一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统技术方案

一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统，在换热器中与超临界状态CO2进行热交换，超临界状态CO2进入汽轮发电机进行发电，变成气态CO2后进入冷凝器冷凝后经介质输送泵增压后又达到超临界状态进入换热器。CO2作为流通介质在介质流通管道中不断循环流动，在循环过程中不断地进行吸热和放热，不断推动汽轮发电机做功发电。超临界二氧化碳循环无相变，压缩过程中压缩功有效减小，将大幅度提高垃圾发电余热利用系统的发电效率和能效，系统效率理论计算值在45%以上。论计算值在45%以上。论计算值在45%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统


[0001]本技术涉及一种垃圾焚烧余热发电系统，尤其涉及一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统。

技术介绍

[0002]垃圾焚烧传统发电方法通常选用水蒸气做为循环介质，水蒸汽经余热系统加热加压后带动汽轮机组发电，系统发电效率普遍在21%~30%之间。
[0003]本技术将发电循环介质由水蒸气改用CO2（二氧化碳）。当二氧化碳的温度达到31. 10C，压力达到7. 38 MPa时将变为超临界状态，其气体粘性小和液体密度大的使其具有流动性好、传热效率高、可压缩等典型优势，适合用于热力循环。相比其他同类型热力循环的工质具有以下特点:
①
二氧化碳临界温度和压力远低于水的临界点，容易达到超临界状态，有利于工程应用;
②
超临界二氧化碳是一种非常稠密的流体，密度大、传热效率高、做功能力强;
③
兼具气体特性，粘性小，流动性强，系统循环损耗小。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术问题，本技术提出一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统，在换热器中与超临界状态CO2进行热交换，超临界状态CO2进入汽轮发电机进行发电，变成气态CO2后进入冷凝器冷凝后经介质输送泵增压后又达到超临界状态进入换热器。CO2作为流通介质在介质流通管道中不断循环流动，在循环过程中不断地进行吸热和放热，不断推动汽轮发电机做功发电。超临界二氧化碳循环无相变，压缩过程中压缩功有效减小，将大幅度提高垃圾发电余热利用系统的发电效率和能效，系统效率理论计算值在45%以上。
[0005]本技术解决技术问题采用的技术方案是，一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统，包括介质流通管道，以及按照介质流动的方向依次设置的换热器，汽轮机、冷凝器、介质输送泵，其特征是，所述循环介质为CO2。
[0006]优选方案，还设置回热器，超临界状态CO2从所述换热器流经所述汽轮机之后先流入所述回热器，然后流入所述冷凝器，经所述介质输送泵增压之后再流入所述回热器，利用CO2自身超临界特点，在所述回热器中利用自身温度差进行热交换，最后又流回所述换热器，如此循环不断。
[0007]本技术的有益效果是：本技术提出一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统，利用CO2流体特点，大幅提高了能源利用效率；利用CO2自身临界特点，在回热器中利用自身温度差进行热交换，进一步减少了冷凝水的使用。循环介质为二氧化碳，在整体循环过程中，二氧化碳均处于超临界状态，不发生相变，设备、管路及附件尺寸大幅减小。相比传统蒸汽发电系统，其系统体积可以减小50%以上，将大幅节省占地空间。
附图说明
[0008]图1为现有技术一个实施例的设备布置示意图。
[0009]图2为本技术第一个实施例的设备布置示意图。
[0010]图中:
[0011]1.换热器；
[0012]2.汽轮发电机；
[0013]3.冷凝器；
[0014]4.介质输送泵；
[0015]5.回热器；
[0016]6.介质流通管道。
具体实施方式
[0017]图1为现有技术一个实施例的系统布图。图中显示，现有技术中，一种垃圾焚烧余热利用水蒸汽作为循环介质发电系统，包括介质流通管道6，以及按照介质流动的方向依次设置的换热器1，汽轮发电机2、冷凝器3、介质输送泵4。余热热源由垃圾焚烧产生而来，在换热器1中与水进行热交换。水被加热后变成水蒸汽后进入汽轮发电机2进行发电，然后进入冷凝器冷凝3重新变成水，最后经介质输送泵4增压后进入换热器1。水蒸汽作为流通介质在介质流通管道6中不断循环流动，在循环过程中不断地进行吸热蒸发和放热冷凝，水蒸汽不断推动汽轮发电机做功发电。
[0018]图2为本技术第一个实施例的设备布置示意图。与现有技术不同的是，图中显示，本例是利用CO2作为循环介质发电系统。
[0019]本例中，一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统，包括介质流通管道6，以及按照介质流动的方向依次设置的换热器1，汽轮发电机2、回热器5、冷凝器3、介质输送泵4。余热热源由垃圾焚烧产生而来，在换热器1中与超临界状态CO2进行热交换，超临界状态CO2进入汽轮发电机2进行发电，然后进入回热器5、再进入冷凝器冷凝3后经介质输送泵4增压后再进入回热器5，利用CO2自身临界特点，在回热器5中利用自身温度差进行热交换，最后重新回到换热器1。超临界状态CO2作为流通介质在介质流通管道6中不断循环流动，在循环过程中不断地进行吸热和放热，不断推动汽轮发电机做功发电。在整个循环过程中， CO2均处于超临界状态，不发生相变。因此，系统的设备、管路及附件尺寸都可以大幅减小。
[0020]本例中，超临界二氧化碳循环无相变，压缩过程中压缩功有效减小，将大幅度提高垃圾发电余热利用系统的发电效率和能效，系统效率理论计算值在45%以上，进一步提高系统的发电效率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统，包括介质流通管道，以及按照介质流动的方向依次设置的换热器，汽轮机、冷凝器、介质输送泵，其特征是，所述循环介质为CO2。2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧余热利用CO2作为循环介质发电系统，其特征是，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚鹏，沈竑，
申请(专利权)人：深圳市能源环保有限公司，
类型：新型
国别省市：