[發(fā)明專利]基于單缸背壓式汽輪機(jī)的燃煤電站的CO2脫除集成系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310215113.9
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103277154A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐鋼;唐寶強(qiáng);吳影;劉文毅;楊勇平;丁捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): F01K17/00
• 分類號(hào): F01K17/00;F01K25/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于單缸背壓式汽輪機(jī)的燃煤電站的CO₂脫除集成系統(tǒng)。具體說，當(dāng)電廠運(yùn)行脫碳系統(tǒng)時(shí)，利用CO₂捕集系統(tǒng)從燃煤電廠的鍋爐排煙中捕獲CO₂并加以回收利用，即有效地抑制了CO₂排放，減緩了溫室效應(yīng)，又實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用；當(dāng)電廠不運(yùn)行脫碳系統(tǒng)時(shí)，利用小汽輪機(jī)回收蒸汽做功，使能量得到充分利用。兩種情況下都使燃煤電站的熱經(jīng)濟(jì)性維持在較高水平。

背景技術(shù)

近年來，溫室效應(yīng)成為人類面臨最為嚴(yán)重的全球性環(huán)境問題，研究表明，在眾多引起溫室效應(yīng)的因素中，CO₂的高排放量絕對(duì)是不可忽視的一個(gè)方面。電力工業(yè)是CO₂排放大戶，對(duì)于我國(guó)來說，火電機(jī)組仍占有75%以上比例，每年電力工業(yè)排放的CO₂量接近全國(guó)CO₂排放總量的一半。因此，如何能夠高效的減少電力行業(yè)CO₂減排量已然成為了減緩溫室效應(yīng)的一個(gè)重要研究課題。

目前，CCS技術(shù)是國(guó)際上減排CO₂的研究熱點(diǎn)，尤其是CCS技術(shù)（Carbon?Capture?and?Storage,簡(jiǎn)稱CCS；是碳捕獲與封存，是指將大型發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產(chǎn)生的二氧化碳收集起來,并用各種方法儲(chǔ)存）.中的燃燒后CO₂捕獲技術(shù)，以其發(fā)展成熟，可廣泛適用于大規(guī)模的化石燃料電廠等優(yōu)勢(shì)，倍受國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的重視。但由于能耗較大，一般來說，對(duì)全電廠的CO₂捕獲時(shí)，會(huì)使電廠發(fā)電效率下降10～15個(gè)百分點(diǎn)，而且還會(huì)給汽輪機(jī)低壓缸的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重沖擊，從而引發(fā)一系列工程技術(shù)問題，因此大大制約了其大面積推廣應(yīng)用。與此同時(shí)，CO₂捕獲單元會(huì)向外釋放大量中低溫余熱，如何能夠高效合理的應(yīng)用這部分低品味能，也限制CCS技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要原因之一。

綜上所述，提出可行的電廠CO₂捕獲方案，降低CO₂捕獲能耗，提高能源利用效率成為CO₂減排技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種基于單缸背壓式汽輪機(jī)的燃煤電站CO₂脫除集成系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由汽輪機(jī)發(fā)電單元1和CO₂捕獲單元2組成；

在汽輪機(jī)發(fā)電單元1內(nèi)，中壓缸5的排氣分別與背壓式低壓缸6和凝汽式低壓缸7連接，背壓式低壓缸6的排汽通過主蒸汽管道L02經(jīng)第9節(jié)流閥門與換熱器23連接，經(jīng)第10節(jié)流閥門通過旁路管道L03與小汽機(jī)11連接；換熱器23的冷流出口經(jīng)管道L08后連接至第一級(jí)低溫回?zé)崞?9；小汽機(jī)11排汽直接與凝汽器12、第一級(jí)低溫回?zé)崞?9、第二級(jí)低溫回?zé)崞?0、第三級(jí)低溫回?zé)崞?1和第四級(jí)低溫回?zé)崞?2連接；凝汽器12的出口經(jīng)管道L07分別連接至CO₂捕獲單元2的再生塔頂部冷卻器31和多級(jí)壓縮間冷換熱器38的入口；凝汽器12的入口分別與凝汽式低壓缸7、第四級(jí)低溫回?zé)崞?2和小透平18連接；其中，鍋爐3分別連接高壓缸4和中壓缸5；高壓缸4、中壓缸5、背壓式低壓缸6、凝汽式低壓缸7和發(fā)電機(jī)8串聯(lián)；鍋爐3高壓缸4和中壓缸5分別連接第一級(jí)高壓加熱器13、第二級(jí)高壓加熱器14和第三級(jí)高壓加熱器15，中壓缸5經(jīng)過除氧器16、輸送泵17連接第三級(jí)高壓加熱器15；中壓缸5的排氣還直接連接第三級(jí)高壓加熱器15和第一級(jí)低溫回?zé)崞?9；

在CO₂捕獲單元2內(nèi)，鍋爐尾部排煙經(jīng)脫硫裝置26、增壓風(fēng)機(jī)27后連接至CO₂吸收塔28的底部入口，吸收塔28的底部經(jīng)33泵、貧富液換熱器34后連接至解析塔24的入口，解析塔24頂部出口經(jīng)頂部冷卻器31、分離器32后連接至CO₂多級(jí)壓縮單元37；解析塔24底部則與再沸器35連接，再沸器35的出口經(jīng)36泵、貧富液換熱器34、貧液冷卻器30后連接至吸收塔28的頂部入口；再沸器35的入口與汽輪機(jī)發(fā)電單元1的換熱器23熱流出口連接，再沸器35的出口經(jīng)管道L11與再生塔頂部冷卻器31的出口管道L13匯合后連接至換熱器23的冷流入口，多級(jí)壓縮間冷換熱器38的出口與第一級(jí)低溫回?zé)崞?9的冷流入口連接。