一种用于火电厂的碳减排及储能系统技术方案

一种用于火电厂的碳减排及储能系统，包括碳减排子系统和二氧化碳储能子系统，二者通过管道及阀门系统连通并可选择性地实现独立或耦合运行；所述碳减排子系统包括依次连接的碳捕捉模块、二氧化碳压缩模块及碳封存模块，烟囱烟气接入碳捕捉模块，碳减排子系统用于烟囱烟气中的CO2气体分离

【技术实现步骤摘要】
一种用于火电厂的碳减排及储能系统


[0001]本专利技术涉及一种用于火电厂的碳减排及储能系统，属于应用于火电厂的碳减排及储能


技术介绍

[0002]公知的，火力发电在我国的电力供应方面一直占据着主导地位，并且在未来一段时间内，火力发电仍将是我国电力供应的基础。由于火力发电的原料为煤、石油、天然气等化石燃料，燃烧过程需要释放大量二氧化碳。随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，火电厂面临着非常大的碳排放压力。
[0003]近年来，风电、光伏等新能源得到充分发展，装机量逐年增加。由于新能源的波动性和随机性，新能源大规模并网导致的电力系统调峰负担进一步加大。而我国以火电为主的能源结构，决定了火电灵活性改造是增强系统调峰能力的重要方式。
[0004]目前，常见的火电灵活性改造技术主要有：机组本体改造、低负荷控制技术、热电解耦等技术，这些技术存在着成本高、效率低、调峰范围有限等问题。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种用于火电厂的碳减排及储能系统，该系统不仅能够实现零碳排放，同时能够实现深度调峰，并且具有成本低、灵活性强、节能效果好的优势。
[0006]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0007]一种用于火电厂的碳减排及储能系统，包括碳减排子系统和二氧化碳储能子系统，二者通过管道及阀门系统连通并可选择性地实现独立或耦合运行；
[0008]所述碳减排子系统包括依次连接的碳捕捉模块、二氧化碳压缩模块及碳封存模块，烟囱烟气接入碳捕捉模块，所述碳减排子系统用于烟囱烟气中的CO2气体分离
‑
提纯、压缩
‑
热回收以及储存；
[0009]所述二氧化碳储能子系统包括储能模块、释能模块、高压储罐、低压储罐、蓄热罐以及蓄冷罐；所述储能模块、高压储罐、释能模块和低压储罐依次闭环连接成的能量外循环系统；所述储能模块、蓄热罐、释能模块和蓄冷罐依次闭环连接成的热量内循环系统。
[0010]可选的，所述管道及阀门系统包括并联于所述碳封存模块与所述低压储罐两端之间的第一管道和第二管道，所述第一管道和第二管道上分别设有第一阀门和第二阀门，同时所述低压储罐的两端与第一管道和第二管道之间分别设有第三阀门和第四阀门。
[0011]可选的，所述碳捕捉模块包括二氧化碳分离提纯设备。
[0012]可选的，所述二氧化碳压缩模块包括若干级依次连接的二氧化碳压缩子模块，每级所述二氧化碳压缩子模块均由前后布置的第一压缩机和第一换热器连接组成，所述第一换热器还连通锅炉给水。
[0013]可选的，所述碳封存模块包括地下盐穴、石油气矿道、海底或储罐构成的碳封存空
间。
[0014]可选的，所述储能模块包括若干级依次连接的储能子模块，每级所储能子模块均由前后布置的第二压缩机和第二换热器连接组成；
[0015]所述释能模块包括若干级依次连接的释能子模块，每级所述释能子模块均由前后布置的第三换热器和透平连接组成；
[0016]所述高压储罐和低压储罐分别连接于储能模块与释能模块之间的正向管道和反向管道上；所述蓄热罐和蓄冷罐分别连接在储能模块的所有第二换热器与释能模块的所有第三换热器的两端之间。
[0017]可选的，所述蓄热罐还接入低压缸抽汽，并接出冷凝器。
[0018]相比现有技术，本专利技术的一种用于火电厂的碳减排及储能系统，至少具有以下优势：
[0019]通过设置碳减排子系统和二氧化碳储能子系统，实现了碳减排和储能的深度耦合，两个子系统参数匹配良好，在完成碳捕捉和封存的同时以电厂排放的CO2直接进行储能，对CO2进行高效利用，进一步降低了成本；同时，相对于压缩空气储能，压缩CO2储能效率高、储能密度高、结构紧凑，更有前景；由于碳减排子系统和二氧化碳储能子系统既可以耦合运行，也可以独立运行，使得系统灵活性强；利用碳减排子系统在实现碳减排的同时回收热量，加热锅炉给水，提高给水温度，可以有效降低燃料消耗，又使系统有了很好的节能效果。最终，本专利技术的碳减排及储能系统不仅能够实现零碳排放，同时能够实现深度调峰，针对性地解决了火电厂所面临的碳减排和调峰压力。
附图说明
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0021]图1是本专利技术一个实施例用于火电厂的碳减排及储能系统的结构示意图。
[0022]图中附图标记说明：
[0023]1‑
碳减排子系统；11
‑
碳捕捉模块；12
‑
二氧化碳压缩模块；121
‑
二氧化碳压缩子模块；1211
‑
第一压缩机；1212
‑
第一换热器；13
‑
碳封存模块；
[0024]2‑
二氧化碳储能子系统；21
‑
储能模块；21
‑1‑
正向管道；211
‑
储能子模块；2111
‑
第二压缩机；2112
‑
第二换热器；22
‑
释能模块；22
‑1‑
反向管道；221
‑
释能子模块；2211
‑
第三换热器；2212
‑
透平；23
‑
高压储罐；24
‑
低压储罐；25
‑
蓄热罐；26
‑
蓄冷罐；
[0025]3‑
管道及阀门系统；31
‑
第一管道；32
‑
第二管道；33
‑
第一阀门；34
‑
第二阀门；35
‑
第三阀门；36
‑
第四阀门。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术的保护范围。
[0027]图1示出了本专利技术一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种用于火电厂的碳减排及储能系统，包括碳减排子系统1和二氧化碳储能子系统2，二者通过管道及阀门系统3
连通并可选择性地实现独立或耦合运行；
[0028]所述碳减排子系统1包括依次连接的碳捕捉模块11、二氧化碳压缩模块12及碳封存模块13，烟囱烟气接入碳捕捉模块11，所述碳减排子系统1用于烟囱烟气中的CO2气体分离
‑
提纯、压缩
‑
热回收以及储存；
[0029]所述二氧化碳储能子系统2包括储能模块21、释能模块22、高压储罐23、低压储罐24、蓄热罐25以及蓄冷罐26；所述储能模块21、高压储罐23、释能模块22和低压储罐24依次闭环连接成的能量外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于火电厂的碳减排及储能系统，其特征是：包括碳减排子系统和二氧化碳储能子系统，二者通过管道及阀门系统连通并可选择性地实现独立或耦合运行；所述碳减排子系统包括依次连接的碳捕捉模块、二氧化碳压缩模块及碳封存模块，烟囱烟气接入碳捕捉模块，所述碳减排子系统用于烟囱烟气中的CO2气体分离
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提纯、压缩
‑
热回收以及储存；所述二氧化碳储能子系统包括储能模块、释能模块、高压储罐、低压储罐、蓄热罐以及蓄冷罐；所述储能模块、高压储罐、释能模块和低压储罐依次闭环连接成的能量外循环系统；所述储能模块、蓄热罐、释能模块和蓄冷罐依次闭环连接成的热量内循环系统。2.根据权利要求1所述的一种用于火电厂的碳减排及储能系统，其特征是：所述管道及阀门系统包括并联于所述碳封存模块与所述低压储罐两端之间的第一管道和第二管道，所述第一管道和第二管道上分别设有第一阀门和第二阀门，同时所述低压储罐的两端与第一管道和第二管道之间分别设有第三阀门和第四阀门。3.根据权利要求1或2所述的一种用于火电厂的碳减排及储能系统，其特征是：所述碳捕捉...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆聪，郑海涛，徐雯，谭小湾，张伟鹏，徐思佳，
申请(专利权)人：中国电建集团江西省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：