[發(fā)明專利]一種高壓富氧燃燒流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910227998.8
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN101761915B
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王春波;閻維平;付東;高正陽
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)(保定)
• 主分類號: F22B33/18
• 分類號: F22B33/18;F23C10/16
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;周曉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃煤發(fā)電技術(shù)，特別是一種高壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，屬鍋爐燃燒發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

眾所周知，CO₂產(chǎn)生的溫室效應(yīng)已經(jīng)嚴(yán)重影響到全球環(huán)境，并給一些沿海國家的生存帶來了極大的負(fù)面影響。針對此問題，各國都在積極開發(fā)技術(shù)可行、經(jīng)濟上又能承受的CO₂減排方法。上世紀(jì)80年代推出的富氧燃燒技術(shù)(O₂/CO₂燃燒技術(shù)，也稱為O₂/CO₂煙氣再循環(huán)煤燃燒技術(shù))，燃燒產(chǎn)生的煙氣中CO₂的濃度很高(80％以上)，N₂的含量很少，便于壓縮冷卻得到液態(tài)CO₂，并同時除去或回收其它污染物，如SO₂等有害氣體。近年來，許多國家都相繼開展了富氧燃燒技術(shù)的試驗或技術(shù)經(jīng)濟性的研究，國內(nèi)外在常壓富氧燃燒的實驗與理論研究領(lǐng)域開展了大量卓有成效的工作，積累了很有價值的科學(xué)研究數(shù)據(jù)。但目前該技術(shù)存在的一個關(guān)鍵問題就是經(jīng)濟性問題，即它在帶來CO₂有效回收的同時，也使全廠效率降低約8％左右。這對于各燃煤熱力電廠，尤其是在發(fā)展中國家，接受起來是有很大困難的。需要特別說明的是，目前關(guān)于富氧方面的研究，都是基于常壓方面的研究。也就是說，爐內(nèi)的燃燒狀態(tài)是在一個大氣壓下進(jìn)行的。?

增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，因其在能源利用高效上有獨特的特點，自上個世紀(jì)60年代末開始實驗室規(guī)模研究以來，現(xiàn)在已出現(xiàn)商業(yè)示范電站，其中，尤其以英國CRE提出的Topping?Cycle為技術(shù)代表，但是，目前增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，助燃均采用空氣，效率不高，且沒有考慮CO₂減排問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓富氧燃燒流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它既保留了富氧燃燒以獲得高濃度CO₂便于壓縮處理的特點、又能結(jié)合流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的高效特征。?

本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的：?

一種高壓富氧燃燒流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特別之處是，它包括由流化床、蒸發(fā)受熱面、再熱器、過熱器、汽輪發(fā)電機組、余熱鍋爐、凝汽器、凝結(jié)水泵、低壓加熱器、高壓加熱器、除氧器和給水泵組成的工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，所述蒸發(fā)受熱面、再熱器和過熱器配置在流化床爐內(nèi)；系統(tǒng)工質(zhì)經(jīng)給水泵升至給定高壓，依次流經(jīng)高壓加熱器、余熱鍋爐、蒸發(fā)受熱面吸收熱量得到飽和蒸汽，隨之經(jīng)過熱器加熱變成550-600℃過熱蒸汽，過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機高壓缸做功，做功后的部分過熱蒸汽自高壓缸中抽出，進(jìn)入再熱器加熱，提升溫度到550-600℃，然后進(jìn)入汽輪機中壓缸和低壓缸做功，做功后的蒸汽進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成凝結(jié)水，由凝結(jié)水泵打入低壓加熱器加熱、經(jīng)除氧器除氧，進(jìn)入給水泵，完成工質(zhì)的吸熱做功循環(huán)；其中，所述工質(zhì)壓力大于19.8Mpa。

上述高壓富氧燃燒流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還設(shè)有氧氣供給和煙氣循環(huán)系統(tǒng)，所述氧氣供給和煙氣循環(huán)系統(tǒng)由空氣分離器、高壓燃?xì)廨啓C、除塵器、余熱鍋爐、高壓壓縮機和CO₂凝結(jié)器構(gòu)成；其中，空氣分離器由高壓燃?xì)廨啓C驅(qū)動，燃?xì)廨啓C多余功用來供給燃?xì)廨啓C發(fā)電機組；由流化床燃燒產(chǎn)生的高溫高壓煙氣溫度為950-1050℃，壓力8-7Mpa，高溫高壓煙氣經(jīng)加熱了蒸發(fā)受熱面、再熱器、過熱器后經(jīng)除塵器除塵進(jìn)入高壓燃?xì)廨啓C做功，做功后出口煙氣溫度550-450℃，壓力6-5.5Mpa，進(jìn)入余熱鍋爐放熱，煙氣流出余熱鍋爐時溫度在180-220℃，壓力5-5.5Mpa，而后，分成兩路，一路經(jīng)CO₂凝結(jié)器，利用常溫冷卻水冷凝為液態(tài)CO₂；另一路與由空氣分離器制得的氧氣混合，混合后氧氣濃度為30-40％，然后經(jīng)高壓壓縮機壓縮，形成壓力約8Mpa的高壓混合氣體，該高壓混合氣體再分為兩路，一路作為再循環(huán)煙氣進(jìn)入流化床，另一路作為煤倉的燃煤輸送動力。?

上述高壓富氧燃燒流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還設(shè)有燃料輸送裝置，燃料輸送裝置包括煤倉，煤倉經(jīng)燃料輸送通道連通流化床，所述燃料輸送通道與所述高壓混合氣體的通道連通。?