一种便于启动运行的燃机CO2联合系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种便于启动运行的燃机CO2联合系统，包括燃气轮机、燃气发电机及CO2压缩机，其中，燃气轮机、燃气发电机及CO2压缩机同轴布置，该系统能够实现CO2压缩机的启动，同时避免使用大功率电机。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于节能环保领域，涉及一种便于启动运行的燃机CO2联合系统。
技术介绍
新能源、分布式能源的开发日益受到关注，在中国燃气发电是重要的分布式能源形式，在各种新能源中燃机效率相对较高，同时控制灵活方便，可以作为其它新能源的互补利用手段，也是电网调节的手段之一。作为地面发电系统的燃气轮机往往需要与余热回收系统结合以提高其能源利用效率。目前的余热利用主要采用传统的蒸汽锅炉和汽机，对于进一步提高其热效率的研究从未停止。其中超临界布雷顿循环是一种最有优势的循环形式。新型超临界工质(二氧化碳、氦气和氧化二氮等)具有能量密度大，传热效率高，系统简单等先天优势，可以大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。并且二氧化碳等工质在目前余热回收领域的温度范围内热物性十分稳定，不存在热分解问题，完全可以用于高温部分热量回收。但超临界二氧化碳布雷顿循环的压缩机耗功较大，若采用电动机单独驱动则其自身需要耗费巨大的电能，电机功率较大，增加了成本也增加了运行调节难度；若采用类似燃机的布置结构，将CO2压缩机和CO2透平同轴布置，由于超临界二氧化碳布雷顿循环为闭式循环，其热源是通过换热器换热得到热量，启动时间不可能太快，则启动时仍然需要较大功率电机。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种便于启动运行的燃机CO2联合系统，该系统能够实现CO2压缩机的启动，同时避免使用大功率电机。为达到上述目的，本技术所述的便于启动运行的燃机CO2联合系统包括燃气轮机、燃气发电机及CO2压缩机，其中，燃气轮机、燃气发电机及CO2压缩机同轴布置。还包括CO2透平、CO2发电机、余热换热器及回热器，燃气轮机的烟气出口与余热换热器的放热侧入口相连通，余热换热器的放热侧出口与CO2透平的CO2工质入口相连通，CO2透平的CO2工质出口与回热器的放热侧入口相连通，回热器的放热侧出口与CO2压缩机的CO2工质入口相连通，CO2压缩机的CO2工质出口与回热器的吸热侧入口相连通，回热器的吸热侧出口与余热换热器的吸热侧入口相连通。回热器的放热侧出口经预冷器与CO2压缩机的CO2工质入口相连通。本技术具有以下有益效果：本技术所述的便于启动运行的燃机CO2联合系统包括同轴布置的燃气轮机、燃气发电机及CO2压缩机，燃气轮机启动运行后，燃气轮机带动CO2压缩机压缩CO2工质，实现CO2压缩机的启动，同时避免在超临界二氧化碳系统中使用大功率启动电动机，避免CO2压缩机启动时巨大的耗电量，缩短超临界二氧化碳布雷顿循环系统的启动时间，同时由于燃气轮机的运行稳定、调节灵活，从而使CO2压缩机的稳定运行和调节灵活，进而保证超临界二氧化碳系统的流量和压力的稳定和调节灵活。同时CO2透平与CO2压缩机分开布置，两者不互相干扰，从而使整个二氧化碳循环系统的工况调节自由度大大增加。附图说明图1为本技术的结构示意图。其中，1为CO2压缩机、2为燃气发电机、3为燃气轮机、4为CO2透平、5为CO2发电机、6为余热换热器、7为回热器、8为预冷器。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参考图1，本技术所述的便于启动运行的燃机CO2联合系统包括燃气轮机3、燃气发电机2及CO2压缩机1，其中，燃气轮机3、燃气发电机2及CO2压缩机1同轴布置。本技术还包括CO2透平4、CO2发电机5、余热换热器6及回热器7，燃气轮机3的烟气出口与余热换热器6的放热侧入口相连通，余热换热器6的放热侧出口与CO2透平4的CO2工质入口相连通，CO2透平4的CO2工质出口与回热器7的放热侧入口相连通，回热器7的放热侧出口与CO2压缩机1的CO2工质入口相连通，CO2压缩机1的CO2工质出口与回热器7的吸热侧入口相连通，回热器7的吸热侧出口与余热换热器6的吸热侧入口相连通，其中，回热器7的放热侧出口经预冷器8与CO2压缩机1的CO2工质入口相连通。本技术的具体工作过程为：CO2压缩机1由燃气轮机3带动，CO2压缩机1启动过程与燃气轮机3启动过程相同，在燃气轮机3启动运行后CO2压缩机1同时运行，带动CO2工质流动，快速实现CO2工质在余热换热器6中的换热，之后可启动CO2透平4发电；由于CO2透平4与CO2压缩机1分开布置，两者不互相干扰，其功率、转速、流量都可各自调节，变工况时，CO2压缩机1由燃气轮机3系统控制，而CO2透平4则可通过旁路单独控制；燃气轮机3输出的烟气进入余热换热器6的放热侧放热后排出，余热换热器6吸热侧输出的CO2工质进入CO2透平4，CO2透平4输出的CO2工质依次经在回热器7的放热侧放热及在预冷器8中预冷后再进入到CO2压缩机1中进行压缩，经CO2压缩机1压缩后的CO2工质在回热器7中吸热后再进入到余热换热器6的吸热侧中进行吸热。以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于启动运行的燃机CO2联合系统，其特征在于，包括燃气轮机(3)、燃气发电机(2)及CO2压缩机(1)，其中，燃气轮机(3)、燃气发电机(2)及CO2压缩机(1)同轴布置。

【技术特征摘要】
1.一种便于启动运行的燃机CO2联合系统，其特征在于，包括燃气轮机(3)、燃气发电机(2)及CO2压缩机(1)，其中，燃气轮机(3)、燃气发电机(2)及CO2压缩机(1)同轴布置。2.根据权利要求1所述的便于启动运行的燃机CO2联合系统，其特征在于，还包括CO2透平(4)、CO2发电机(5)、余热换热器(6)及回热器(7)，燃气轮机(3)的烟气出口与余热换热器(6)的放热侧入口相连通，余热换热器(6)的放热侧出口与CO2透平(4)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高炜，姚明宇，李红智，杨玉，白文刚，张一帆，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，华能集团技术创新中心，
类型：新型
国别省市：陕西;61