一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统的制作方法

本实用新型属于富氧燃烧和储能发电领域，具体涉及一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统。

背景技术：

随着全球气候变暖问题的日趋严峻，如何降低化石燃料电厂的CO2排放已成为全世界关注的热点。在化石燃烧电厂CO2减排技术中，富氧燃烧(O2/CO2燃烧技术)被认为是一种最具有前景的CO2减排技术。

但是，富氧燃烧电厂的空分设备和CO2压缩提纯设备的高能耗，使得富氧燃烧电厂的发电效率大打折扣，与传统空气燃烧电厂相比，其发电效率降低约8～13％。此外，对于富氧燃烧电厂来讲，为了使各设备经济高效运行，进一步提高发电效率和保证烟气中CO2的捕集回收效果，最理想的运行方式是使富氧燃烧电厂只带基础负荷运行，而不参与电网系统的调峰和调频需要。然而，这与整个电网系统的运行特点相互矛盾。上述缺点已成为限制富氧燃烧技术发展应用的主要瓶颈。

技术实现要素：

本实用新型针对富氧燃烧电厂存在的空分和CO2压缩提纯设备能耗高以及系统发电效率低的问题，提出了一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统，本实用新型将液态氧储能和富氧燃烧发电集成到同一系统和工艺流程中，不存在传统液态空气或液态氧储能系统中放电时所需的热能转换为电能的二次转换过程，因此，本实用新型具有系统简单、储能效率高和经济性优等优点，能够显著提升富氧燃烧发电厂的负荷调节能力和经济性。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

所述的一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统包括空分装置1，氧液化装置2，液氧储罐3，蒸发器4，富氧燃烧发电装置5和电网6；

所述空分装置1的氧气出口分别与氧液化装置2和富氧燃烧发电装置5的氧气入口相连通；氧液化装置2的液氧出口与液氧储罐3的液氧入口相连通；液氧储罐3的液氧出口与蒸发器4的氧气入口相连通；蒸发器4的氧气出口与富氧燃烧发电装置5的氧气入口相连通，富氧燃烧发电装置5的出口连接电网6和空分装置1。

所述液氧储罐3中的储存压力为1～5bar，温度比相应储存压力下氧气的饱和温度低5～30℃。

所述富氧燃烧发电装置5输出的电能包括有三个用途：带动电网6中的基础负荷发电；带动电网6中的用电高峰时发电，也即尖峰负荷发电；给空分装置1供电。

所述的一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统的发电方法，当用电负荷处于低谷时，富氧燃烧发电装置5输出的电能主要用来带动电网6中的基础负荷发电和给空分装置1供电，由空分装置1输出的氧气，一部分供富氧燃烧发电装置5燃烧发电用，另一部分经氧液化装置2液化后进入液氧储罐3进行储存；当用电负荷处于高峰时，富氧燃烧发电装置5输出的电能主要用来带动电网6中的基础负荷发电和尖峰负荷发电，而仅有少量电能供空分装置1用或不给空分装置1供电，此时富氧燃烧发电装置5燃烧所需的氧气主要或全部来自消耗谷电产生的并储存在液氧储罐3中的氧。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统及方法，具有如下优点：(1)将液态氧储能和富氧燃烧发电集成到同一系统和工艺流程中，不存在传统液态空气或液态氧储能系统中放电时所需的热能转换为电能的二次转换过程，从而具有更高的储能效率；(2)充分利用用电负荷低谷时电价低廉的特点，将其转换为液氧储存起来，在用电高峰时，再将所储存的液氧通过富氧燃烧发电转化为电能，从而能够显著提升整个系统的经济性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为空分装置、2为氧液化装置、3为液氧储罐、4为蒸发器、5为富氧燃烧发电装置，6为电网。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型所述的一种联合富氧燃烧和液态氧储能的集成发电系统，空分装置1的入口连接有空气入口管道，空分装置1的氧气出口分别与氧液化装置2和富氧燃烧发电装置5的氧气入口相连通；氧液化装置2的液氧出口与液氧储罐3的液氧入口相连通；液氧储罐3的液氧出口与蒸发器4的氧气入口相连通；蒸发器4的氧气出口与富氧燃烧发电装置5的氧气入口相连通，富氧燃烧发电装置5的出口连接电网6和空分装置1。

由富氧燃烧发电装置5发出的电能包括有三个用途：带动电网6中的基础负荷发电；带动电网6中的尖峰负荷发电；给空分装置1供电。当整个电网系统中用电负荷处于低谷时，考虑到谷电电价较低，此时将富氧燃烧发电装置5输出的电能主要用来带动电网6中的基础负荷发电和给空分装置1供电，由空分装置1输出的氧气，一部分供富氧燃烧发电装置5燃烧发电用，另一部分经氧液化装置2液化后进入液氧储罐3进行储存，液氧储罐3中的储存压力为1～5bar，温度比相应储存压力下氧气的饱和温度低5～30℃；当用电负荷处于高峰时，富氧燃烧发电装置5输出的电能主要用来带动电网6中的基础负荷发电和尖峰负荷发电，而仅有少量电能供空分装置1用或不给空分装置1供电，此时富氧燃烧发电装置5燃烧所需的氧气主要或全部来自消耗谷电产生的并储存在液氧储罐3中的氧。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。