[發(fā)明專(zhuān)利]氧氣鍋爐功率設(shè)備氧氣供應(yīng)系統(tǒng)熱聯(lián)合

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510231317.0
• 申請(qǐng)日: 2015-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105090925A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.波喬特;F.格拉尼爾;F.蓋格
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阿爾斯通技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F22B33/18
• 分類(lèi)號(hào): F22B33/18;F01K23/02
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;傅永霄

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)大體涉及應(yīng)用至燃煤氧氣鍋爐功率設(shè)備的熱聯(lián)合方案，并且更具體地涉及氧氣供應(yīng)系統(tǒng)向這種設(shè)備內(nèi)的熱聯(lián)合。

背景技術(shù)

如今煤炭貢獻(xiàn)了世界上的很大比例的電力產(chǎn)生，并且被期望在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)維持其支配份額。但是，顯著的環(huán)境壓力已經(jīng)導(dǎo)致增加的環(huán)境需求，其不僅僅需要高效率而且需要降低的CO2、SO2、NOx的排放水平和極低水平的汞。

尤其有利的設(shè)備布置是帶有CO2捕獲的氧氣燃燒蒸汽設(shè)備的使用。氧氣燃燒系統(tǒng)使用通常在空氣分離單元中產(chǎn)生的氧氣，而不是空氣，以用于初級(jí)燃料的燃燒。氧氣經(jīng)常與惰性氣體(例如，再循環(huán)廢氣)混合，以便將燃燒溫度保持在適當(dāng)?shù)乃健４送猓瑑?yōu)選的是，分離地或此外在蒸汽旋管氧氣預(yù)熱器中預(yù)熱來(lái)自空氣分離單元的氧氣。

氧氣燃燒過(guò)程產(chǎn)生具有作為其主要組分的CO2、水以及O2的廢氣，按體積CO2濃度典型地大于大約70％。因而，在氣體處理單元中可相對(duì)簡(jiǎn)單地進(jìn)行從氧氣燃燒過(guò)程的廢氣的CO2捕獲。

在圖1中顯示了高效率氧氣燃燒蒸汽設(shè)備的典型的水蒸汽循環(huán)的實(shí)例。設(shè)備包括由來(lái)自鍋爐142的蒸汽供應(yīng)的再加熱蒸汽渦輪HP、IP、LP的三重壓力系列。來(lái)自最后的低壓蒸汽渦輪LP的廢汽在精處理104之前在冷凝器102中冷凝，并在閉環(huán)中在返回至鍋爐142之前借助于冷凝物泵103接連地泵壓穿過(guò)一系列的低壓加熱器103、107、108、109、131、供應(yīng)水箱136以及高壓加熱器132。用于低壓和高壓加熱器的熱源典型地為從低壓/中壓以及高壓蒸汽渦輪取出的蒸汽。

由于在確保最高效率循環(huán)中的大益處，存在對(duì)下列的持續(xù)需求：發(fā)現(xiàn)將在蒸汽功率設(shè)備內(nèi)的氧氣燃燒捕獲系統(tǒng)的熱需求和散熱更好地聯(lián)合的方式。這需要帶有設(shè)備循環(huán)的捕獲系統(tǒng)的熱需求和散熱的最優(yōu)化，來(lái)確保不浪費(fèi)能量。尤其是，這需要如下考慮：如何將蒸汽旋管氧氣預(yù)熱器聯(lián)合入熱循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容

提供一種帶有后燃燒廢氣CO2捕獲系統(tǒng)的燃煤氧氣鍋爐和蒸汽循環(huán)功率設(shè)備方案，其聯(lián)合系統(tǒng)的主要熱產(chǎn)生源，以便提供靈活的設(shè)備操作和改善的整體設(shè)備熱效率。

本公開(kāi)基于用于將空氣分離單元熱聯(lián)合入燃煤氧氣鍋爐功率設(shè)備的冷凝物系統(tǒng)的新穎方案的一般觀點(diǎn)。

一方面提供了一種燃煤氧氣鍋爐功率設(shè)備，該燃煤氧氣鍋爐功率設(shè)備包括蘭金蒸汽循環(huán)，其具有：高壓蒸汽渦輪，其適于膨脹蒸汽且具有出口；中壓蒸汽渦輪，其適于膨脹來(lái)自高壓蒸汽渦輪的蒸汽；以及低壓蒸汽渦輪，其適于膨脹來(lái)自具有蒸汽取出端口的中壓蒸汽渦輪的蒸汽。循環(huán)的冷凝物系統(tǒng)還包括：冷凝器，其適于冷凝從低壓蒸汽渦輪排出的蒸汽；一系列低壓加熱器，其適于接收并連續(xù)地加熱來(lái)自冷凝器的冷凝物；供應(yīng)水箱，其構(gòu)造且布置為從該系列低壓加熱器接收冷凝物；以及一系列高壓加熱器，其適于從供應(yīng)水箱接收冷凝物。

氧氣鍋爐功率設(shè)備進(jìn)一步包括：空氣分離單元，其具有帶有蒸汽旋管氧氣預(yù)熱器的氧氣管線(xiàn)，其中，取出管線(xiàn)將蒸汽取出端口連接至蒸汽旋管氧氣預(yù)熱器。泄放管線(xiàn)然后將蒸汽旋管預(yù)熱器流體地連接至流體地在系列低壓預(yù)熱器和供應(yīng)水箱之間的蘭金蒸汽循環(huán)的點(diǎn)。

在一方面中，中壓蒸汽渦輪是多級(jí)中壓蒸汽渦輪，并且蒸汽取出端口構(gòu)造且布置為從中壓蒸汽渦輪的中間級(jí)取出蒸汽。

在一方面中，緊急管線(xiàn)連接至泄放管線(xiàn)和冷凝器。

本發(fā)明的又一目的在于，克服或至少改良現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足或提供有益的備選項(xiàng)。

本公開(kāi)的其它的特征和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖進(jìn)行的下列描述將變得顯而易見(jiàn)，附圖借助于實(shí)例示出了本發(fā)明的示范實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

借助于實(shí)例，在下文中參照附圖而更加充分地描述了本公開(kāi)的實(shí)施例，其中：

圖1是示范實(shí)施例可應(yīng)用至的現(xiàn)有技術(shù)的燃煤氧氣鍋爐功率設(shè)備的示意圖;

圖2是空氣分離單元蒸汽旋管氧氣預(yù)熱器向燃煤氧氣鍋爐功率設(shè)備內(nèi)的熱聯(lián)合的示意圖；

圖3是圖2的熱聯(lián)合系統(tǒng)的示意圖，在其中顯示了前進(jìn)入冷凝物系統(tǒng)的備選泄放管線(xiàn)；以及

圖4是圖2的另一熱聯(lián)合系統(tǒng)的示意圖，在其中顯示了前進(jìn)入冷凝物系統(tǒng)的又一備選泄放管線(xiàn)。

附圖標(biāo)記：

1IP渦輪

2取出端口

3氧氣供應(yīng)管線(xiàn)

4取出管線(xiàn)

5蒸汽旋管氧氣預(yù)熱器

6控制閥

7過(guò)熱降溫器

8泄放管線(xiàn)

9冷凝物箱

10冷凝物泵

11低壓加熱器#3

12低壓加熱器#4

13泄放控制閥

14緊急管線(xiàn)

15冷凝器