一种利用烟气压缩储压的发电系统技术方案

本发明专利技术涉及发电技术领域，具体涉及一种利用烟气压缩储压的发电系统，包括：给水加热器进汽端与汽轮机抽汽端连接；烟气压缩机与锅炉烟气出口连接；第一换热器进汽口与烟气压缩机连接，第一换热器进水端连接至凝汽器与给水加热器间的管路上；第一换热器利用烟气压缩机输送的烟气加热凝汽器的凝结水，形成压力水；压力容器进水口与第一换热器出水端连接；压力容器出水口连接至给水加热器与锅炉间的管路上；压力容器具有存储压力水的储压状态；及具有释放压力水至锅炉中的释压状态；本申请利用烟气压缩储压，实现深度调峰；利用给水吸收烟气热量，提高锅炉热效率；实现快速变负荷，满足可再生能源加入电网后的调峰调频要求。生能源加入电网后的调峰调频要求。生能源加入电网后的调峰调频要求。

【技术实现步骤摘要】
一种利用烟气压缩储压的发电系统


[0001]本专利技术涉及发电
，具体涉及一种利用烟气压缩储压的发电系统。

技术介绍

[0002]随着全球对太阳能和风能等可再生能源的利用急剧增加，其波动性、间歇性和不可预测性等特点给电网的稳定安全运行带来巨大挑战。在当前电力系统中，燃煤发电机组由供电主力转变为参与配合电网进行深度调峰。因此，燃煤发电机组要进行频繁的调峰调频，以保证电网的安全稳定运行。
[0003]但是，燃煤发电机组的调频能力受限于锅炉内部较大的热惯性，使其变负荷速率难以满足越来越多的可再生能源加入电网的需求

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服燃煤发电机组的变负荷速率难以满足越来越多的可再生能源加入电网的需求的缺陷，基于以上情况，开发一种能够满足可再生能源加入电网的需求的发电系统十分必要。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种利用烟气压缩储压的发电系统，包括：
[0006]依次连接的锅炉、汽轮机、凝汽器和给水加热器；所述给水加热器的进汽端与汽轮机的抽汽端连接；所述汽轮机与发电机连接；所述给水加热器的出水端与锅炉连接；
[0007]烟气压缩机，与锅炉的烟气出口连接，且所述烟气压缩机与发电机电连接；
[0008]第一换热器，进气口与烟气压缩机连接，第一换热器的进水端通过第二阀门连接至凝汽器与给水加热器之间的管路上；所述第一换热器适于利用烟气压缩机压缩输送的烟气加热凝汽器分流的凝结水，形成压力水；
[0009]压力容器，进水口与所述第一换热器的出水端连接；所述压力容器的出水口通过第三阀门连接至给水加热器与锅炉之间的管路上；
[0010]所述压力容器具有存储压力水的储压状态；以及具有释放压力水至锅炉中的释压状态；
[0011]空气压缩机，与压力容器连接；所述空气压缩机适于保持压力容器内的压力。
[0012]可选地，还包括：
[0013]承压结构，与第一换热器的出气口连接；
[0014]第二换热器，设置于压力容器与锅炉之间；
[0015]烟气加热器，设置于所述锅炉内，且所述烟气加热器的进气口通过第一阀门与承压结构连接，烟气加热器的出气口与第二换热器的进气口连接。
[0016]可选地，还包括：
[0017]烟气膨胀机，设置于所述烟气加热器的出气口与第二换热器的进气口之间。
[0018]可选地，还包括：
[0019]水轮机，设置在压力容器和第二换热器之间；所述水轮机适于在压力容器输送水
的压力下转动，利用后的水再输送至第二换热器内。
[0020]可选地，在所述第一换热器和凝汽器之间设有第一泵。
[0021]可选地，进入烟气压缩机的烟气为经过脱硝脱硫后的烟气。
[0022]可选地，所述承压结构为压力罐、盐洞或矿洞。
[0023]可选地，所述空气压缩机的数量为多个，所述烟气膨胀机的数量为多个。
[0024]可选地，所述烟气加热器设置于所述锅炉的水平烟道内。
[0025]可选地，所述承压结构内的压力不低于60bar，所述压力容器内的压力不低于60bar。
[0026]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0027]1.本专利技术提供的利用烟气压缩储压的发电系统，包括：依次连接的锅炉、汽轮机、凝汽器和给水加热器；所述给水加热器的进汽端与汽轮机的抽汽端连接；所述汽轮机与发电机连接；所述给水加热器的出水端与锅炉连接；烟气压缩机，与锅炉的烟气出口连接，且所述烟气压缩机与发电机电连接；第一换热器，进气口与烟气压缩机连接，第一换热器的进水端通过第二阀门连接至凝汽器与给水加热器之间的管路上；所述第一换热器适于利用烟气压缩机压缩输送的烟气加热凝汽器分流的凝结水，形成压力水；压力容器，进水口与所述第一换热器的出水端连接；所述压力容器的出水口通过第三阀门连接至给水加热器与锅炉之间的管路上；所述压力容器具有存储压力水的储压状态；以及具有释放压力水至锅炉中的释压状态；空气压缩机，与压力容器连接；所述空气压缩机适于保持压力容器内的压力；本申请采用上述技术方案，通过烟气压缩储压，利用烟气压缩机消耗发电机的电能，克服锅炉内部的热惯性，在储能过程中实现发电系统深度调峰的同时，利用凝汽器的凝结水吸收烟气内的多余热量，有效降低50％以上的锅炉排烟损失，提高锅炉的热效率，利用给水压缩储能实现烟气余热跨时空利用，烟气与凝结水的换热过程为单相换热，换热温区匹配良好，有效降低换热的不可逆损失，提高能量的利用效率。在释能过程中，烟气压缩储压与给水压缩储能同步释能，实现发电系统的快速变负荷。具体是：从凝汽器中进入给水加热器的给水流量随着高压给水的释放相应降低，保证进入锅炉的给水流量基本不变，此时，锅炉的水煤比不变，热负荷不变，而进入给水加热器的给水减少，进入给水加热器的汽轮机抽汽量相应减少，增加汽轮机的通流量，提高汽轮机的输出功率；扩大负荷变化区间和提高变负荷速率。最小负荷最大可降低至0MW，变负荷速率可从传统的1－1.5％Pe0/min提高到2.85％Pe0/min，满足越来越多的可再生能源加入电网后的调峰调频要求。另外，集成烟气压缩储压与给水压缩储热技术，可以利用燃煤发电机组的现有工质进行改造，不需额外添加储能介质，改造成本更低。并且，通过调节空气压缩机的功率，控制进入压力容器的高压空气流量，确保高压给水在释放过程中的压力。
[0028]2.本专利技术提供的利用烟气压缩储压的发电系统，还包括：承压结构，与第一换热器的出气口连接；第二换热器，设置于压力容器与锅炉之间；烟气加热器，设置于所述锅炉内，且所述烟气加热器的进气口通过第一阀门与承压结构连接，烟气加热器的出气口与第二换热器的进气口连接；本申请采用上述技术方案，进一步通过承压结构提升储压容量和水平；具体是：当对承压结构充入烟气时，通过烟气压缩机使得承压结构内的烟气压力达到存储条件。并通过烟气加热器对压缩的烟气加热，提高烟气温度；将加热的烟气输送至第二换热器，进一步提高回流至锅炉中水流的温度。
[0029]3.本专利技术提供的利用烟气压缩储压的发电系统，还包括：烟气膨胀机，设置于所述烟气加热器的出气口与第二换热器的进气口之间；本申请采用上述技术方案，充分利用高温高压的烟气推动烟气膨胀机做功，提高能量利用效率。
[0030]4.本专利技术提供的利用烟气压缩储压的发电系统，还包括：水轮机，设置在压力容器和第二换热器之间；所述水轮机适于在压力容器输送水的压力下转动，利用后的水再输送至第二换热器内；本申请采用上述技术方案，通过压缩空气实现压力水释能不释压，使水轮机保持高效率运行，提高能量利用效率。
[0031]5.本专利技术在所述第一换热器和凝汽器之间设有第一泵；本申请采用上述技术方案，通过调整烟气压缩机的功率与第一泵的功率分别调整压缩烟气和给水的流量，以使给水的吸热量与烟气的放热量匹配，降低烟气排出第一换热器的温度，提高能量利用率。
[0032]6.本专利技术进入烟气压缩机的烟气为经过脱硝脱硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用烟气压缩储压的发电系统，其特征在于，包括：依次连接的锅炉(1)、汽轮机(2)、凝汽器(3)和给水加热器(4)；所述给水加热器(4)的进汽端与汽轮机(2)的抽汽端连接；所述汽轮机(2)与发电机连接；所述给水加热器(4)的出水端与锅炉(1)连接；烟气压缩机(5)，与锅炉(1)的烟气出口连接，且所述烟气压缩机(5)与发电机电连接；第一换热器(6)，进气口与烟气压缩机(5)连接，第一换热器(6)的进水端通过第二阀门(12)连接至凝汽器(3)与给水加热器(4)之间的管路上；所述第一换热器(6)适于利用烟气压缩机(5)压缩输送的烟气加热凝汽器(3)分流的凝结水，形成压力水；压力容器(14)，进水口与所述第一换热器(6)的出水端连接；所述压力容器(14)的出水口通过第三阀门(16)连接至给水加热器(4)与锅炉(1)之间的管路上；所述压力容器(14)具有存储压力水的储压状态；以及具有释放压力水至锅炉(1)中的释压状态；空气压缩机(15)，与压力容器(14)连接；所述空气压缩机(15)适于保持压力容器(14)内的压力。2.根据权利要求1所述的利用烟气压缩储压的发电系统，其特征在于，还包括：承压结构(7)，与第一换热器(6)的出气口连接；第二换热器(11)，设置于压力容器(14)与锅炉(1)之间；烟气加热器(9)，设置于所述锅炉(1)内，且所述烟气加热器(9)的进气口通过第一阀门(8)与承压结构(7)连接，烟气加热器(9)的出气口与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：许朋江，石慧，江浩，马汀山，王朝阳，刘明，严俊杰，李辉，白发琪，刘伟，刘思宇，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：