一种基于蒸汽引射器的燃煤电站脱碳集成系统的制作方法

文档序号:9019576阅读:588来源:国知局
一种基于蒸汽引射器的燃煤电站脱碳集成系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于节能减排设备领域,特别涉及一种基于蒸汽引射器的燃煤电站脱碳集成系统。
【背景技术】
[0002]随着工业化、现代化以及城镇化进程的推进,近年来我国的0)2排放总量飞速增长。相关统计资料显示,燃煤发电的CO2排放量占到全国总排放量的40%左右。因此,燃煤电站的0)2捕集对于我国温室气体减排而言意义重大。
[0003]0)2的捕获与封存被认为是一种可以有效减少燃煤电站CO2排放的技术。其中,以MEA为代表的化学吸收法因为能在混合气体CO2浓度低、杂质气体含量大的恶劣条件下工作,比较适用于燃煤电站的大规模CO2捕集,目前该技术已经应用于诸多示范电站。
[0004]然而,化学吸收法需要从电站汽水系统的中压缸排汽口抽取大约50%的蒸汽用于加热0)2捕获单元中的再沸器。这不仅会使电厂发电效率降低8-15个百分点,还会使低压缸进口蒸汽参数发生变化,威胁低压缸的安全运行。除此之外,在化学吸收法中,CO2捕获单元的综合能源利用率较低,体现在许多低品位热量被直接释放到环境中而没有得到有效的回收利用,这些低品位热量主要包括解析塔顶部出口的CO2冷却热以及压缩冷却热。
[0005]综上可见,虽然化学吸收法适用于燃煤电站的大规模CO2捕集,但目前其能耗代价太高、综合能源利用效率相对较低。因此,降低CO2捕获单元的能耗同时提高其综合能源利用效率,对于化学吸收法的大范围推广有积极作用。
[0006]现有的CN101666248公开了一种二氧化碳回收型蒸汽发电系统,该发明在锅炉尾部烟道省煤器和空气预热器之间增加一个换热器,通过此换热器利用锅炉尾部烟气加热再沸器,从而有效降低脱碳对于电站汽水系统的影响。但该发明没有涉及对CO2捕获单元低品位热能的回收利用。此外,在相关发明专利中,均未见将蒸汽引射器与脱碳流程进行集成的报道。

【发明内容】

[0007]本实用新型的目的是针对现有且技术较为成熟的燃煤电站0)2化学吸收法存在的能耗代价过高和能量浪费的问题,通过增加多级蒸汽引射子系统将高压蒸汽引射低压抽汽,混合形成的蒸汽为0)2捕获单元中的再沸器提供所需的热量;同时回收利用CO2捕获单元中的0)2冷却热及压缩冷却热以加热燃煤电站蒸汽发电子系统中的凝结水,在很大程度上降低了因投入脱碳所带来的发电效率惩罚。
[0008]本实用新型是通过以下方式实现的:
[0009]一种基于蒸汽引射器的燃煤电站脱碳集成系统,包括燃煤电站蒸汽发电子系统、CO2捕获单元和多级蒸汽引射子系统三个组成部分,其特征是:燃煤电站蒸汽发电子系统1、0)2捕获单元2、多级蒸汽引射子系统3主要通过再沸器34、蒸汽引射器36、37、38进行联通;具体而言,燃煤电站蒸汽发电子系统I中的汽轮机中压缸6排汽经管道LI输送至蒸汽引射器36、38,蒸汽引射器36、38分别通过管道L2、L4引射燃煤电站蒸汽发电子系统I的第五级和第七级抽汽;蒸汽引射器36出口与蒸汽引射器37进口相连,蒸汽引射器37通过管道L3引射燃煤电站蒸汽发电子系统I的第六级抽汽;蒸汽引射器37的排汽与蒸汽引射器38的排汽混合后经管道L5输送至0)2捕获单元2中的再沸器34,再沸器34通过管道L6与燃煤电站蒸汽发电子系统I进行联通。
[0010]所述燃煤电站蒸汽发电子系统I由锅炉4、高压缸5、中压缸6、低压缸9、低压缸10、发电机11串联而成;低压缸9、10排汽在凝汽器12中放热凝结后进入凝结水泵13,而后凝结水依次通过低压加热器14、15,低压加热器15出口的凝结水与再沸器34出口凝结水汇合后进入低压加热器16 ;低压加热器16出口的凝结水与低压缸9、10的抽汽经低压加热器16、水泵17作用后的疏水汇合进入除氧器18 ;除氧器18出口凝结水经给水泵19增压后依次经过高压加热器20、21、22进行加热,最终完成循环进入锅炉4 ;高压缸5中间段抽汽口与高压加热器22连接,高压缸5排汽分流成两股,其中一股经锅炉4再热后进入中压缸6,另一股进入高压加热器21 ;中压缸6中间段抽汽口与高压加热器20连接,中压缸6排汽分流成三股,第一股输送至除氧器18,第二股经阀门7、8后分别进入低压缸9、10,第三股经管道LI输送至多级蒸汽引射子系统3。
[0011 ] 所述0)2捕获单元2中,脱硫后烟气经增压风机23进入吸收塔24,吸收塔24底部流出的富液依次经过富液增压泵26、贫富液换热器27后进入解析塔28 ;C02与大量水蒸气从解析塔28顶部流出后经CO2冷却器29进入分离器30,分离器30底部连接解析塔28 ;解析塔28底部流出的贫液一部分经再沸器34加热后回流至解析塔28,另一部分则依次经过贫液增压泵32、贫富液换热器27与冷却器34,最终与MEA补充液汇入吸收塔24完成循环;吸收塔24顶部与烟囱25经烟道相连,分离器30顶部依次与压气机31和压缩冷却器32相连。
[0012]所述多级蒸汽引射子系统中,蒸汽引射器36出口连接蒸汽引射器37进口,蒸汽引射器36、37串联后再与蒸汽引射器38并联;蒸汽引射器37的排汽与蒸汽引射器38的排汽进行混合后通过管道L5输送至再沸器34。
【附图说明】
[0013]图1为燃煤电站蒸汽发电子系统、0)2捕获单元、多级蒸汽引射子系统整合示意图。
[0014]图2蒸汽引射器简要结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型工作时,利用蒸汽引射器36、37、38将高压蒸汽引射低压抽汽,混合形成的蒸汽为再沸器34提供所需的热量;同时回收利用CO2冷却器29及压缩冷却器32释放的低品位热能,以加热燃煤电站蒸汽发电子系统I中的凝结水。
[0016]以上为子系统1、2、3集成运行时的操作方法,以下就每个系统各自运行作出详细说明。
[0017]燃煤电站发电子系统I运行时,由锅炉4产生的主蒸汽进入高压缸5做功后,回到锅炉4进行再热,再热蒸汽进入中压缸6膨胀做功,中压缸6的排汽经阀门7、8后进入低压缸9、10继续做功,高中低压缸驱动发电机11转动产生电能;低压缸9、10的排汽进入凝汽器12冷凝排热形成凝结水,凝结水经凝结水泵13增压后依次通过低压加热器14、15、16进行加热,低压加热器16出口凝结水与低压加热器16的疏水汇合进入除氧器18 ;除氧器18出口凝结水经给水泵19作用成为给水,给水依次通过高压加热器20、21、22进行加热,最后完成循环回到锅炉4。高压加热器20、21
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