本發(fā)明涉及電力能源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種甲烷化反應系統(tǒng)，此外還包括一種包括上述甲烷化反應系統(tǒng)的發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)及發(fā)電廠。

背景技術(shù)：

近年來，在中國三北地區(qū)電力市場容量富裕，燃機、抽水蓄能等可調(diào)峰電源稀缺，電網(wǎng)調(diào)峰與火電機組靈活性之間矛盾突出，電網(wǎng)消納風電、光電、水電及核電等新能源的能力不足，因此，棄風、棄光、棄水和棄核現(xiàn)象嚴重。

現(xiàn)有技術(shù)中，熱電聯(lián)產(chǎn)機組“以熱定電”方式運行，調(diào)峰能力僅為10％左右。調(diào)峰困難已經(jīng)成為電網(wǎng)運行中最為突出的問題。目前國內(nèi)火電靈活性調(diào)峰改造均針對冬季供熱機組，而如何調(diào)整夏季調(diào)峰是擺在眾多火電廠面前的一個難題，為了滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求，以及電廠在激烈競爭中的生存需要，深度調(diào)峰勢在必行。

綜上所述，如何避免發(fā)電廠調(diào)峰能源的浪費，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種甲烷化反應系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用發(fā)電廠的調(diào)峰結(jié)余電量，顯著提升環(huán)保節(jié)能效應。

此外，本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述甲烷化反應系統(tǒng)的發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)和發(fā)電廠，由于設(shè)置了上述甲烷化反應系統(tǒng)，能夠合理消耗電能或排放的二氧化碳，實現(xiàn)能源的整合。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種甲烷化反應系統(tǒng)，包括：

電解制氫裝置，其連接到發(fā)電廠供電裝置，用于接收發(fā)電廠供電裝置輸出的調(diào)峰結(jié)余電量以制備氫；

二氧化碳提供源，用于提供二氧化碳；

甲烷化反應設(shè)備，其連接到所述電解制氫裝置和所述二氧化碳提供源，用于以氫和二氧化碳為原料制備甲烷。

優(yōu)選地，所述電解制氫裝置通過氫收集凈化裝置連接到所述甲烷化反應設(shè)備；和/或，所述電解制氫裝置的氫輸出管路連接到氫貯存裝置。

優(yōu)選地，所述電解制氫裝置的氫輸出管路與氫貯存裝置的連接管路上設(shè)有收集控制閥，用于連通和關(guān)閉該連接管路。

優(yōu)選地，所述電解制氫裝置的氧排出口連接到發(fā)電廠的鍋爐，以向所述鍋爐提供純氧。

優(yōu)選地，所述二氧化碳提供源包括：

發(fā)電廠的二氧化碳捕捉系統(tǒng)，所述二氧化碳捕捉系統(tǒng)用于連接發(fā)電廠的鍋爐的煙氣排出管路，以收集所述鍋爐排出煙氣中的二氧化碳；

和/或液體二氧化碳源、和/或固體二氧化碳源。

優(yōu)選地，所述電解制氫裝置包括堿性水溶液電解制氫裝置和/或固體聚合物電解制氫裝置。

優(yōu)選地，所述電解制氫裝置的水源管路連接水處理車間的純凈水制備裝置；和/或，所述電解制氫裝置的冷卻水供應管路連接所述鍋爐的汽輪機凝結(jié)水管路；和/或，所述電解制氫裝置的冷卻水排出管路連接電廠除氧器。

優(yōu)選地，所述電解制氫裝置包括高溫固體氧化物電解水制氫裝置。

優(yōu)選地，所述高溫固體氧化物電解水制氫裝置的水蒸汽進入口通過電過熱器連接所述鍋爐的主蒸汽排出口。

優(yōu)選地，所述甲烷化反應設(shè)備包括：

用于甲烷化反應的第一高壓反應罐，所述第一高壓反應罐設(shè)有原料輸入管路，所述第一高壓反應罐的輸出管路通過用于加壓的高壓廢鍋連接第二高壓反應罐；

用于甲烷化反應的第二高壓反應罐，所述第二高壓反應罐通過另一高壓廢鍋連接第三高壓反應罐；

第三高壓反應罐，設(shè)有甲烷輸出管路。

優(yōu)選地，還包括：

第一過熱器，設(shè)置在所述第一高壓反應罐的輸出管路上，將所述第一高壓反應罐的排出氣體的熱能進行交換回收；

鍋爐水預熱器，設(shè)置在所述第三高壓反應罐的出口或與所述出口連接的高壓廢鍋的氣體出口，用于將第三高壓反應罐的輸出的過熱氣體、水蒸氣與鍋爐給水進行換熱。

優(yōu)選地，所述第一過熱器連接發(fā)電廠的鍋爐的汽輪機，以便為所述汽輪機提供熱能；和/或

所述鍋爐水預熱器的液體輸入端連接鍋爐給水，液體輸出端鍋爐汽包連接所述第一過熱器。

優(yōu)選地，所述第三高壓反應罐通過鍋爐水預熱器后的氣體管路連接氣液分離器，氣液分離器上設(shè)有天然氣收集管路和/或冷凝水收集管路。

優(yōu)選地，所述冷凝水收集管路連接電解制氫裝置的水源管路，用于為所述電解制氫裝置提供冷凝水。

優(yōu)選地，所述甲烷化反應設(shè)備的甲烷輸出管路連接天然氣管網(wǎng)、天然氣儲存設(shè)備、和/或所述發(fā)電廠的鍋爐的燃燒器。

一種發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)，包括發(fā)電廠供電裝置，還包括上述任意一項所述的甲烷化反應系統(tǒng)，所述甲烷化反應系統(tǒng)的所述電解制氫裝置與所述發(fā)電廠供電裝置連接，以獲得調(diào)峰結(jié)余電量。

優(yōu)選地，所述發(fā)電廠供電裝置包括發(fā)電機輸出電網(wǎng)和連接所述發(fā)電機輸出電網(wǎng)的逆變器，所述逆變器連接所述電解制氫裝置。

優(yōu)選地，還包括：

電廠集控中心，用于控制調(diào)峰結(jié)余電量，所述電廠集控中心與所述發(fā)電廠供電裝置、電網(wǎng)調(diào)度中心連接；

電網(wǎng)調(diào)度中心，用于根據(jù)區(qū)域內(nèi)實時發(fā)電和調(diào)峰負荷需求情況向所述電廠集控中心發(fā)送調(diào)峰負荷指令，所述電廠集控中心根據(jù)所述調(diào)峰負荷指令控制調(diào)整所述調(diào)峰結(jié)余電量。

一種發(fā)電廠，包括上述任意一項所述的甲烷化反應系統(tǒng)和/或上述任意一項所述的發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的甲烷化反應系統(tǒng)可直接消耗發(fā)電廠的調(diào)峰結(jié)余電量，間接利用了棄風棄光棄水棄核電力，緩解了電網(wǎng)平衡和峰谷差問題，延長了發(fā)電廠設(shè)備的使用壽命。由于將調(diào)峰結(jié)余電量進行制氫操作，并最終制成甲烷，實現(xiàn)了電能的變相儲存。

本發(fā)明將電解制氫、氫與二氧化碳反應制取甲烷相結(jié)合，實現(xiàn)了利用電廠調(diào)峰結(jié)余電量，從節(jié)能的源頭和能源的利用方便，為實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的工業(yè)生產(chǎn)提供了強大的支撐。

在本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方式中，通過利用鍋爐排煙中的二氧化碳作為甲烷化的重要原料，實現(xiàn)了電廠排放二氧化碳的回收，不但可以減排二氧化碳，而且可以生成甲烷或其他燃料，以便實現(xiàn)自用或通入天然氣管網(wǎng)，實現(xiàn)電廠對廢氣二氧化碳的循環(huán)應用，整體減少了電廠的碳排放強度。

本發(fā)明還提供了一種包括上述甲烷化反應系統(tǒng)的發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)以及一種包括上述甲烷化反應系統(tǒng)的發(fā)電廠。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的甲烷化反應系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的甲烷化反應設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1-2中：

1為電解制氫裝置、101為堿性水溶液電解制氫裝置、102為固體聚合物電解制氫裝置、103為高溫固體氧化物電解水制氫裝置；

2為二氧化碳捕捉系統(tǒng)、3為鍋爐、4為甲烷化反應設(shè)備、5為氫收集凈化裝置、6為發(fā)電廠供電裝置、7為純凈水制備裝置、8為除氧器、9為高溫加熱器、10為汽輪機、11為低溫加熱器、12為電網(wǎng)及電廠調(diào)峰控制平臺、13為發(fā)電機；

401為第一高壓反應罐、402為第二高壓反應罐、403為第三高壓反應罐、411為第一過熱器、404為鍋爐汽包、405為鍋爐水預熱器；

601為逆變器、602為電過熱器；

121為電網(wǎng)調(diào)度中心、122為電廠集控中心。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種甲烷化反應系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用發(fā)電廠的調(diào)峰結(jié)余電量，顯著提升環(huán)保節(jié)能效應。

請參考圖1至圖2，圖1為本發(fā)明所提供的甲烷化反應系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的甲烷化反應設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明所提供的一種甲烷化反應系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括：電解制氫裝置1、用于提供二氧化碳的二氧化碳提供源和甲烷化反應設(shè)備4。

其中，電解制氫裝置1是以發(fā)電廠的調(diào)峰結(jié)余電量為電源制取氫的裝置，可選的，電解制氫裝置1可以與發(fā)電廠供電裝置6連接，用以通過獲取發(fā)電廠供電裝置6在調(diào)峰過程中的調(diào)峰結(jié)余電量進行電解制氫操作，從而獲得氫。需要說明的是，發(fā)電廠可以為火電廠等類型的發(fā)電廠。

甲烷化反應設(shè)備4是以氫和二氧化碳為原料制備甲烷的設(shè)備，甲烷化反應設(shè)備4，其連接到電解制氫裝置1和二氧化碳提供源，用于以氫和二氧化碳為原料制備甲烷。可選的一種連接方式中，甲烷化反應設(shè)備4的原料輸入管路連接電解制氫裝置1的氫輸出管路、二氧化碳提供源的二氧化碳輸出管路，甲烷化反應設(shè)備4的甲烷輸出管路連接天然氣管網(wǎng)、和/或天然氣儲存設(shè)備、和/或發(fā)電廠的鍋爐3燃料室。

需要說明的是，氫氣是氣體氫和液態(tài)氫的統(tǒng)稱，本申請中提到的氫、二氧化碳均可以為氣態(tài)、液態(tài)、氣液混合態(tài)或者其他形態(tài)，并不限定二者的物理形態(tài)，本申請統(tǒng)稱為氫氣和二氧化碳，本申請中提到的電解制氫裝置1的作用是生成氫，可以氣態(tài)氫氣，也可以為液態(tài)氫，或者為其他形式的氫能源。相適應的，用于輸送氫的管路可以用于輸送氣體或液體，或者其他輸送結(jié)構(gòu)。二氧化碳提供源的作用是提供二氧化碳，可以為其他二氧化碳氣體，也可以為液態(tài)或其他形態(tài)的二氧化碳。相適應的，用于輸送二氧化碳的管路可以用于輸送氣體或液體，或者其他輸送結(jié)構(gòu)。

以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，甲烷化反應設(shè)備4可以通過二氧化碳和氫、以催化劑和高溫高壓為條件，反應制得甲烷或以甲烷為主的可燃性氣體，本發(fā)明以電解制氫裝置1制得的氫和二氧化碳為反應原料，進行甲烷化操作，因而能夠得到大量的甲烷天然氣產(chǎn)品，甲烷天然氣產(chǎn)品可以直接用于鍋爐燃燒供能，或者可以方便的進行儲存，相比起電能而言，甲烷具有易儲存性。

本發(fā)明提供的發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)可直接消耗電廠的調(diào)峰結(jié)余電量，間接利用了棄風棄光棄水棄核電力，緩解了電網(wǎng)平衡和峰谷差問題，延長了電廠設(shè)備的使用壽命。由于將調(diào)峰結(jié)余電量進行制氫操作，并最終制成甲烷，實現(xiàn)了電能的變相儲存，實現(xiàn)了能源的穩(wěn)定儲存和有效利用。本發(fā)明將電解制氫技術(shù)、氫與二氧化碳反應制取甲烷等可燃氣體技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了利用電廠調(diào)峰結(jié)余電量，間接利用棄風棄光電力，生產(chǎn)氫氣和甲烷等氣體燃料，為實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的工業(yè)生產(chǎn)提供了強大的支撐。

可選的，上述發(fā)電廠供電裝置6的供電作用可以通過電網(wǎng)及電廠調(diào)峰控制平臺12控制，根據(jù)電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)棄風棄光情況，結(jié)合電網(wǎng)對發(fā)電廠的調(diào)峰負荷要求，在低谷電時段大量給電解制氫裝置1供電。

在上述實施例的基礎(chǔ)之上，電解制氫裝置1的氫輸出管路通過氫收集凈化裝置5連接甲烷化反應設(shè)備4的原料輸送管路；和/或，電解制氫裝置1的氫輸出管路連接用于儲備能源的氫貯存裝置。

可選的，電解制氫裝置1制得液態(tài)或其他形態(tài)氫時，上述氫氣輸出管路、氫收集凈化裝置5等對應進行其他形態(tài)的氫的輸送和收集。

可選的，氫輸出管路與氫貯存裝置的連接管路上設(shè)有收集控制閥，用于連通和關(guān)閉該連接管路。

可選的，電解制氫裝置1設(shè)有用于連接鍋爐3以提供純氧的氧氣排出口，也就是說，電解制氫裝置1的氧排出口連接到發(fā)電廠的鍋爐3，以向鍋爐3提供純氧?？蛇x的，上述氧排出口可以排出可以輸出氧氣或液態(tài)氧。

需要說明的是，本實施例中采用收集和利用并行的方式有效地處理氫，使制得的氫具有兩種用途，一方面通過凈化處理進入甲烷化反應設(shè)備4，參與進行甲烷化操作；另一方面，通過氫貯存裝置實現(xiàn)氫氣或液態(tài)氫的貯存，由于氫氣或液態(tài)氫相比于電能而言，具有較好的儲存能力，儲存更加穩(wěn)定、不易流失。

本發(fā)明利用電解制氫工藝，實現(xiàn)了電能的變相儲存，氫能作為未來能源，不但存儲方便，而且其燃燒后無污染和任何碳排放，電能制氫并儲存能保障電廠能量的保存。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，二氧化碳提供源包括二氧化碳捕捉系統(tǒng)2，二氧化碳捕捉系統(tǒng)2用于連接發(fā)電廠鍋爐3，收集鍋爐3排出煙氣中二氧化碳，二氧化碳捕捉系統(tǒng)2設(shè)有用于與鍋爐3的煙氣排出管路連通的接口。當然，二氧化碳提供源還可以包括液體二氧化碳源和/或固體二氧化碳源。

二氧化碳捕捉系統(tǒng)2用于收集鍋爐3排出煙氣中的二氧化碳，二氧化碳捕捉系統(tǒng)2與鍋爐3的煙氣排出管路連通；鍋爐3的煙氣排出管路通常產(chǎn)生廢氣二氧化碳等，其排放量是鍋爐廠需要控制的環(huán)保排放指標之一。

更重要的是，本發(fā)明通過利用鍋爐排煙中的二氧化碳作為甲烷化的重要原料，實現(xiàn)了電廠排放二氧化碳的回收，不但可以減排二氧化碳，而且可以生成甲烷或其他燃料，以便實現(xiàn)自用或通入天然氣管網(wǎng)。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，二氧化碳捕捉系統(tǒng)2的二氧化碳輸出管路上設(shè)有二氧化碳提純系統(tǒng)。通過二氧化碳的提純處理能夠保證甲烷化設(shè)備的充分反應以及甲烷制取的純度。

可選的，本申請中的電解制氫裝置1可以為堿性水溶液電解制氫裝置101，或者可以為現(xiàn)有技術(shù)中其他進行制氫的裝置，例如固體聚合物電解制氫裝置102或高溫固體氧化物電解水制氫裝置103等。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，電解制氫裝置1包括堿性水溶液電解制氫裝置101和/或固體聚合物電解制氫裝置102。需要說明的是，請參考圖1，其中，堿性水溶液電解制氫裝置101和固體聚合物電解制氫裝置102均可以通過發(fā)電廠供電裝置6或發(fā)電廠供電裝置6的逆變器601進行供電?？梢酝瑫r存在堿性水溶液電解制氫裝置101和固體聚合物電解制氫裝置102，或僅包括其中一種，具體設(shè)置可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，制得氫后提供給氫收集凈化裝置5后可用于收集或提供給甲烷化反應裝置4。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，電解制氫裝置1的水源管路通過補水泵連接水處理車間的純凈水制備裝置7；和/或，電解制氫裝置1的冷卻水供應管路連接鍋爐3的汽輪機凝結(jié)水管路，利用汽輪機凝結(jié)水管路中的凝結(jié)水作為電解制氫裝置1的冷卻水，電解制氫裝置1的冷卻水排出管路連接電廠除氧器，利用電解制氫裝置1中升溫后的冷卻水給鍋爐循環(huán)利用；和/或，電解制氫裝置1的氧排出口可以直接連接鍋爐3，為鍋爐3提供純氧。

需要說明的是，本實施例中共包括三個實施方式，電解制氫裝置1可以利用電廠化學水處理車間中通過純凈水制備裝置形成的水源，電解制氫裝置1可以以鍋爐3的汽輪機10的凝結(jié)水作為冷卻水供應源，并循環(huán)利用。

另外，電解制氫裝置1的產(chǎn)品除了氫還包括氧氣，制得的氧氣還可以對鍋爐進行供氧，可實現(xiàn)電廠的碳中和運行以及保證充分的富氧燃燒。當然，需要將氧氣中可能存在的水蒸氣進行去除。本實施例共提供了三種實施方式，這三種方式可以相互組合，可以同時設(shè)置，也可以僅包括其中一種或兩種。可選的，電解制氫裝置1的水源供應也可以通過水箱或其他設(shè)備提供。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，電解制氫裝置1包括高溫固體氧化物電解水制氫裝置103，高溫固體氧化物電解水制氫裝置103的水蒸氣進汽口通過電過熱器602連接鍋爐3的主蒸汽排出口。

需要說明的是，請參考圖1，其中高溫固體氧化物電解水制氫裝置103通過發(fā)電廠供電裝置6或逆變器601供電，可選的，高溫水蒸汽可以由鍋爐3的主蒸汽提供，具體地，其水蒸氣進汽口通過電過熱器602連接鍋爐3的主蒸汽排出口，電加熱器可用于將鍋爐3的主蒸汽進行加熱，通?？蛇x擇加熱到800攝氏度以上形成高溫蒸汽，并通入高溫固體氧化物電解水制氫裝置103中。連接關(guān)系中電解制氫裝置1的高溫水蒸汽管路連接鍋爐3的主蒸汽，再經(jīng)過電過熱器602過熱到800度以上后，再進入高溫固體氧化物電解水制氫槽。

可選的，可以對上述三種電解質(zhì)氫裝置進行組合設(shè)置，本發(fā)明所提供的實施例中至少包括四種不同的電解制氫裝置，其中，高溫固體氧化物電解水制氫裝置103可與堿性水溶液電解制氫裝置101或固體聚合物電解制氫裝置102同時設(shè)置在電廠系統(tǒng)里，也可以僅包括其中一個或兩個。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，甲烷化反應設(shè)備4包括：第一高壓反應罐401、第二高壓反應罐402和第三高壓反應罐403。

其中，第一高壓反應罐401、第二高壓反應罐402和第三高壓反應罐403均用于進行甲烷化反應，第一高壓反應罐401設(shè)有甲烷化反應設(shè)備4的原料輸入管路，原料輸入管路獲得氫和二氧化碳后輸送到第一高壓反應罐401中進行甲烷化反應，第一高壓反應罐401的出氣管路通過用于加壓的高壓廢鍋連接第二高壓反應罐402。第二高壓反應罐402通過另一個高壓廢鍋連接第三高壓反應罐403，第三高壓反應罐403設(shè)有甲烷輸出管路。

需要說明的是，上述三級高壓反應罐均為高溫高壓的反應罐，其中可以設(shè)置促使甲烷化反應的催化劑。另外，三級高壓反應罐的壓力可以按照階梯等級設(shè)置，逐級增大壓力、溫度。

在上述實施例的基礎(chǔ)之上，第一高壓反應罐401的輸出管路設(shè)有第一過熱器411，設(shè)置在第一高壓反應罐401的輸出管路上，將第一高壓反應罐401的排出氣體的熱能進行交換回收。

在上述實施例的基礎(chǔ)之上，還包括鍋爐水預熱器405，請參考圖2，鍋爐水預熱器405設(shè)置在第三高壓反應罐403的出口處或者設(shè)置在第三高壓反應罐403出口連接的高壓廢鍋的氣體出口處，用于將第三高壓反應罐403的輸出的過熱氣體、水蒸氣與鍋爐給水進行換熱。

可選的，第一過熱器411連接鍋爐3的汽輪機10，以便為汽輪機10提供熱能。

可選的，鍋爐水預熱器405的液體輸入端連接鍋爐給水，鍋爐水預熱器405的液體輸出端通過鍋爐汽包404連接第一過熱器411。

需要說明的是，第一高壓反應罐401為高溫高壓爐，其排出的甲烷氣體或水蒸氣具有較高的熱能和壓力能，這些能量可以被用作鍋爐結(jié)構(gòu)上。本實施例在第一高壓反應罐401設(shè)有第一過熱器411，第一過熱器411用于將第一高壓反應罐401的排出氣體的熱能進行交換回收。進一步地，該第一過熱器411獲得的熱能以過熱蒸汽的形式通往鍋爐3的汽輪機10，汽輪機10可通過該過熱蒸汽進行做功，上述裝置實現(xiàn)了第一高壓反應罐401出口處的能源的節(jié)約再利用。

可選的，第二高壓反應罐402和第三高壓反應罐403處也可以設(shè)置相應的能源回收裝置，以便對反應罐出口的能源加以利用。

在上述實施例的基礎(chǔ)之上，第二高壓反應罐402的壓力大于第一高壓反應罐401的壓力，且小于第三高壓反應罐403的壓力。和/或，第二高壓反應罐402為至少兩個高壓反應罐串聯(lián)連接的高壓反應罐組。

需要說明的是，上述第二高壓反應罐402可以與第一高壓反應罐401、第三高壓反應罐403分別形成階梯壓力，以便通過不斷的加壓實現(xiàn)對反應原料的充分利用。另外，第二高壓反應罐402可以為不止一個反應罐，也就是說，甲烷化反應設(shè)備4共包括至少三個反應罐?？蛇x的，上述甲烷化反應設(shè)備4的反應罐的設(shè)置可以根據(jù)具體使用情況進行調(diào)整。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，第三高壓反應罐403通過鍋爐水預熱器405后的氣體管路連接氣液分離器，氣液分離器上設(shè)有天然氣產(chǎn)品收集管路和/或冷凝水收集管路。

可選的，冷凝水收集管路連接電解制氫裝置1的水源管路，以便作為水源將冷凝水用于電解制氫裝置1中，該設(shè)置較大程度的實現(xiàn)了能源的節(jié)約利用。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，甲烷化反應設(shè)備4的甲烷輸出管路連接天然氣管網(wǎng)、天然氣儲存設(shè)備、和/或發(fā)電廠的鍋爐3的燃燒器。

本發(fā)明所提供的發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)通過耦合常規(guī)發(fā)電廠、制氫裝置和甲烷化反應設(shè)備4，將電廠的凝結(jié)水加熱，給水加熱和主蒸汽的產(chǎn)生與制氫和甲烷生產(chǎn)工藝流程相結(jié)合，實現(xiàn)了余熱回收和能源梯級利用，極大地提升了發(fā)電廠的能源利用，不僅節(jié)約了有效的電能，可以通過存儲或制甲烷加以利用，并且將鍋爐產(chǎn)生的二氧化碳進行有效的利用，降低了發(fā)電廠的二氧化碳排放量，具有極大的環(huán)保節(jié)能的科技意義。

除了上述各個實施例所提供的甲烷化反應系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，該甲烷化反應系統(tǒng)的其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。

此外，本發(fā)明還提供了一種包括上述甲烷化反應系統(tǒng)的發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)電廠供電裝置6，還包括上述任意一個實施例所提供的甲烷化反應系統(tǒng)，甲烷化反應系統(tǒng)的電解制氫裝置1與發(fā)電廠供電裝置6連接，以獲得調(diào)峰結(jié)余電量。

在一個具體的實施例中，發(fā)電廠供電裝置6包括發(fā)電機輸出電網(wǎng)和連接發(fā)電機輸出電網(wǎng)的逆變器601，逆變器601連接電解制氫裝置1。

可選的，請參考圖1，發(fā)電機輸出電網(wǎng)可以具體為發(fā)電機13。

鍋爐3的汽輪機10連接發(fā)電機13，發(fā)電機作為發(fā)電機廠的主要設(shè)備，在調(diào)峰過程中是電能的源頭。逆變器601可將發(fā)電機的電能輸送給電解制氫裝置1進行電解操作。

在一個具體的實施例中，還包括用于控制調(diào)峰結(jié)余電量的電廠集控中心122，發(fā)電廠供電裝置6可以與電廠集控中心連接，電廠集控中心122與電網(wǎng)調(diào)度中心121連接，電網(wǎng)調(diào)度中心121根據(jù)區(qū)域內(nèi)實時發(fā)電和調(diào)峰負荷需求情況向電廠集控中心122發(fā)送調(diào)峰負荷指令，電廠集控中心122根據(jù)調(diào)峰負荷指令控制調(diào)整調(diào)峰結(jié)余電量。

可選的，上述系統(tǒng)中包括電網(wǎng)及電廠調(diào)峰控制平臺12，該平臺包括電網(wǎng)調(diào)度中心121和電廠集控中心122，電網(wǎng)調(diào)度中心121根據(jù)區(qū)域內(nèi)風電光伏的實時發(fā)電和調(diào)峰負荷需求情況，向電廠集控中心122下達電網(wǎng)調(diào)峰指令、調(diào)峰負荷，電廠集控中心122通過控制連接于發(fā)電機13和逆變器601之間的電開關(guān)電路，控制逆變器601將發(fā)電機13的直流電轉(zhuǎn)化成交流電，并用做電解制氫裝置1的電源。特別是在強風和高棄風棄光時段，向電解制氫裝置1供電，間接將不穩(wěn)定的風電光伏發(fā)電轉(zhuǎn)化為可儲存的氫能或甲烷氣。

此外，發(fā)電廠的鍋爐3的煙氣排出口作為甲烷化反應系統(tǒng)的二氧化碳提供源，為甲烷化反應提供二氧化碳，從而實現(xiàn)鍋爐的二氧化碳的回收再利用。

此外，本發(fā)明還提供了一種發(fā)電廠，該發(fā)電廠包括上述各個實施例中所提供的甲烷化反應系統(tǒng)，或者包括上述發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)，上述發(fā)電廠的其他結(jié)構(gòu)特征可以參考現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上對本發(fā)明所提供的甲烷化反應系統(tǒng)、發(fā)電廠調(diào)峰系統(tǒng)及發(fā)電廠進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。