捕集的集成系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能辅助电厂给水加热与CO2捕集集成技术，具体涉及一种组合式中低温太阳能集热系统辅助电厂回热及烟气中CO2捕集的集成系统及其方法，利用太阳能同时提供电厂不同位置的给水预热以及CO2捕集系统的能量补偿，在实现中低温太阳能集热器的组合集热的同时，充分实现了能量的梯级利用，有效地降低了抽汽过程中产生的不可逆损失，弥补了抽汽用于CO2捕集对电厂的影响。
【背景技术】
[0002]目前，中国电力结构中燃煤火力发电仍占据着主导地位，虽然技术较为成熟，但需要消耗大量的化石燃料，能源利用效率低，0)2排放量大，对气候变化带来巨大的影响。
[0003]燃煤电厂CO2捕集作为一种短期内可实现大量0)2排放的可行技术，将在削减温室气体排放中发挥重要作用，同时为可再生能源的发展及其替代传统能源提供了过渡时间。
[0004]针对燃煤电厂烟气中浓度低、流量大的CO2，最有前景的方法是使用能够选择性吸收CO2的溶剂进行化学吸收，其中乙醇胺(MEA)溶液由于吸收速率快、吸收效率高、技术成熟，已被应用于燃煤电厂CO2捕集，但溶液再生时需要消耗大量电厂蒸汽，引起电厂效率的下降，增加了捕集成本，成为制约CO2捕集技术大规模应用的主要因素。
[0005]太阳能作为一种可再生的清洁能源，其开发利用潜力十分巨大。将太阳能不同集热温度的太阳能集热器组合起来，并与电厂锅炉给水预热及0)2捕集系统相结合，利用太阳能集热产生各级给水预热与CO2捕集系统解吸所需温度的热能进行解吸，可大幅降低从电厂汽轮机中抽蒸汽的能耗，在维持电厂稳定性的同时实现可再生能源与电厂0)2减排的双重功效，有力推动我国太阳能与烟气捕集集成技术的大规模应用。
[0006]本实用新型相关发明人的专利，申请号为201410037906.0的发明专利申请中公开了一种太阳能辅助0)2捕集的集成系统，其主体方案是利用中高温集热辅助电厂锅炉高压给水加热及CO2捕集，其实施的方式要求太阳能集热器为中高温集热器。而本专利在利用太阳能辅助电厂高压给水加热及CO2捕集的同时，提出了辅助低压给水加热器的不同方案，引入了低温集热器与高温集热器相组合的概念，实现了低温集热器在电厂给水加热及CO2捕集上的应用。
【发明内容】
[0007]针对目前捕集系统的高能耗问题以及抽汽捕集造成的高品位蒸汽的不可逆损失，本实用新型提出一种梯级利用组合式太阳能集热辅助电厂给水加热及CO2捕集的集成系统，根据电厂给水加热器以及捕集系统的不同温度需求，实现太阳能与0)2捕集及电厂给水加热的不同集成连接关系，充分利用中低温太阳能集热来补偿传统捕集系统及电厂给水加热系统的能耗需求，在实现太阳能梯级利用的同时，有效地降低电厂因抽蒸汽所带来的效率下降。
[0008]为了有效地解决上面的技术问题，本实用新型一种组合式太阳能集热系统辅助电厂给水加热与0)2捕集的集成系统，包括发电子系统、组合式太阳能集热子系统、CO2捕集子系统。
[0009]所述发电子系统为由给水换热器、锅炉、汽轮机以及乏汽凝汽器串联构成的常规具有一次再热燃煤发电系统，燃煤锅炉产生过热蒸汽依次进入汽轮机高压缸、中压缸和低压缸推动汽轮机做功，乏汽经过凝汽器冷凝之后，再依次经过四台低压给水加热器、除氧器和三台高压给水加热器后进入锅炉，完成汽水循环。所述发电子系统具有八级抽汽，供给给水加热器用于加热锅炉给水。
[0010]所述0)2捕集子系统包括吸收塔、富液泵、贫液冷凝器、贫/富液换热器、贫液泵、解吸塔、气液分离器和再沸器；所述发电子系统中锅炉的排烟经过烟气预处理后(包括脱硫脱硝及除尘)从吸收塔的下部进入吸收塔，在吸收塔中与化学吸收剂反应吸收0)2后，从吸收塔的顶部排出；吸收完0)2后的富液依次经过富液泵和贫/富液换热器换热后从解吸塔的上部喷淋入解吸塔进行解吸，解吸后的贫液再依次经过贫液泵、贫/富液换热器和贫液冷凝器后从吸收塔上部喷淋入吸收塔，从而构成整个烟气CO2捕集循环。所述解吸塔顶部的气体出口连接到所述气液分离器的底部，作为冷凝液的回流。
[0011]所述组合式太阳能集热子系统由中高温聚焦型太阳能集热器阵列及低温非聚焦型太阳能集热器阵列组成；所述中高温聚焦型太阳能集热器阵列包括若干单元集热器串并联组成，所述低温非聚焦型太阳能集热器由若干低温集热器串并联而成，中高温聚焦型太阳集热器与低温非聚焦型太阳能集热器之间具有多种组合方式；一种是串联组合形式:即集热工质依次经过低温非聚焦型太阳能集热器阵列与中高温聚焦型太阳能集热器阵列；一种是并联组合形式:即集热工质在入口处分成若干股进入由中高温太阳能集热器阵列与低温非聚焦型太阳能集热器阵列，集热器出口工质经过混合器进行混合；另外也可以是上面两种方式的组合。
[0012]所述高压给水换热器16用以取代一级高压给水加热器05、二级高压给水加热器06以及三级高压给水加热器07中的任意一级或全部；所述低压给水换热器15用以取代低压给水加热器10?13中的任意一级或多级。
[0013]本实用新型根据太阳能集热器集热温度的变化及不同集热器组合形式的变化提供了两种不同的耦合方式，即所述太阳能集热器子系统的热量输出端与所述高低压给水换热器及所述再沸器之间的连接关系包括下述两种情形之一:一种是:所述组合式太阳能集热子系统中的工质出口端与所述给水换热器的高温侧入口连接，所述给水换热器的高温侧出口与所述再沸器的高温侧入口相连，所述再沸器的高温侧出口与所述组合式太阳能集热子系统的工质入口端相连；这种连接方式可以将组合式太阳能集热子系统集热到200-350°C左右的中高温度，通过换热器加热电厂给水温度，换热之后再经过再沸器继续进行换热，以提供再沸器的热量，而再沸器所需热量的不足部分再通过抽取汽轮机低温低压的蒸汽来提供，这样构成太阳能加热循环，实现了能量品位的梯级利用，减少系统的不可逆损失；另一种是:所述组合式太阳能集热子系统的工质出口端与所述再沸器的高温侧入口端连接，所述再沸器的高温侧出口与发电子系统中的低压给水加热器的热源端入口相连，出口则与所述组合式太阳能集热子系统的工质入口端相连，这种连接方式可以直接利用组合式太阳能集热子系统将太阳能集热器系列内的工质流体集热到再沸器所需的温度范围供给再沸器利用，同时将再沸器利用的余热作为低压给水加热器的能量供给，在简化系统的同时也可以充分利用结构更为简单，成本更加低廉的中低温集热器，充分利用了太阳能集热系统在低温下较高的集热效率，减少了工质流体在高温下的散热损失。上述两种连接方式均设计了从汽轮机抽汽的连接管路，这样可以在太阳能不足时利用抽汽提供热量。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0015](I)将高温聚焦型太阳能集热器与低温非聚焦型太阳能集热器组合在一起，实现了低温集热器与高温集热器在不同温度范围下的合理利用，既避免了高温集热器在低温端的低经济性，又避免了低温集热器在高温端的低效率。
[0016](2)系统具有多种耦合模式，可以根据太阳能集热温度以及集热量进行匹配及切换，运行方式灵活，最大程度地实现了太阳能的梯级利用。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一种组合式太阳能系统辅助电厂给水与CO2捕集的集成系统实施例I的系统原理图及结构示意图；
[0018]图2为本实用新型一种组合式太阳能系统辅助电厂给水与CO2捕集的集成系统实施例2的系统原理图及结构示意图。
[0019]图3为本实用新型一种组合式太阳能系统辅助电厂给水与CO2捕集的集成系统组合式太阳能集热子系统并联组合原理图及结构示意图。
[0020]图4为本实用新型一种组合式太阳能系统辅助电厂给水与CO2捕集的集成系统组合式太阳能集热子系统串联组合原理图及结构示意图。
[0021]图5?7分别为本实用新型一种组合式太阳能系统辅助电厂给水与0)2捕集的集成系统高压给水换热器与低压给水换热器取代给水加热器组合原理图及结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细地描述。
[0023]本实用新型一种组合式太阳能集热系统辅助电厂给水加热与CO2捕集的集成系统，如图1?4所示，包括发电子系统1、组合式太阳能集热子系统2和CO2捕集子系统3、高压给水换热器15和低压给水换热器16。
[0024]所述发电子系统I为由锅炉01、汽轮机02?04、给水加热器05?13以及乏汽冷凝器14构成的具有一次再热的燃煤发电系统。燃煤锅炉产生过热蒸汽依次进入汽轮机高压缸02、中压缸03和低压缸04进行做功，输出电力，乏汽经过冷凝器14冷凝后依次经过四个低压给水加热器10?13，除氧器09和三台高压给水加热器05?07后进入锅炉，完成汽水循环。
[0025]所述组合式太阳能集热子系统2中的集热器场由高温聚焦型集热器阵列21与低温非聚焦型集热器阵列22组合而成，两者都由若干集热器串联或并联组成集热阵列。进入组合式太阳能集热子系统2中的传热工质先进入低温非聚