集成超临界CO2和热泵的燃煤脱碳及余热利用发电系统技术方案

本发明专利技术公开了属于电站脱碳节能技术领域的集成超临界CO2和热泵的燃煤脱碳及余热利用发电系统。该系统主要包括燃煤发电子系统、脱碳子系统和CO2循环发电子系统。为减少脱碳系统热量损失，提高脱碳燃煤电站发电效率，本系统做出了以下优化：(1)以超临界CO2作为吸热工质，依据热量品位依次吸收脱碳过程废热和脱碳用抽汽的过热度，驱动CO2透平发电，抵消一部分因脱碳用抽汽而减少的机组有效出功；(2)利用第二类吸收式热泵回收部分脱碳过程废热，并替代部分脱碳用抽汽为再沸器提供热量；(3)利用CO2透平排汽去预热空气，节省出部分较高温烟气去加热给水，减少汽轮机回热抽汽。

Coal-fired decarbonization and waste heat utilization power generation system integrated with supercritical CO2 and heat pump

The invention discloses an integrated supercritical CO2 and heat pump coal-fired decarbonization and waste heat utilization power generation system belonging to the technical field of power plant decarbonization and energy saving. The system mainly includes coal-fired power generation subsystem, decarbonization subsystem and CO2 cycle power generation subsystem. In order to reduce the heat loss of decarbonization system and improve the power generation efficiency of coal-fired power plants, the system has made the following optimization: (1) Supercritical CO2 is used as the heat absorbent, which absorbs the waste heat of decarbonization process and the superheat of decarbonization steam in turn according to the heat grade, and drives the CO2 turbine to generate electricity, offsetting part of the reduction caused by decarbonization steam extraction. Effective unit output; (2) using the second type absorption heat pump to recover the waste heat of partial decarbonization process, and replacing part of decarbonization with extraction steam to provide heat for reboiler; (3) using CO2 turbine exhaust steam to preheat air, saving part of higher temperature flue gas to heat feed water, reducing steam turbine regeneration and extraction.

【技术实现步骤摘要】
集成超临界CO2和热泵的燃煤脱碳及余热利用发电系统
本专利技术属于电站脱碳节能
，特别涉及一种集成超临界CO2和热泵的燃煤脱碳及余热利用发电系统。
技术介绍
目前，中国以煤炭为主的一次能源和以火力发电为主的二次能源结构并未改变，CO2排放不可避免，随之而来的温室效应问题日益严重。为减少CO2排放，燃烧后脱碳被广泛认为是相对成熟且具有大规模应用潜力的技术。同时，超临界CO2工质由于化学性质稳定、密度高以及成本低等特点，越来越受到人们的关注。超临界CO2循环也因其良好的工质特性，具有系统简单、设备结构紧凑、可与多种热源系统结合应用等优点。基于MEA的化学吸收法脱碳过程需要消耗大量热量，同时释放出大量低品位废热，一般来说，脱碳单元所需热量由汽轮机中低压缸连通管的抽汽供给，这意味着脱碳过程将减少系统有效功的输出，造成较高的能效惩罚，并给低压缸的安全性带来一定的影响。为了在实现CO2减排的同时有效降低能效惩罚，以超临界CO2作为燃煤脱碳单元的余热利用工质，构成CO2循环发电系统，抵消一部分因脱碳抽汽造成的有效功减少；另外，集成第二类吸收式热泵和烟气余热利用两种节能手段，对燃煤脱碳电厂进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成超临界CO2和热泵的燃煤脱碳及余热利用发电系统，该系统主要包括燃煤发电子系统、脱碳子系统和CO2循环发电子系统，其特征在于：锅炉(2)出口的主蒸汽与高压缸(3)及中压缸(4)的蒸汽入口连接，高压缸(3)、中压缸(4)、低压缸(5)、1#发电机(6)依次串联；低压缸(5)排汽与凝汽器(7)入口连接，凝汽器(7)、凝结水泵(8)、低压加热器组(9)、除氧器(10)、给水泵(11)、高压加热器组(12)依次串联；低压加热器组(9)与中压缸(4)及低压缸(5)的低压抽汽连接，除氧器(12)与中压缸(4)抽汽连接，高压加热器组(12)与中压缸(4)及高压缸(3)的高压抽汽连接；中压缸(4)排...

【技术特征摘要】
1.一种集成超临界CO2和热泵的燃煤脱碳及余热利用发电系统，该系统主要包括燃煤发电子系统、脱碳子系统和CO2循环发电子系统，其特征在于：锅炉(2)出口的主蒸汽与高压缸(3)及中压缸(4)的蒸汽入口连接，高压缸(3)、中压缸(4)、低压缸(5)、1#发电机(6)依次串联；低压缸(5)排汽与凝汽器(7)入口连接，凝汽器(7)、凝结水泵(8)、低压加热器组(9)、除氧器(10)、给水泵(11)、高压加热器组(12)依次串联；低压加热器组(9)与中压缸(4)及低压缸(5)的低压抽汽连接，除氧器(12)与中压缸(4)抽汽连接，高压加热器组(12)与中压缸(4)及高压缸(3)的高压抽汽连接；中压缸(4)排汽分为两路，一路与节流阀(14)、1#CO2加热器(24)、再沸器(20)相连，另一路与低压缸(5)蒸汽入口相连；低温省煤器(13)水侧与低压加热器组(9)、高压加热器组(12)并联，低温省煤器(13)烟气侧与空气预热器(1)烟气侧并联；低温省煤器(13)出口烟气和空气预热器(1)出口烟气汇合，经尾部烟气预处理(15)后与吸收塔(16)烟气入口相连；吸收塔(16)底部与富液泵(17)、贫富液换热器(18)、再生塔(19)依次串联；再生塔(19)底部与贫液泵(21)、贫富液换热器(22)、贫液冷却器(23)、吸收塔(16)依次串联；再沸器(20)蒸汽入口分为两路，一路与1#CO2加热器(24)、节流阀(14)、中压缸(4)排汽口相连，另一路与第二类吸收式热泵(23)吸收器出口相连；再沸器(20)疏水出口分为两路，一路与凝汽器(7)相连，另一路与第二类吸收式热泵(23)吸收器入口相连；第二类吸收式热泵(23)再生器和发生器放热水侧入口与1#CO2水媒式换热器(26)、2号热泵供热器(31)的吸热侧出口相连，第二类吸收式热泵(23)再生器和发生器放热水侧出口与1#CO2水媒式换热器(26)、2#CO2水媒式换热器(31)的吸热侧入口相连；再生塔(19)顶部与2#CO2加热器(25)、1#CO2水媒式换热器(26)、CO2冷却器(27)的放热侧，CO2–水分离器(28)依次串联；CO2–水分离器(28)底部水侧与再生塔(19)相连，CO2–水分离器(28)顶部与1#压缩机(29)入口相连；1#压缩机(29)，3#CO2加热器(30)、2#CO2水...

【专利技术属性】
技术研发人员：许诚，李潇洒，高亚驰，辛团团，徐钢，杨勇平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11