一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统及运行方法技术方案

本发明专利技术涉及发电技术领域，具体涉及一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统及运行方法。一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，包括：依次连接的锅炉、汽轮机、第一发电机和压缩机；给水回热组件，与所述锅炉和汽轮机均连接；二氧化碳低压储罐和二氧化碳高压储罐，分别与所述压缩机的进口和出口连通，且所述二氧化碳低压储罐还与所述给水回热组件连通；二氧化碳透平，设于所述锅炉和所述给水回热组件之间，且连接有第二发电机；第一阀门和第二阀门，分设于所述二氧化碳低压储罐和压缩机以及所述二氧化碳高压储罐和锅炉之间。本发明专利技术提供了一种可以有效利用能源，运行效率较高的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统及运行方法。行方法。行方法。

【技术实现步骤摘要】
一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统及运行方法


[0001]本专利技术涉及发电
，具体涉及一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统及运行方法。

技术介绍

[0002]目前，提升机组灵活性是燃煤发电系统的重要研究方向，通过提升燃煤发电系统的变负荷速率并拓宽稳定运行范围，可以促进风能、太阳能等具有强烈的间歇性和波动性的新能源发电并网消纳。但是，现有的燃煤发电系统在机组降负荷或低负荷运行时，过剩电力被浪费；而在机组升负荷或高负荷运行时，抽汽量较大，运行效率较低。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃煤发电系统在机组降负荷或低负荷运行时，过剩电力被浪费；而在机组升负荷或高负荷运行时，抽汽量较大，运行效率较低的缺陷，从而提供一种可以有效利用能源，运行效率较高的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统及运行方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，包括：
[0005]依次连接的锅炉、汽轮机、第一发电机和压缩机；
[0006]给水回热组件，与所述锅炉和汽轮机均连接；
[0007]二氧化碳低压储罐和二氧化碳高压储罐，分别与所述压缩机的进口和出口连通，且所述二氧化碳低压储罐还与所述给水回热组件连通；
[0008]二氧化碳透平，设于所述锅炉和所述给水回热组件之间，且连接有第二发电机；
[0009]第一阀门和第二阀门，分设于所述二氧化碳低压储罐和压缩机以及所述二氧化碳高压储罐和锅炉之间，所述第一阀门开启，第二阀门关闭时，第一发电机驱动压缩机将二氧化碳低压储罐中的二氧化碳压缩储存至二氧化碳高压储罐中；所述第一阀门关闭，第二阀门开启时，所述二氧化碳高压储罐中的二氧化碳与锅炉换热后，进入二氧化碳透平做功，再经给水回热组件进入二氧化碳低压储罐中，此时第二发电机发电。
[0010]可选地，所述二氧化碳低压储罐的工作压力为7.5－8.5MPa，工作温度为32－40℃，二氧化碳高压储罐的工作压力为20－23MPa。
[0011]可选地，所述锅炉内设有连通设置的第一换热器和第二换热器，所述二氧化碳高压储罐的出口与所述第一换热器连通，所述第一换热器的工质出口与第二换热器的工质入口连通，所述第二换热器的出口与二氧化碳透平连通。
[0012]可选地，所述锅炉的烟道内与所述第一换热器对应的位置设有空气预热器，所述空气预热器的出口与所述锅炉的主体连通，所述锅炉的烟道内与所述第二换热器对应的位置设有省煤器，所述省煤器的进口与所述给水回热组件的出口连通。
[0013]可选地，所述空气预热器与所述第一换热器之间设有第一挡板，所述省煤器和第
二换热器之间设有第二挡板。
[0014]可选地，所述给水回热组件包括连通设置的高压加热器和低压加热器，所述高压加热器与所述二氧化碳透平连接，所述低压加热器与所述二氧化碳低压储罐连接，所述高压加热器的二氧化碳侧出口与低压加热器的二氧化碳侧入口连接。
[0015]可选地，所述汽轮机包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸和中压缸均与所述锅炉连通，所述低压缸还与所述给水回热组件连通。
[0016]可选地，所述给水回热组件还包括凝汽器和除氧器，所述凝汽器同时连接低压缸和低压加热器，所述高压加热器与低压加热器之间设有除氧器，所述低压缸的抽汽与低压加热器连接，中压缸的抽汽与除氧器和高压加热器连接，高压缸的抽汽与高压加热器连接。
[0017]可选地，所述第二发电机还连接有电站辅机。
[0018]还提供了一种燃煤发电系统的运行方法，包括：
[0019]当系统降低负荷或低负荷运行时，所述第一阀门开启，第二阀门关闭，第一发电机驱动压缩机将二氧化碳低压储罐中的二氧化碳压缩储存至二氧化碳高压储罐中；当系统升负荷或高负荷运行时，所述第一阀门关闭，第二阀门开启时，所述二氧化碳高压储罐中的二氧化碳与锅炉换热后，进入二氧化碳透平做功，再经给水回热组件进入二氧化碳低压储罐中，此时第二发电机发电。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0021]1.本专利技术提供的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，当系统降低负荷或低负荷运行时，第一阀门开启，第二阀门关闭，第一发电机驱动压缩机将二氧化碳低压储罐中的二氧化碳压缩储存至二氧化碳高压储罐中，有效利用了系统的过剩电力，实现了快速降负荷和更低负荷运行；当系统升负荷或高负荷运行时，第一阀门关闭，第二阀门开启时，二氧化碳高压储罐中的二氧化碳与锅炉换热后，进入二氧化碳透平做功，再经给水回热组件进入二氧化碳低压储罐中，此时第二发电机发电，从而减少抽汽，实现快速升负荷，提升了系统的灵活性。
[0022]2.本专利技术提供的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，锅炉内第一换热器和第二换热器的上设置，使得在系统升负荷时，锅炉内的部分烟气通过第一换热器和第二换热器与二氧化碳进行换热，从而避免SCR脱硝装置由进口烟温过高造成的脱硝效率下降，还可以回收尾部烟道余热，实现节能减排的效果。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术提供的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统的示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1、锅炉；2、省煤器；3、第二挡板；4、第二换热器；5、二氧化碳透平；6、第二发电机；7、二氧化碳低压储罐；8、压缩机；9、二氧化碳高压储罐；10、第一换热器；11、第一挡板；12、空气预热器；13、给水回热组件；14、高压缸；15、中压缸；16、低压缸；17、第一发电机；18、高
压加热器；19、低压加热器；20、第一阀门；21、第二阀门。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0029]如图1所示的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统的一种具体实施方式，包括依次连接的锅炉1、汽轮机、第一发电机17和压缩机8。
[0030]锅炉1的出口设有烟道，烟道内依次设有省煤器2、SCR装置、空气预热器12和ESP(静电除尘器)。省煤器2的一侧设有第二挡板3，第二挡板3与烟道的相应侧壁之间形成有第一旁路烟道，第一旁路烟道内设有第二换热器4。空气预热器12的一侧设有第一挡板11，第一挡板11与烟道的相应侧壁之间形成有第二旁路烟道，第二旁路烟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，其特征在于，包括：依次连接的锅炉(1)、汽轮机、第一发电机(17)和压缩机(8)；给水回热组件(13)，与所述锅炉(1)和汽轮机均连接；二氧化碳低压储罐(7)和二氧化碳高压储罐(9)，分别与所述压缩机(8)的进口和出口连通，且所述二氧化碳低压储罐(7)还与所述给水回热组件(13)连通；二氧化碳透平(5)，设于所述锅炉(1)和所述给水回热组件(13)之间，且连接有第二发电机(6)；第一阀门(20)和第二阀门(21)，分设于所述二氧化碳低压储罐(7)和压缩机(8)以及所述二氧化碳高压储罐(9)和锅炉(1)之间，所述第一阀门(20)开启，第二阀门(21)关闭时，第一发电机(17)驱动压缩机(8)将二氧化碳低压储罐(7)中的二氧化碳压缩储存至二氧化碳高压储罐(9)中；所述第一阀门(20)关闭，第二阀门(21)开启时，所述二氧化碳高压储罐(9)中的二氧化碳与锅炉(1)换热后，进入二氧化碳透平(5)做功，再经给水回热组件(13)进入二氧化碳低压储罐(7)中，此时第二发电机(6)发电。2.根据权利要求1所述的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，其特征在于，所述二氧化碳低压储罐(7)的工作压力为7.5－8.5MPa，工作温度为32－40℃，二氧化碳高压储罐(9)的工作压力为20－23MPa。3.根据权利要求1所述的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，其特征在于，所述锅炉(1)内设有连通设置的第一换热器(10)和第二换热器(4)，所述二氧化碳高压储罐(9)的出口与所述第一换热器(10)连通，所述第一换热器(10)的工质出口与第二换热器(4)的工质入口连通，所述第二换热器(4)的出口与二氧化碳透平(5)连通。4.根据权利要求3所述的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，其特征在于，所述锅炉(1)的烟道内与所述第一换热器(10)对应的位置设有空气预热器(12)，所述空气预热器(12)的出口与所述锅炉(1)的主体连通，所述锅炉(1)的烟道内与所述第二换热器(4)对应的位置设有省煤器(2)，所述省煤器(2)的进口与所述给水回热组件(13)的出口连通。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阳，石慧，许朋江，江浩，孙瑞强，刘明，严俊杰，赵永亮，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：