一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃煤发电装置技术领域，具体涉及一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统。

背景技术：

2.燃煤发电正由主体性电源向基础保障性、系统调节性电源转变，在保障能源安全和促进新能源消纳等方面扮演着重要角。因此，对燃煤机组的灵活性提出了更高要求，燃煤机组的灵活性主要包括变负荷区间、变负荷速率、启停时间等。但是，受自身特性限制，如锅炉最低稳燃负荷、汽轮机最小凝汽流量等，燃煤发电机组灵活性不足。

技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃煤发电机组变负荷区间较小、变负荷速率较低的缺陷，从而提供一种拓宽机组运行负荷区间，提高变负荷速率的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，包括：
5.锅炉，所述锅炉的烟道中设有连通设置的第一烟气换热器和第二烟气换热器；
6.依次连接的第一烟气换热器、二氧化碳透平、二氧化碳低压储罐、二氧化碳压缩机、第一蓄热器、二氧化碳高压储罐和第二烟气换热器，所述第一蓄热器和第一烟气换热器之间设有第二蓄热器，所述第二蓄热器还与汽轮机抽汽连接；
7.第一发电机和第二发电机，分别与所述二氧化碳透平和二氧化碳压缩机连接。
8.可选地，还包括与所述二氧化碳透平和二氧化碳低压储罐连接的回热加热器组，所述回热加热器组与汽轮机抽汽、锅炉给水与省煤器连接。
9.可选地，所述第二蓄热器还连接有除氧器。
10.可选地，所述第一烟气换热器一侧设有第一挡板。
11.可选地，所述第一挡板的一侧还设有省煤器。
12.可选地，所述第二烟气换热器一侧设有第二挡板。
13.可选地，所述第二挡板的一侧还设有空气预热器，所述空气预热器的进口与冷风相连，出口与锅炉相连。
14.可选地，所述锅炉的烟道中还设有选择性催化还原脱硝装置，所述选择性催化还原脱硝装置设于所述第一烟气换热器和第二烟气换热器之间。
15.可选地，所述第一发电机还连接有电站辅机。
16.可选地，所述二氧化碳低压储罐和二氧化碳压缩机之间设有第一阀门，所述二氧化碳高压储罐和第二烟气换热器之间设有第二阀门。
17.本实用新型技术方案，具有如下优点：
18.1.本实用新型提供的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，在机组降负荷或低
负荷运行时，第二发电机带动二氧化碳压缩机将二氧化碳低压储罐中的二氧化碳工质压缩至高压状态，存储至二氧化碳高压储罐中，以将多余电能转化为压力能存储，压缩产生热量储存于第一蓄热器中；同时，增加汽轮机抽汽，将抽汽热量存储于第二蓄热器中，提高系统降负荷速率。在机组升负荷时，释放二氧化碳高压储罐的二氧化碳工质，一部分二氧化碳工质进入第二烟气换热器吸收烟气热量，另一部分依次进入第一蓄热器和第二蓄热器中吸收存储热量，二者在第一烟气换热器前汇合，一同被加热后进入二氧化碳透平做功，透平出口工质还可替代部分汽轮机抽汽加热锅炉给水，减少汽轮机抽汽量，进而提高燃煤机组发电效率和升负荷速率，从而拓宽了机组运行负荷区间。
19.2.本实用新型提供的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，通过调整第一挡板的开度，调节选择性催化还原脱硝装置进口的烟气温度，使其保持在脱硝的合理范围内，提高脱除效率。
20.3.本实用新型提供的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，通过调整第二挡板的开度，可调节锅炉的排烟温度，实现锅炉尾部烟气的合理回收利用。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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。
22.图1为本实用新型提供的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统的示意图。
23.附图标记说明：
24.1、锅炉；2、省煤器；3、第一挡板；4、第一烟气换热器；5、二氧化碳透平；6、第一发电机；7、回热加热器组；8、二氧化碳低压储罐；9、二氧化碳压缩机；10、二氧化碳高压储罐；11、第一蓄热器；12、第二烟气换热器；13、第二挡板；14、空气预热器；15、第二蓄热器；16、第一阀门；17、第二阀门；18、选择性催化还原脱硝装置。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.此外，下面所描述的本实用新型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。
27.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，锅炉1，依次连接的第一烟气换热器4、二氧化碳透平5、回热加热器组7、二氧化碳低压储罐8、二氧化碳压缩机9、第一蓄热器11、二氧化碳高压储罐10和第二烟气换热器12。
28.第一烟气换热器4和第二烟气换热器12在所述锅炉1的烟道中连通设置，且第二烟气换热器12靠近烟道的尾部设置，温度低于第一烟气换热器4的温度，烟道的尾部设有esp(静电除尘器)。所述第一烟气换热器4一侧设有第一挡板3，第一挡板3与烟道的内壁之间形
成第一旁路烟道，第一烟气换热器4设于第一旁路烟道中；所述第一挡板3的另一侧还设有省煤器2。所述第二烟气换热器12一侧设有第二挡板13，第二挡板13与烟道的内壁之间形成第二旁路烟道，第二烟气换热器12设于第二旁路烟道中；所述第二挡板13的另一侧还设有空气预热器14，所述空气预热器14的进口与冷风相连，出口与锅炉1相连。第二挡板13为“t”字形，“t”字形的竖直板位于第二烟气换热器和空气预热器14的上方，“t”字形的水平板位于第二烟气换热器12和空气预热器14之间。所述锅炉1的烟道中还设有选择性催化还原脱硝装置18，所述选择性催化还原脱硝装置18设于所述第一烟气换热器4和第二烟气换热器12之间，且位于“t”字形的水平板的上方。
29.为便于储存二氧化压缩时产生的热量以及汽轮机抽汽热量，在所述第一蓄热器11和第一烟气换热器4之间还设有第二蓄热器15，所述第二蓄热器15的进口与汽轮机抽汽连接，出口连接有除氧器。所述回热加热器组7与汽轮机抽汽、锅炉给水与省煤器连接，以利用汽轮机抽汽的热量以及第一蓄热器11和第二蓄热器15中储存的热量加热锅炉给水。
30.为提供驱动力，所述二氧化碳透平5和二氧化碳压缩机9分别连接第一发电机6和第二发电机，第一发电机6和二氧化碳透平5共轴连接，且所述第一发电机6还连接有电站辅机。
31.所述二氧化碳低压储罐8和二氧化碳压缩机9之间设有第一阀门16，所述二氧化碳高压储罐10和第二烟气换热器12之间设有第二阀门17，以根据需要控制二氧化碳的流动。
32.为使二氧化碳压缩机入口参数在二氧化碳临界点附近，以减少压缩功，二氧化碳低压储罐8的工作压力为7.5－8.0mpa，工作温度为32－40℃，二氧化碳高压储罐10的工作压力为20－23mpa。
33.当燃煤发电系统降负荷或低负荷运行时，打开第一阀门16，关闭第二阀门17，锅炉1内产生的烟气随烟道上升，首先与第一烟气换热器4中的工质进行换热，换热后的工质依次经二氧化碳透平5、回热加热器组7和二氧化碳低压储罐8进入二氧化碳压缩机9中，在第二发电机的带动下被压缩，存储至二氧化碳高压储罐10中，压缩产生的热量则储存于第一蓄热器11中。
34.在机组升负荷时，打开第二阀门17，关闭第一阀门16，二氧化碳高压储罐10释放二氧化碳工质，一部分二氧化碳工质进入第二烟气换热器12吸收烟气热量，另一部分依次进入第一蓄热器11和第二蓄热器15中吸收存储热量，二者在第一烟气换热器4前汇合，一同被加热后进入二氧化碳透平5做功。
35.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：

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：锅炉(1)，所述锅炉(1)的烟道中设有连通设置的第一烟气换热器(4)和第二烟气换热器(12)；依次连接的第一烟气换热器(4)、二氧化碳透平(5)、二氧化碳低压储罐(8)、二氧化碳压缩机(9)、第一蓄热器(11)、二氧化碳高压储罐(10)和第二烟气换热器(12)，所述第一蓄热器(11)和第一烟气换热器(4)之间设有第二蓄热器(15)，所述第二蓄热器(15)还与汽轮机抽汽连接；第一发电机(6)和第二发电机，分别与所述二氧化碳透平(5)和二氧化碳压缩机(9)连接。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，还包括与所述二氧化碳透平(5)和二氧化碳低压储罐(8)连接的回热加热器组(7)，所述回热加热器组(7)与汽轮机抽汽、锅炉给水与省煤器(2)连接。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，所述第二蓄热器(15)还连接有除氧器。4.根据权利要求1－3任一项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，所述第一烟气换热器(4)一侧设有第一挡板(3)。5.根据权利要求4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，所述第一挡板(3)的一侧还设有省煤器(2)。6.根据权利要求1－3任一项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，所述第二烟气换热器(12)一侧设有第二挡板(13)。7.根据权利要求6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，所述第二挡板(13)的一侧还设有空气预热器(14)，所述空气预热器(14)的进口与冷风相连，出口与锅炉(1)相连。8.根据权利要求1－3任一项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)的烟道中还设有选择性催化还原脱硝装置(18)，所述选择性催化还原脱硝装置(18)设于所述第一烟气换热器(4)和第二烟气换热器(12)之间。9.根据权利要求1－3任一项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，所述第一发电机(6)还连接有电站辅机。10.根据权利要求1－3任一项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(8)和二氧化碳压缩机(9)之间设有第一阀门(16)，所述二氧化碳高压储罐(10)和第二烟气换热器(12)之间设有第二阀门(17)。

技术总结

本实用新型涉及燃煤发电装置技术领域，具体涉及一种集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统，包括：锅炉，所述锅炉的烟道中设有连通设置的第一烟气换热器和第二烟气换热器；依次连接的第一烟气换热器、二氧化碳透平、二氧化碳低压储罐、二氧化碳压缩机、第一蓄热器、二氧化碳高压储罐和第二烟气换热器，所述第一蓄热器和第一烟气换热器之间设有第二蓄热器，所述第二蓄热器还与汽轮机抽汽连接；第一发电机和第二发电机，分别与所述二氧化碳透平和二氧化碳压缩机连接。本实用新型提供了一种拓宽机组运行负荷区间，提高变负荷速率的集成压缩二氧化碳储能的燃煤发电系统。碳储能的燃煤发电系统。碳储能的燃煤发电系统。