支路上依次设置有AC/AC变流器。3.如权利要求1或2所述的弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述电解水制氢系统包括：补水系统、碱液循环系统、电解槽、氢纯化系统；其中，所述补水系统用于向所述氢纯化系统补充纯水；所述碱液循环系统，分别与所述电解槽的电解液输入端、所述氢纯化系统的液相输出端连接，用于从所述氢纯化系统回收电解碱液，并向所述电解槽提供电解碱液；所述电解槽，与所述碱液循环系统的输出端连接，用于接收电解碱液并且在直流电的作用下纯水发生电解反应生成氢气和氧气；所述氢纯化系统，分别与所述电解槽的输出端、所述补水系统的输出端和所述碱液循环系统的输入端连接，用于接收所述电解槽流出的富含氢气的电解碱液和富含氧气的电解碱液，并分别分离纯化氢气、氧气。4.如权利要求3所述的弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述补水系统包括纯水装置、原料水箱、补水泵，其中，所述纯水装置用于对水源进行纯化处理得到纯水；所述原料水箱与所述纯水装置连接，用于储存纯水；所述补水泵用于从所述原料水箱抽取纯水输送至目标设备。5.如权利要求3或4所述的弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述碱液循环系统包括碱液循环泵、碱液冷却器以及碱液循环管道；其中，所述碱液循环管道分别连接所述氢纯化系统的液相输出端和所述电解槽的输入端，所述碱液循环泵设置于所述碱液循环管道上用于提供碱液循环的动力，所述碱液冷却器设置于所述碱液循环管道上，用于对所述碱液进行冷却过滤处理。6.如权利要求3-5中任一项所述的弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述电解槽的输出端包括富含氢气电解液输出端和富含氧气电解液输出端，分别用于输出富含氢气的电解液和富含氧气的电解液；优选地，所述电解槽的输入端还与所述补水系统连接。7.如权利要求3-6中任一项所述的弃风电解水制氢耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述氢纯化系统包括氢气纯化子系统和氧气纯化子系统；所述氢气纯化子系统包括依次连接的氢分离器、氢综合塔、氢气水分离器、氢气调压装置；其中，所述氢气分离器用于从所述电解槽流出的富含氢气电解液中分离电解液和氢气；2CN111146803A权利要求书2/2页所述氢综合塔用于洗涤、冷却所述氢分离